DB11/T 1922-2021 文物三维数字化技术规范 器物

ICS35.020

CCSL70

DB11

北京市地方标准

DB11/T1922—2021

文物三维数字化技术规范器物

Technicalspecificationforthreedimentionaldigitizingofcultural

relicsincollections:artifacts

2021-12-28发布2022-04-01实施

北京市市场监督管理局发布

DB11/T1922—2021

目次

前言..............................................................................II

1范围.................................................................................1

2规范性引用文件.......................................................................1

3术语和定义...........................................................................1

4基本要求.............................................................................2

5工作流程.............................................................................2

6前期准备.............................................................................3

7数据采集.............................................................................4

8数据加工.............................................................................5

9数字化成果...........................................................................7

附录A（资料性）器物三维数字化技术方法...............................................9

附录B（规范性）器物三维数字化成果技术指标...........................................10

附录C（资料性）器物三维数字化现场记录表.............................................12

附录D（资料性）器物三维数字化采集数据检查表.........................................14

附录E（资料性）器物三维数字化成果数据检查方法.......................................15

附录F（资料性）器物三维数字化成果数据检查记录表.....................................16

I

DB11/T1922—2021

前言

本文件按照国标GB/T1.1的规定起草。

本文件由北京市文物局提出并归口。

本文件由北京市文物局组织实施。

本文件起草单位：故宫博物院、中兵勘察设计研究院有限公司、首都博物馆、北京市文物局综合事务

中心、北京建工建筑设计研究院。

本文件主要起草人：苏怡、黄墨樵、赵术强、孙芮英、姚宇江、祁庆国、倪越、欧阳宏、侯琛琛、李

祝军、刘欢、熊璇、李陶、罗征、张雨辰、张沛沛、吴雯欣、李鑫。

II

DB11/T1922—2021

文物三维数字化技术规范器物

1范围

本文件规定了器物类文物三维数字化的工作流程、前期准备、数据采集、数据加工、数字化成果等

方面的要求。

本文件适用于具有外观形态稳定、外观色彩稳定、材料非透明特点的器物类文物的三维数字化。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T12979近景摄影测量规范

