首屆「文物考古領域中的可視化技術」交流會紀要

可視化技術(Visualization)是利用計算機圖形學和圖像處理技術，將數據轉換成圖形或圖像在螢幕上顯示出來，並進行交互處理的相關理論、方法與技術。

為交流可視化技術在文物考古領域中的成功實踐案例，探索其應用前景，由吉林大學邊疆考古研究中心主辦、吉林省文物考古研究所和吉林大學文學院協辦的首屆「文物考古領域中的可視化技術」交流會於2016年11月18～20日在吉林大學召開。

來自中國社會科學院考古研究所、中國社會科學報、中國人民大學、山西大學、河北師範大學、內蒙古大學、內蒙古師範大學、遼寧大學、遼寧省文物局、遼寧省文物考古研究所、黑龍江大學、吉林大學、吉林省博物院、吉林省文物考古研究所、吉林省白城市博物館等科研院所及相關單位的40餘位代表參加了本次會議。

大會開幕式由吉林大學邊疆考古研究中心井中偉教授主持，吉林大學邊疆考古研究中心主任朱泓教授、吉林省文化廳副廳長兼省文物局局長金旭東研究員分别致辭。

朱泓教授首先談到了本次會議舉辦的緣起，並對近些年吉林大學考古專業在可視化技術應用於文物考古實踐工作中的成果做充分肯定，強調只有不斷創新才能始終站在學術與科技的前沿。

金旭東研究員代表吉林省文化廳、省文物局對會議的召開表示熱烈的祝賀，同時強調，在紮實開展傳統考古發掘與研究的同時，要以多學科手段的應用作為教學科研創新點。

他還指出，吉林大學邊疆考古研究中心與吉林省文物考古研究所合作建立的吉林省田野考古實踐與遺址保護研究基地在可視化技術的應用方面取得了喜人的成就，希望以本次會議為契機，深入交流，百尺竿頭更進一步。

本次會議分為主題報告和討論交流兩種形式，共有12位代表就文物考古領域中可視化技術的理論與方法、應用與實踐等方面作主題報告，其他與會代表圍繞報告內容進行了熱烈討論。

隨後，吉林大學邊疆考古研究中心井中偉教授主持閉幕式，並作會議總結。

一、理論與方法

可視化技術的相關理論、方法與技術在文物考古領域中的具體應用有著重要的指導意義。

吉林大學文學院考古實驗教學中心林雪川副研究員首先對可視化技術的定義進行了闡釋，將可視化技術在文物考古領域中的應用及特點總結為以下幾個方面：第一，在文物考古科研中的應用。

可視化技術在田野考古調查與發掘、考古資料整理、大遺址保護、文物保護技術、三維人像復原等方面大大提高了信息的全面性，還提高了工作和科研效率，為考古研究和文物保護科學等提供更為全面客觀的資料。

第二，在博物館展示中的應用。

可視化技術為文物三維展示、考古遺址現場虛擬展示、博物館文物的數字修復、複製、仿製及推動文創產品開發創造了條件。

第三，在「網際網路＋」中的擴展應用。

可視化與網絡技術結合使遠程可視化服務成為現實，網絡展示有利於文物考古的公眾推廣。

第四，技術與科研的關係。

考古技術人員在掌握技術的同時，要明確技術發展的方向，更應具備相關的學術知識，使技術更好地服務於科研。

科研人員應了解先進的技術方法，使科研具有更多的拓展性。

第五，在教學中的應用。

將可視化技術引入到教學中，重視其具有的輔助作用，使考古教學更具靈活性、更具操作性及更具觀賞性。

吉林大學邊疆考古研究中心碩士研究生周冰介紹了多視角三維重建技術的原理、步驟、特點，以及該技術在遺蹟和遺物三維重建的應用。

三維重建目前主要分為三維軟體手工建模、三維掃描儀建模和多視角三維重建三類。

他還針對大、中、小三種不同面積的遺蹟，從信息獲取、處理計算等方面作了分析；針對大型和小型遺物的三維重建，就不同拍照技巧進行了說明。

最後他還擴展介紹了三維模型製作的環物全景相比於傳統的環物全景所具有的優點。

吉林大學文學院考古學系本科生丁伯濤簡要介紹了航空拍攝的相關知識，簡述了航拍在國內外考古領域應用中的發展歷程及吉林大學考古專業在航拍領域的努力與嘗試。

就不同的田野考古需求，著重介紹了多旋翼無人機和固定翼無人機在田野考古應用中的優勢，對不同類型的航拍飛行器在田野考古中的作用做了分析和總結。

為避免航拍中不利的自然與人為因素，嘗試將實時位置信息同步採集到地面拍攝中，利用新方法進行數字影像採集工作，在減少工作量的同時豐富圖像信息。

二、應用與實踐

在利用可視化技術對不同規模和類型的遺存進行信息記錄時，使用的技術手段往往不盡相同，根據會議匯報主題可分為大規模遺蹟（大面積區域考古調查）、中型遺蹟（單一遺址）、小型遺蹟（單一探方或墓葬）、遺物等信息記錄中可視化技術的應用。

