如何有效的對文物進行保護？

這個問題太難回答了，建議題主買一本王蕙珍主編的《文物保護學》先看著……

在正式回答問題前，先拋一個鏈接https://www.zhihu.com/question/30232763

這個鏈接是@王貴友 在《如何看待大足石刻千手觀音的修復？》中的回復

在他的回復中說到了兩個問題

1.歷史上的修復不同時期的審美、功德主的財力物力等都影響了千手觀音後來的狀態。

2.千手觀音一切信息都會存檔，修復前後的三維模型，病害、修復材料等，這對以後出現問題以及數十年百年後後人再次修復時提供依據和資料。每隻手、每個法器，都有自己的一個「檔案」，乃至整個千手觀音的信息。

這兩個問題總結起來就是每次的修復都或多或少會對千手觀音最原始的狀態有所改變，對文物進行存檔，依據檔案進行修復是目前文物保護較靠譜且科學的辦法。

在這裡說說如何「存檔」

流程圖：

建立文物的三維模型檔案主要有4個步驟：激光掃描獲取點雲→生成三維模型數據→相機拍攝獲取高清圖片→貼圖軟體進行紋理映射

傳統的紋理映射方法存在以下問題：

1貼不準，展UV時發生變形

2清晰度不夠，單張紋理貼圖大小限制，多次重採樣，圖片變糊

3接縫難消除，紋理映射錯位不好調

4顏色不一致，相鄰紋理明暗程度不一樣

在這裡推薦一款紋理貼圖軟體（Model Painter）該軟體是無需展UV，直接紋理映射；自動對齊紋理與三維模型，更加精準、便捷；同時可以保持影像原始解析度，使紋理影像更加清晰、解析度更高。

在複雜文物模型紋理映射時，經常會碰到整體上對準了，可局部細節上有偏差的問題。該軟體使用薄板樣條（Thin-Plant Spline, TPS）進行圖像間的非剛性配准，實際上是用物理學中薄板的受力變形來類比影像表面由於各種誤差影響引起的變形。研究表明，這兩種變形看似風馬牛不相及，但卻殊途而同歸，即：用於描述薄板受力變形的數學模型公式也能精確解求諸於鏡頭畸變之類的系統誤差。這種情況不是簡單的巧合，而是具有深刻的數學物理淵源，可以從最小二乘配置法及逼近理論中得到解釋。

薄板樣條是如何控制影像變換，而達到細節修復的目的呢？示意圖如下：

只需要找一些控制點，平面的網格就可以在控制點的作用力下變形。這種變形非常平緩，所以在視覺上有很好的效果，也可以讓整體的誤差最小化。但是，這種死板的薄板樣條也不夠用，因為有的控制點准，有的控制點不準。咋辦？於是，把薄板樣條又進行了加權的改進，給它取了個名叫加權薄板樣條。

大家可以看到，最下面一條曲線上，每個控制點的作用力是不同的，需要設置不同的權，而且是不同方向設置不同的權。

在這個圖中，大家可以看到像這種控制點，在水平方向上就不穩定，而垂直方向上非常穩定。所以，這個控制點在水平方向上的權很小（從圖c讀出），而垂直方向上權很大（從圖d讀出）。

再對比一下，加權薄板樣條和普通薄板樣條的區別吧。

中間是普通薄板樣條的結果，看到眼珠明顯偏差（是不是偷瞄隔壁美女了？阿彌陀佛~）下圖用了加權薄板樣條，眼神就正很多了。

這就是該軟體能精準貼圖的理論依據。

關於紋理數量的支持，model painter沒有上限限制，根據電腦配置，500張是沒問題的。最重要的是，該軟體對紋理是全解析度支持，這樣可以保證紋理的清晰度。（全解析度就是說可以支持任意圖像大小，不會受到顯卡8192*8192圖像大小的限制。）

（此模型為敦煌莫高窟196窟菩薩彩塑）

一張一張紋理貼上去，那麼紋理分塊的接縫處經常會出現錯位、色差等。Model painter也給出了一系列便捷的工具。

錯位是幾何接縫，色差是色彩接縫。

在這裡，是這樣用薄板樣條的：

首先要進行變換，將相鄰紋理變換到一個坐標系下，將左邊分塊的紋理影像由綠色方點經由箭頭方向「拉」至紅色圓點處，而影像其他的部分遵循某種規則隨之偏移，起始控制點經過變形後變換至末端控制點位置，影響半徑範圍內點的偏移量，隨著與控制點距離的增加而逐漸降低；影響半徑外的點不發生偏移。

這個就是幾何接縫修復效果，左圖修復前可以明顯看到紋理的線特徵是對不上的。右圖修復後就全部對上了。

關於色彩接縫通常是圖像在拍攝過程中，由於光源不穩定、光照不均勻、光照強度不一致、光照色溫有變化等導致的圖像色彩不一致現象。該軟體還提供了羽化和PS聯動進行修復調整。三維模型映射投影到二維原始紋理上，計算透明通道，並設置羽化的透明通道值，這個過程是全自動的。

該軟體還有很多便捷精準的紋理映射方式與紋理修復功能，在這裡就不一一詳細說明了，感興趣的可以自行了解。

對文物進行存檔不僅僅可以作為文物修復的依據，還可以為文化弘揚和旅遊資源宣傳，以及展示傳播等提供重要的技術支撐。

在三維模型與文物信息資料庫支持下，還可形成三維數字化信息查詢系統。信息查詢系統使用戶更方便地了解文化遺產的信息，且可據此開發更個性化的景區導覽服務平台。

將VR技術和文化遺產保護相結合，便於實現高精度、大規模、交互性強、受眾廣的文物和文化遺產信息傳播，通過虛擬展示技術可以提供更加生動和沉浸式的體驗。

文物修復

例如1980年發掘出土的秦始皇陵銅車馬

修復前

修復後

五牛圖

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