[发明专利]一种基于红外光谱仪的文物模型重建方法

说明书

本发明公开了一种基于红外光谱仪的文物模型重建方法，包括以下步骤：A.利用多视点光场采集系统采集目标文物光场信息；B.处理光场信息获取目标文物模型数据及彩色纹理数据；C.通过红外光谱仪采集目标文物光谱信息，D.处理光谱信息获取目标文物材质数据；E.结合目标文物模型数据、彩色纹理数据及材质数据生成“虚拟文物”。本发明的方法可以实现非破坏性获取文物的材质信息，有效保护文物，同时可以极为真实的还原文物特点，制作出最为接近真实的“虚拟文物”。

技术领域

本发明涉及红外光谱及模型重建技术领域，特别涉及一种基于红外光谱仪的文物模型重建方法。

背景技术

文物作为重要的历史文化遗产，不仅是历史的见证，更是有着重要的正史作用，借鉴作用以及教育作用。但由于管理不善，观念落后等原因，我国文物面临严峻的形势，主要表现在以下几个方面的问题：展出数量少、文物保护手段落后、迁址保护损害文物价值、陈列手段落后、文物展示受众面小。

随着科技的发展，“虚拟文物”应运而生，“虚拟文物”指仿照真实文物在建模软件中构建出真实文物的三维模型，并通过三维显示技术，光场显示技术等现代显示技术进行真三维展示。“虚拟文物”不仅能够有效的保护文物，且可以代替真实文物进行展览展示，同时观看者还可以近距离与“虚拟文物”进行“真实”的交互体验，更为有效的传递文物的教育意义。

在“虚拟文物”建模过程中，由于需要保持真实文物的完整性，所以不能通过切割或者其他破坏性方式获取真实文物的材质信息，“虚拟文物”更多的停留在形状及外表与真实文物相同，并不能完全展现出真实文物的全部信息，如何精确有效的获取真实文物的材质信息成为当下急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术中不足，提供一种基于红外光谱仪的文物模型重建方法，首先通过多视点光场采集系统及红外光谱仪分别采集目标文物光场信息及光谱信息，然后处理光场信息获取目标文物模型数据及彩色纹理数据，处理光谱信息获取目标文物材质数据，最后，结合目标文物模型数据、彩色纹理数据及材质数据生成“虚拟文物”；该方法不仅可以非破坏性获取文物的材质信息，有效保护文物，同时可以极为真实还原文物特点，制作出最为接近真实的“虚拟文物”。

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：

一种基于红外光谱仪的文物模型重建方法，包括以下步骤：

A.利用多视点光场采集系统采集目标文物光场信息；

B.处理光场信息获取目标文物模型数据及彩色纹理数据；

C.通过红外光谱仪采集目标文物光谱信息；

用红外光谱仪测量目标文物的红外吸收光谱，当红外光经过目标文物时，一部分频率的光就会被文物材料分子中有相同振动频率的键所吸收，使红外光谱产生变化；不同物质具有不同的分子结构，吸收不同频率的光后产生各自特征的红外吸收光谱；

D.处理光谱信息获取目标文物材质数据；

E.结合目标文物模型数据、彩色纹理数据及材质数据生成“虚拟文物”；

在三维模型开发引擎中，通过目标文物的模型数据，可以真实还原目标文物的尺寸以及外观大小；通过彩色纹理数据可以真实还原目标文物的外观纹理及颜色；通过材质数据可以真实还原目标文物的组成成分及含量大小；通过以上三种数据的协同作用即可生成还原度极高的“虚拟文物”。

进一步地，所述多视点光场采集系统由多摄像机采集阵列与光场环境组成。

进一步地，所述多摄像机采集阵列包含若干环形摆放的CCD摄像机，从而实现尽可能采集到目标文物不同角度的信息。