在大規模遺蹟信息記錄方面，吉林大學邊疆考古研究中心Pauline Sebillaud（史寶琳）講師以吉林省聚落考古資料庫和地理信息系統（GIS）的建設為基礎，通過空間考古學方法將考古遺存置於空間分布和地理環境的大背景中進行比較分析，進一步了解和復原古代人類在不同時期對不同環境的適應情況和方式，並分析人類活動在景觀形成中的影響，進而探索吉林省境內古代聚落分布和形態歷時演變規律。

她還對尹家窩堡和周圍遼金城址的位置關係、鎮賚縣古遺址的空間分布研究、調查資料分析：漢書遺址各個時代遺存分布狀態三個案例進行了分析解讀。

遼寧省文物考古研究所李海波館員認為，傳統的考古調查存在攜帶物品較多、圖紙類型不統一，易偏離路線及遺漏遺址點等問題。

若使用奧維地圖進行田野調查則具有諸多便利，同時詳細介紹了奧維地圖的主要功能、操作流程，並對其在田野調查中的應用實例進行展示。

當然，在使用奧維地圖進行考古調查也存在一些缺陷，如網絡不暢的地區可能會影響奧維地圖的使用效果，在調查信息的傳輸過程中存在安全隱患等問題。

吉林省文物考古研究所顧聆博館員介紹了吉林省重要遺址航拍影像及數字化三維數據採集項目建設構想。

隨著數字攝影測量技術的逐漸發展，目前利用航拍獲得多重影像資料，從而對地表物體構建三維數字高程模型的工作逐漸被田野考古工作者所接受。

因大多城址現存較清晰的輪廓，可以充分利用現有的技術手段對其進行多重影像記錄及數字化三維重建等工作。

他還對現階段在航拍影像上的工作成果作了簡要介紹。

同時指出該項工作可以為建設吉林省重要遺蹟資料庫提供基礎資料，也為大遺址保護規劃工作提供前期所需影像資料。

在中型遺蹟信息記錄方面，中國人民大學歷史學院張林虎講師以遼寧喀左土城子遺址為例，簡述了如何利用航拍設備（大疆多旋翼飛行器）、測繪儀器（中海達V90RTK）、地圖繪製軟體（Globe Mapper）、三維重建軟體（Agisoft PhotoScan）繪製等高線和數字高程模型的過程。

其中，重點講解了GPS坐標靜態採集時，如何設置控制點並保證最大限度減小誤差的操作流程。

吉林省文物考古研究所劉曉溪館員以吉林省臨江市鴨綠江上游積石墓群2015、2016年的工作為例，詳細介紹了該類遺址在調查和發掘過程中應用的一系列技術手段，諸如奧維地圖在墓群調查中的應用；使用CADMap處理RTK測繪數據，修改原有測繪圖；利用航拍器、相機和PhotoScan相結合的方式製作積石墓的三維影像，全面完整記錄墓葬的細節信息，同時通過導出的正攝影像和側截圖作為底圖繪製墓葬的平、剖面圖，不僅增強了精準度，還大大提升了工作效率；使用Filemaker軟體製作資料庫，對調查和發掘資料進行統一管理，真正實現發掘資料的數字化。

在小型遺蹟信息記錄方面，吉林大學邊疆考古研究中心碩士研究生鬍子堯以吉林大學田野考古實踐與遺址保護研究基地為例，首先展示了基地航拍及CAD圖像，重點介紹探方三維重建的流程，在探方三維重建中應該注意的前提、相機因素、控制點等相關問題，以5×5米探方為例介紹了在拍照過程中應該注意的問題，隨後作舉例分析。

利用多視角三維重建探方模型可以導出探方正投影及四壁圖像進行平剖面線圖的繪製，得到探方內遺物的傳統坐標及全站儀坐標，利用Geomagic Studio軟體對遺蹟剖切可以繪製更加精確的線圖。

最後總結多視角探方三維重建的優點及局限性。

吉林大學邊疆考古研究中心博士研究生七十四對內蒙古自治區錫林郭勒盟境內的石構墓進行了較系統的調查，選擇性地對典型的、保存較好的一些石構墓進行了多重影像三維建模。

他首先介紹建模的流程，強調拍攝照片時要注意拍攝高度、照片曝光度、雲的變化等。

總結出在今後的工作中可以採用手機取景（微單鏡頭、獨腳架、手機）和小型無人機拍攝（大疆御Mavic Pro）來提高拍攝高度。

多重影像三維建模對研究石構墓葬的形制、結構和分布情況等具有重要意義。

在遺物信息記錄方面，河北師範大學碩士研究生仝廣對石器繪製的歷史進行簡單梳理，從實際操作角度提出石器繪製的精準、便捷和高效是面臨的主要問題。

按照三維建模——正攝影像——線圖描繪的基本思路，在一些環節嘗試方式和技巧的創新，建立了一套從手機簡單拍照的基本資料獲取，Photoshop先期圖像處理，Agisoft PhotoScan三維建模，到PhotoScan描繪正攝影像的完整模式（CAP模式：Cellphone+Agisoft PhotoScan+Photoshop）。

