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1、本 科 生 毕 业 设 计开题报告题目：基于 3D 技术的陶瓷文物拓展应用及其包装设计 姓 名： 马逊 学 号： 201209030428 指导教师： 李国志 班 级： 包装 124 陕西科技大学毕业设计开题报告 2所在院系： 轻工与能源学院 1 课题提出因文化传播、交流等目的,组织文物外出举办巡回展览或临时展览,是博物馆的一项重要职能因文物的提取、移交、调拨、交换、搬迁以及修复保护等目的,而进行的文物远距离迁移,也是文物收藏机构之间经常发生的工作过程。采用科学合理 的包装运输方法,是确保在这些过程 中实现文物完好无损的搬运和迁移的重要前提。文物包装的目的在于确保迁移过程中最大限度地保持文物的
2、原有状态,防止因环境改变和外力等因素对文物造成损害。因文物的稀缺性、不可再生性 以及 文物本身脆弱的保存状况,文物的包装与普通商品及工业品的包装相比,在材料的选择,支撑结构的设计,包装容器的设计以及操作程序等方面,有着更加细致和更为严格的技术要求,以确保文物的绝对安全。1.1 课题的目的、意义：我国是历史最为悠久的文明古国之一。是世界上拥有文物估计最多的国家之一。已经公布全国重点文物的保护单位有 1200 多处、历史文化悠久的名城近百座，已经被列入世界文化遗产的有 20 处和文化与自然双重遗产 4 处；省级的文物保护单位有 7000 余处；而县级的文物保护单位差不多有 6 万处,中国的古代文物
3、中所包含的精神价值，想象力，思维方式都能够体现出我国古代人民顽强的生命力以及丰富的创造力。这些中国古代的文物不仅仅能够体现出艺术价值，还有很深的学术研究价值，当然，这也与古代文化遗产所包含的很多传统文化和传统思想息息相关。这些文化古物能够体现出那一时期的人们的生活起居以及生活方式。研究它的造型就是能够了解文物的最直观也是最直接的分析方法。科学家们可以通过文物的质地材料。色彩。装饰手法。形态等这些艺术表现特征来进行分析、历史文物能够见证一个国家的发展史，作为一个具有艺术表现力的物质载体，他不仅能够记载我国在制作这一文物时的工艺发展水平，也能够反映出我国古代社会的发展内容以及社会发展的形态，从这些
4、文物的艺术表现风格和艺术创作风格上就有着明显的表现。 正因为这样，研究古代文物的艺术设计造型就是研究保护文物考古的重要内容。这些文物在拥有着非常高的艺术价值的同时也包含着丰富的科学研究价值和历史价值。但是有一些事情是难以避免的，比如说自然风化以及人为的破坏。正是这些不可避免的原因致使许多古代艺术的瑰宝遭到了破坏和变质，甚至有的已经濒临消失。正是因为这些珍贵的文物濒临消失，所以我们不得不采用一些富含现代科技的技术来将现存不多的文物中所包含的艺术设计造型和其他相关信息有效的记录。 运用现代的科学技术来对这些文物进行分析研究然后再建立以这些文物为中心的数据库用以对文物进行保护和修复。现代的科技技术的
5、发展是非常迅速的，它包含着基于 3D 技术的陶瓷文物拓展应用及其包装设计 1数字技术和信息技术，这都是为文化遗产的保护提供了快捷方便的有利条件，所以数字化已经成为了近些年来博物馆对与文物保护的必然手段。数字化这一词汇是直接音译过来的，因为数字化这一词汇能够很好的揭示计算机的本质。利用以计算机为载体来完成一些数字处理工作。比如利用计算机键盘来得到我们想要的文字，利用扫描仪来得到我们想要的图像，利用相机，摄像机来得到或静态或动态的影像，这些都是以数字化技术为手段处理所得到的产物。想要建立高精度模型，面数的多少是关键。面数越多，模型越精细。但是面数越多需要的工作量就会越来越大。要想达到以假乱真，完全
6、模拟的高仿真模型，需要的工作量非常巨大，以传统模型技术很难完成，即便完成付出的成本也会很高昂。然而，次世代技术的出现使高仿真成为了很容易达到的程度。 1.2 国内外技术现状及发展趋势我国的文物古迹虽然种类很多也很丰富，但由于在这方面的观念落后、资金缺少、人才匮乏、保护不当等问题，文物古迹所面临的局势已经是不容乐观。例如：首先，对文物古迹的保护方法不够妥当，甚至落后，很多保护方法依旧还停留在人工保护的阶段，而没有适时的应用一些科学可行的手段。其次，展出文物古迹的次数少，展出的数量也不多，据统计全国已登记在册的文物点约有 35 万处，收藏于各类博物馆当中的文物达 1200 万件，每年还有大量的文物
7、出土，但能展出的仅占极少部分，如南京博物院藏品有 41 万件，而常年展出的仅有 5 千件，不足 1.25% 。第三，展出文物古迹的手段跟不上时代的步伐，在当今信息时代，人们对博物馆原来的陈列方式已没有很大的兴趣，对文物古迹的展示需要注入新鲜血液，用现代化的，符合时代特征的方法来展示我们的文物古迹。第四，有部分文物古迹在迁移，搬运过程中由于一些人为的原因和不可抗拒的外来因素的影响，造成的损失也是不可估量的。那么如何更科学、有效、妥当的来对我们的文物古迹进行保护、展示、修复和复原是一个值得我们去深思和考虑的问题。而数码艺术中的虚拟现实技术的应用就为文物古迹的保护、展示、修复和复原等提供了一个良好的