CH/T1004测绘技术设计规定

CH/Z3017地面三维激光扫描作业技术规程

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

网格模型meshmodel

通过三角形、四边形等多边形表示的器物空间信息的三维模型。

3.2

纹理贴图texturemapping

使用UV坐标表示，包含纹理与网格模型映射关系的图像。

3.3

纹理模型texturemodel

由网格模型和纹理贴图共同表达器物表面特征的三维模型。

3.4

贴图分辨率textureresolution

纹理贴图单位长度的像素点个数。

3.5

1

DB11/T1922—2021

完整度completeness

器物非隐蔽表面的网格模型统计面积与实际面积之比。

4基本要求

4.1器物三维数字化应采用对器物无损的技术方法，选用方法宜参见附录A。

4.2器物三维数字化宜按器物约定俗成的放置姿态和方向确定坐标轴，各坐标轴方向最大尺寸所构成

的六面体的中心点为坐标原点。

4.3器物三维数字化中的质量控制应贯穿于工作全过程，并建立质量记录。

4.4器物三维数字化采集数据和成果数据应统一命名存储，并及时检查完整性、可用性。

4.5器物三维数字化成果应符合附录B的要求。

4.6器物三维数字化采集应制订文物安全保护方案，并实施安全措施。

5工作流程

5.1器物三维数字化的工作流程宜按图1进行。

综合评估

前期准备方案设计

资源配置

数据采集摄影测量数据采集三维扫描数据采集

摄影测量数据处理三维扫描数据处理

摄影测量存档级烘焙三维扫描存档级

数据加工

纹理模型制作纹理模型制作

应用级纹理模型制作

数字化成果成果质量检查及归档

图1工作流程图

5.2前期准备

前期准备宜包括综合评估、方案设计、资源配置。

5.3数据采集

数据采集宜包括三维扫描、摄影测量。

2

DB11/T1922—2021

5.4数据加工

数据加工宜包括三维扫描数据处理、摄影测量数据处理、存档级纹理模型制作、应用级纹理模型制

作。

5.5数字化成果

数字化成果的工作宜包括成果质量检查与归档。

6前期准备

6.1综合评估

在三维数字化工作开展前，应根据实际情况开展已有资料收集、器物现状了解、作业现场勘察等工

作，对数字化技术方法的适用性、项目实施环境的安全性等进行综合评估。

6.2方案设计

6.2.1方案设计应参照CH/T1004的规定，根据项目要求，结合评估结果编制。方案设计文件宜包括

下列内容：

a)项目概述：说明项目背景、项目目标、工作内容、工作要求、完成期限等基本情况；

b)器物情况：描述器物特点，分析其适用的技术方法，预估工作难点；

c)作业依据：说明引用的标准、规范，项目委托情况；

d)技术方法：说明项目实施采用的技术思路、作业流程、方法步骤；

e)资源配置：说明项目实施配置的仪器设备、软件、人员、环境等情况；

f)施工组织设计：说明项目实施的组织机构、责任分工、进度安排；

g)质量控制：说明项目实施的质量管理与控制措施；

h)安全保障：说明项目实施中对器物、人员、设备、环境等采取的安全保障措施；

i)提交成果：说明提交的项目成果。

6.2.2重大或重点项目的实施方案宜经过相关专家论证，经批准的方案应严格执行。

6.3资源配置

资源配置宜符合以下要求：

a)满足项目实施要求的设备资源，包括三维扫描仪、数码相机、控制测量设备、照明设备、颜色

管理设备、温湿度记录设备、标准件等；

b)满足项目实施要求的软件资源，包括三维扫描控制软件、点云处理软件、照片处理软件、摄影

测量三维重建软件、模型处理软件、项目与数据管理软件等；

c)满足项目实施要求的人力资源，包括项目负责人、技术负责人、审核与审定人、数据采集人员、

数据加工人员、质量控制人员、项目管理人员等；

d)数据采集环境应在满足器物安全存放规定基础上，选择地面平坦、空间充裕、无障碍物、电源

充足之处，且有安全保护措施；

e)应按任务类别或工序进行现场空间划分，工作空间不应出现交叉，各区域之间应有标志区分；

f)放置器物的工作平台应平稳牢固，台面无杂物，铺有具缓冲作用的衬垫；

g)在数据采集设备进入采集环境安装就位后，应按设备使用的规定，做好使用前的预热、校准等

各项准备工作，符合规定方可采集。

3

DB11/T1922—2021

7数据采集

7.1数据采集技术指标

数据采集的技术指标应按项目对成果的要求，对照附录B选择对应的存档等级，根据存档等级确定。

7.2三维扫描数据采集

7.2.1三维扫描数据采集的技术指标在器物尺寸≤0.50m时按以下成果指标确定，器物尺寸>0.50m时

结合附录B表B.1中公式计算成果指标后确定。

a)尺寸误差≤0.05mm；

b)平均点间距≤0.05mm；

c)最大点间距≤0.20mm；

d)完整度≥98%。

