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蔡司三維掃描儀如何進行建筑修復？

2023-09-19 10:28 作者:蔡司三坐標-無錫靈恩 0人讀過 | 我要投稿

史建筑是文化遺產(chǎn)的重要組成部分。保護歷史建筑，使寶貴的文化遺產(chǎn)代代傳承任重而道遠。而通過修復技術(shù)可以再現(xiàn)歷史底蘊。修復是指通過修補或重建受損或缺失的部分，使建筑物恢復原狀的過程。而3D掃描技術(shù)強大的數(shù)據(jù)收集功能對于歷經(jīng)數(shù)百年滄桑的古建筑的修復工作而言無疑提供了便利。

我們的目標——重現(xiàn)591年的歷史

我們最近的一個項目位于德國布倫瑞克市最古老的地區(qū)Magniviertel。坐落于該地區(qū)的一座半木結(jié)構(gòu)（桁架）房屋的修復工作已持續(xù)數(shù)年。修復工作的重點是保留其中的一根木梁，這根木梁是這個房屋的關(guān)鍵所在，上面刻有MCCCCXXXII字樣。

正是這根木梁印證了這座建于1432年的半木結(jié)構(gòu)房屋的悠久歷史。房屋屋主Christoph Borek、畢業(yè)于建筑修復專業(yè)的Julia K?hler以及建筑歷史學家Elmar Arnhold對于這座房屋的修復十分重視，期望盡可能保留完整性的同時還原建筑最原始的風貌。如果能夠達成期望，就可以一睹歷史建筑風采。

圖1：修復前的建筑

圖2：刻有MCCCCXXXII字樣的木梁

“團結(jié)協(xié)作”助力掃描任務

想要順利開展該項目，我們需要透徹了解建筑的原始設計、使用的材料和施工方法，并利用3D掃描技術(shù)進行必要的數(shù)字化處理。為了聯(lián)合多方力量，我們組建了一支修復團隊，匯集了多位熟練掌握蔡司硬件和軟件、具備多年3D掃描專業(yè)經(jīng)驗以及充分了解建筑學知識的人員。

為了順利進行建筑修復工作，需要創(chuàng)建木梁的數(shù)字副本。為此，我們選擇了便攜式手持3D掃描解決方案產(chǎn)品ZEISS T-SCAN hawk 2。該產(chǎn)品不僅可以收集掃描對象的數(shù)據(jù)，還能將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字孿生存儲在檢測軟件中。隨后利用收集到的3D數(shù)據(jù)確定木梁的當前狀況。

生成的掃描結(jié)果將顯示正向偏差，映射出磨損部分和可能存在的缺陷。然后通過數(shù)字化技術(shù)從反轉(zhuǎn)偏差方向進行補償。通過這種方法，我們可以還原橫梁的原始狀態(tài)。

便攜式3D掃描解決方案——您的不二之選

蔡司3D掃描可以精確且準確地再現(xiàn)歷史建筑的原始設計。這項技術(shù)可以捕捉到傳統(tǒng)技術(shù)難以記錄的復雜細節(jié)和測量數(shù)據(jù)。修復人員可以通過3D掃描創(chuàng)建一個詳細的建筑模型，從各個角度對其進行研究和分析，從而更好地了解建筑物原始形態(tài)和構(gòu)造。

借助3D掃描開展修復工作的主要好處在于，它可以幫助修復人員識別和分析任何結(jié)構(gòu)損壞或老化的情況。通過掃描建筑物，即可確定損壞或磨損的區(qū)域。此外，3D掃描還能幫助修復人員精準定位建筑物任何缺失或損壞的部分。借助這些信息，精確復刻缺失的部分，幫助恢復建筑物的原貌。3D掃描的另一個好處是可以幫助規(guī)劃和執(zhí)行修復過程。利用詳細的建筑數(shù)字模型，根據(jù)原始設計和施工方法制定修復計劃。確保修復工作采用適當?shù)牟牧希覍嵱诮ㄖ脑夹螒B(tài)和風格。

我們已經(jīng)明確了使用光學3D掃描技術(shù)的優(yōu)點，接下來我們來詳細了解現(xiàn)場3D掃描過程。

01

準備工作

準備工作簡單快捷。首先，我們必須確保收集到的數(shù)據(jù)可相互參照，從而形成一個完整的3D模型。在這一步準備步驟中，我們在相關(guān)工件上應用了參考點，避免對木梁的質(zhì)量產(chǎn)生負面影響，并且參考點能輕松粘附在木材上。隨后通過電源傳輸集線器將激光掃描儀與筆記本電腦連接即可。

完成這些準備工作，我們就可以開始掃描啦！

02

3D掃描儀ZEISS

T-SCAN hawk 2的現(xiàn)場使用

即使現(xiàn)場條件并不理想也無需擔心，ZEISS T-SCAN hawk 2可適應各種使用環(huán)境。

手持式設計讓使用者能在檢測現(xiàn)場靈活使用該系統(tǒng)。由于檢測空間狹窄以及施工現(xiàn)場環(huán)境較差，三腳架式系統(tǒng)的適用范圍十分有限。而ZEISS T-SCAN hawk 2無懼惡劣的環(huán)境條件挑戰(zhàn)，甚至能對測量過程中的移動進行補償處理。得益于掃描儀的多激光線和單激光線等多種功能，即使在5米高處，也可快速精確地對木梁的表面和銘文進行測量。

向大家透露一個秘密！如果現(xiàn)場無可用電源，還可以用電池為系統(tǒng)供電執(zhí)行測量任務。

03

數(shù)據(jù)評估

僅需幾分鐘，ZEISS Quality Suite的檢測軟件即可顯示第一批數(shù)據(jù)，并快速獲取木制工件精確的網(wǎng)格圖，甚至當場生成詳細的STL數(shù)據(jù)，展示工件的實際狀況和磨損情況。木結(jié)構(gòu)技術(shù)人員需要借助這些數(shù)據(jù)進行3D銑削輪廓修改，補充磨損。