8、方法和平台。目前，国内外将数字技术应用于考古工作主要有以下几个方面：一是利用射线或核磁技术进行计算机断层摄影，如 x 计算机断层摄影、超声波计算机断层摄影及核磁共振计算机断层摄影等。二是利用数字技术进行文物修复，包括器物的色彩、纹样、形状的恢复还原。三是三维激光扫描建模技术，具有测量数据精度高#非接触性测量等优点，是文物信息采集$存储的重要手段。 三维激光扫描建模技术的核心是点云数据处理，相关研究始于 20 世纪 80 年代主要包括点云表面重建、多视点云拼接、模型的多分辨率表示和三维纹理映射等几个方面 四是虚拟现实技术，也称灵境技术，它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术
9、、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术、模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，实现历史环境的真实体验。目前国外比较有名的几个研究项目是美国、英国$、意大利和德国多家研究机构联合开发的(数字罗马城)项目$美国的(重现耶路撒冷风貌)项目、英国的(木乃伊里面的故事)项目、日本的(唐招提寺)项目等、国内的数字复原及虚拟开发技术虽不如西方发达国家成熟，但也取得不少成果。例如西北大学的秦兵马俑数字复原系统、杭州大学开发的(虚拟故宫漫游系统)、清华大学开发的(虚拟布达拉宫系统)、浙江大学开发的(敦煌石窟虚拟展示系统)等。1.3 选题的依据三维扫描是集光、机、电和计算机技术于一体的的修复工作。高新技术
10、，主要用于对物体空间外形和结构及色彩进行扫描，以获得物体表面的空间坐标，能实现非接触测量，且具有速度快、精度高的优点。三维扫描作为新兴的计算机应用技术在文物保护行业已经得到越来越多的应用，特别是在文物形态记录，虚拟修复及展示方面的应用已日趋成熟。三维扫描技术大体可分为接触式三维扫描仪和非接触式三维扫描仪。其中非接触式三维扫描仪又分为光栅三维扫描仪（也称拍照式三维描仪）和激光扫描仪。而光栅三维扫描又有白光扫描或蓝光扫描等，激光扫描仪又有点激光、线激光、面激光的区别。本次修复中采用的非接触式三维线激光扫描仪是目前运用比较普遍的一种。其基本工作原理是用条状激光对输入对象进行扫描，使用 CCD 相机接
11、受其反射光束，根据三角测距原理获得与拍摄物体之间的距离，进行三维数据化处理。经过软件的处理初步得到物体的坐标点（称点云）或者三角面 。近些年来，三维扫描技术在文物行业已多有应 清洗时还必须防止处理过程中的交叉污染。基于 3D 技术的陶瓷文物拓展应用及其包装设计 32 设计方案2.1 设计内容首先，对高值陶瓷文物进行 3d 扫描，获取它的 3d 数据资料。利用ProE、creo、solidworks 等软件对破损文物进行模拟修复，之后将修复数据传输到 3d打印机上，使用相应材料打印出修复部分，以完成对文物的修复工作。3D 打印的优势在于，非接触式进行扫描，修补，复制，最大限度地减少了传统工艺中翻
12、模对文物的伤害，而且其快速性!精确性也是传统工艺无法比拟的，通过得到的文物 3d 资料，利用 ANSYS 等软件对其进行力学分析。之后可根据其分析得到的较脆弱部分，设计该个性化陶瓷文物在运输过程中的包装。2.2 设计方法与技术路线对数据文件的应用：一，将系列文物（如根据时间线索将某类文物整理在一起）的 3d 数据整理在一个手机 APP 中。使游客在游览某文物时，打开 APP 即可查看该系列文物历朝历代的发展，又可查看其 3d 模型，可用手翻转等。此外，可建设一哥 d 数字博物馆，使人们足不出户就能了解很多文物。二，对电商的促进：只要有 3d 模型及相关数据，商家即可通过互联网将 3d 模型及相
13、关数据传输给买家，买家只需下载到 3d打印机即可打印出该文物的复刻件，由于 3d 打印高速发展，随着 3d 打印机的普及，这项产业会有其前景。2.3 设计中可能遇到的问题以及解决的方法与措施2.3.1 设计中可能遇到的问题（1）如何应用三维软件设计出修复件（2）对脆弱部分如何有效加强保护2.3.2 拟解决的方法与措施通过软件对 3d 数据进行分析。修复3 创新点及预期结果3.1 创新点（1）应用三维软件对破损文物进行修复（2）应用三维软件设计个性化陶瓷文物的包装（3）拓展文物三维数据的其他应用，如手机 app，数字博物馆3.2 预期结果（1）得到个像话陶瓷文物包装（2）拓展若干 3d 数据应用
14、（3）对文物进行有效修复基于 3D 技术的陶瓷文物拓展应用及其包装设计 54 课题计划及预期进度周 次 毕业设计（论文）任务及要求1-3 周 毕业实习、调研，设计（研究）前期资料的收集4 周 完成毕业设计（论文）开题报告，进行开题答辩5-12 周 调查，查询资料并完成最终毕业设计框架12-13 周 完成毕业设计论文14-15 周 完成毕业设计（论文）说明书、缩写稿、译文、答辩用 PPT16 周 毕业答辩参 考 文 献1黄志杰 虚拟现实技术在文物博物行业中的作用2付尧 虚拟现实技术在文物展示_复原和保护中的重要性3蒋道银 文物修复和复制中的 3D 打印技术4杨蕴 浅谈 3D 打印技术在陶瓷类文物修复和复制中的应用本科生毕业设计（论文）开题报告考核一、导师对开题报告的评语：指导教师 20 年 月 日二、开题报告答辩评语及成绩:答辩小组负责人 20 年 月 日成绩