7.2.2三维扫描设备应根据器物特点、数据采集的技术指标选择，宜具有校准精度和拼接精度输出功

能。三维扫描作业应按CH/Z3017的规定执行，且符合以下要求，宜按附录C填写现场记录：

a)扫描仪指向与器物被扫描表面的夹角以90度为宜，不得小于60度；

b)采集过程中扫描仪宜与器物保持相同的距离范围；

c)随器物表面曲率增大应增加点云密度；

d)分块扫描时，按照分块数最少、相邻块彼此平行、相邻块之间有效点云的重叠度≥30%的原则设

计分块；

e)在器物旁放置标准件并随器物一起扫描。

7.2.3每件器物现场扫描完成后，应立即进行以下检查：

a)完整度应符合7.2.1限值的要求；

b)平均点间距和最大点间距应符合7.2.1限值的要求；

c)点云不应出现分层、错位；

d)噪点与器物数据应区分明显；

e)扫描仪输出的校准记录、单站扫描记录和拼接记录不应有异常数据反映。

7.2.4进行三维扫描数据检查，三维扫描数据检查记录参见附录D，出现不合格情况时应按本节要求

进行相应的重扫或补扫。

7.3摄影测量数据采集

7.3.1摄影测量照片拍摄的光环境应符合以下要求：

a)遮蔽所有自然光及其他干扰光源；

b)采用持续色温为5500k±10%的人工光源；

c)对于光敏性器物使用冷光源；

d)在连续拍摄期间，光源亮度差异≤10%；

e)按器物纹理特点布设光源，通过调整光源类型、位置、角度、亮度等，减少影像中阴影、反光、

光晕的出现。

7.3.2摄影测量照片拍摄使用的数码相机应符合以下要求：

a)成像传感器尺寸≥35mm×23mm；

b)成像的RGB每通道色彩深度值≥12Bit；

c)单张照片像素≥2400万；

4

DB11/T1922—2021

d)支持raw格式存储。

7.3.3拍摄前数码相机参数设置应符合以下要求：

a)raw格式和jpeg格式同时存储；

b)画质为最高等级；

c)感光度（ISO）≤100。

7.3.4数码相机的颜色基准建立应符合以下要求:

a)设定范围最大的色域选项；

b)在拍摄光环境内进行相机白平衡设置；

c)拍摄标准色卡照片时，色卡照片宜同时包含器物和色卡，画面清晰且色卡在画幅中占比≥50%。

色卡摆放位置应满足颜色还原的需求；当单张色卡照片无法满足颜色还原一致性时，需分区拍摄。

d)拍摄色卡照片后进行色差评估。

7.3.5摄影测量三维重建的像控点可选择器物特征点或在其周围布设标志。像控点的布设及测量应按

照GB/T12979的规定执行。

7.3.6摄影测量照片拍摄应按照GB/T12979的规定执行，且符合以下要求，宜按附录C填写现场记录：

a)照片分辨率等于或优于相应的存档等级的成果要求中规定的纹理贴图分辨率；

b)拍摄过程中保持相同的焦距，使用非定焦镜头时对其采取焦距固定措施；

c)器物在照片中的画面面积占比≥70%；

d)航向重叠度≥80%，旁向重叠度≥60%；

e)器物上同一特征点的相邻照片数≥3张；

f)在器物旁放置标准件并随器物一起拍摄。

7.3.7每件器物拍摄完成后，应立即进行以下检查：

a)保存有raw格式文件；

b)感光度符合要求；

c)图像清晰、曝光均匀；

d)颜色管理符合要求；

e)照片分辨率满足相应的存档等级成果要求中纹理贴图分辨率指标要求；

f)焦距整体一致或成组一致；

g)器物在画面中的占比符合7.3.6中相应限值要求；

h)航向重叠度、旁向重叠度符合7.3.6中相应限值要求；

i)器物上同一特征点的相邻照片数符合7.3.6中相应限值要求，且拍摄的照片满足三维重建后网

格模型完整度要求。

7.3.8进行摄影测量照片检查时宜按附录D填写检查记录，出现不合格情况时按照本节相应要求进行

重拍或补拍。

8数据加工

8.1三维扫描数据加工

8.1.1宜使用扫描仪自身配套软件或通用商业软件加工三维扫描采集的点云数据，构建网格模型。点

云数据应按以下要求处理：

a)删除多余点，只保留采集对象的点云数据；

b)对数据进行降噪，并过滤、剔除异常点；

5

DB11/T1922—2021

c)宜采用标靶点、控制点、点云相结合的方式进行分块点云拼接配准，配准后的点云尺寸精度符

合7.2.1的要求；

d)宜按曲率采样方式进行点云抽稀，抽稀后的点间距符合7.2.1的要求。

8.1.2应采用三角网法进行点云封装，构建网格模型。

8.1.3构建网格模型后，应按以下要求进一步处理：

a)消除叠面、交叉面、锐角网格；

b)在顶点间距符合7.2.1要求的范围内，进行三角网减量；

c)在尺寸精度符合7.2.1要求的范围内，进行局部或整体平滑处理；

d)制作应用级成果数据时，可按趋势对网格模型进行自动补洞操作。

8.1.4采用三维扫描与摄影测量三维重建结合方法时，应按以下要求进行纹理贴图坐标（以下简称UV）

分块和展开：

a)UV分块的边界应在隐蔽、平滑处，且不破坏主体纹饰；

b)对UV展开的结果