整個過程不但實現了便捷、高效和精準的基本訴求，同時手機設備的參與還為及時將野外調查石器轉化成三維模型和線圖成為可能。

此外，吉林大學文學院考古學系本科生劉楠介紹了虛擬現實技術在文物考古展示工作中的兩種方法：網絡展示與本地展示。

網絡展示通過網際網路技術實現，有跨平台、時間、地點的特點，能夠利用網絡方便進行展示工作；高精度數據，適用於考古工地單個遺蹟的展示，考古學、博物館學各學科數字實驗室的建立；本地展示是利用虛擬現實開發引擎，基於個人電腦實現的展示方式，支持大面積、高精度數據，能夠承擔重量級的三維展示工作，適合於整個考古發掘工地的三維展示和大遺址保護等數據量較大的場合。

而網際網路技術、三維技術、資料庫、程序開發等一系列技術的融合應用，能夠將孤立的數據資源有機的整合，同時減少日常工作量，更好的為文物考古工作服務。

三、交流與探討

在討論交流環節，與會代表各抒己見，就可視化技術在文物考古領域中的應用前景作了深入探討，主要議題可歸納為以下幾個方面：

第一，可視化技術在教學中作用。

可視化教學可分為本科生田野考古實習輔助教學和從業者教學兩類。

將可視化技術引入本科生田野考古實踐教學，有利於學生在走上工作崗位之前，掌握過硬的專業技能，同時在就業過程中提高自身的競爭力。

對於從業者，可視化技術教學則有利於提升考古工作者專業素養及考古工作的水平與層次。

內蒙古大學歷史文化學院孫璐講師還認為，虛擬教學可以節省大量經費、時間成本，值得深入探索。

第二，可視化技術在文物考古實踐中的運用。

吉林省文物考古研究所王志剛副所長以高句麗山城為例，認為以往採用遙感技術存在經濟成本過高的難題，若採用航拍三維建模則可以極大地節約經濟與時間成本，但考慮到山城地區植被、氣候情況，這一設想有待於進一步實踐。

黑龍江大學歷史文化旅遊學院王樂文副院長指出，東北地區土質特殊，在遺蹟的辨識上存在一定難度，可視化技術的發展或許可以為解決這一問題提供契機。

吉林大學邊疆考古研究中心方啟副教授認為，考古發掘在一定程度上是對遺存的不可逆性破壞，三維重建技術可對發掘的動態過程進行記錄，在最大程度上復原遺存信息，將破壞降到最低。

第三，可視化技術與科研的關係。

中國社會科學院考古研究所科技考古中心王明輝副主任強調可視化技術在文物考古領域中的應用是未來發展的趨勢，可視化技術作為科研的重要組成部分，其價值應該以各種形式（如光碟、二維碼在發掘報告中的應用等）在科研中得到體現。

並以中美洲科潘遺址測繪工作為例，肯定了中國考古學界在可視化技術運用中所處的前沿地位。

針對有學者提出的考古信息資料庫的建設與發掘簡報的編寫之間的關係問題，山西大學歷史文化學院謝堯亭教授認為，資料庫的建設固然重要，但很多信息需要人的因素進行辨識，考古報告的編寫工作仍是不可或缺的。

吉林大學邊疆考古研究中心林沄教授針對考古報告提到兩點：其一，考古報告應包含發掘的過程、方法及經驗教訓。

其二，考古報告應包含發掘過程中新的認識與收穫。

而這兩點恰恰是資料庫無法體現的。

吉林大學邊疆考古研究中心滕銘予教授認為考古報告中需要體現考古學者所做的考古學解釋，考古報告與資料庫是兩套東西，互為補充。

吉林大學邊疆考古研究中心湯卓煒教授指出，原始數據需要人的加工，從原始數據中能提煉出怎樣的信息是因人而異的，在考古信息的提取過程中應做到更加詳細深入。

另外，與會代表還針對三維重建中的誤差、田野考古工作中網絡的運用、三維模型復原遺址全貌的可行性及可視化技術對於大遺址保護的積極意義等相關問題作深入探討，同時對今後會議舉辦形式提出了一些建設性意見。

四、收穫與展望

「可視化」這一概念自1986年提出以來，即被廣泛應用於諸多科研領域。

本世紀初，可視化技術開始在文物考古領域中被採用，經過十多年的發展，已經成為不同類型遺存多元考古信息記錄的重要手段。

在這一背景下，本次會議的召開可以為探討可視化技術在文物考古領域中的運用搭建一個良好的平台，進一步加強文物考古學界對於可視化技術的深入交流。

會議中，各匯報人圍繞會議主旨作了主題鮮明的匯報，其他與會代表進行了熱烈的討論，通過本次會議，大家對文物考古領域中可視化技術的認識提升到一個新的高度，必將大大推進今後可視化技術在文物考古領域的深入發展。

此次交流會為今後可視化技術在文物考古領域中的積極應用和廣泛交流起到良好的推動作用！

（作者：鬍子堯 周冰 吉林大學邊疆考古研究中心，審稿：王明輝。

本次會議紀要根據現場錄音、匯報人所提交匯報題目摘要及PPT整理而成，未經各參會代表確認，如有不當之處，由紀要整理者負責）