CN110491312A - 残损文物原位虚拟修复展示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种残损文物原位虚拟修复展示装置，包括成像板(1)，成像板(1)包括透明薄板(2)、两侧的透明支撑板(3)、底部的底板(4)。成像板(1)的底板(4)一侧设有放置台(5)。成像板(1)和放置台(5)下面设有挖孔积木(6)，挖孔积木(6)在透明薄板(2)一侧的下面设有开口(7)，开口内设有投射屏(8)。挖孔积木(6)下面设有底座(9)。本发明通过将文物残损部位的虚拟复原图像与观众肉眼看到的文物实像拼合在一起，使观众可以在真实的残损文物本体上看到原位修复的完整文物，提升了参观体验。对文物本体完全无干预，避免了常规文物修复对文物的影响，保证文物安全。

Description

残损文物原位虚拟修复展示装置

技术领域

本发明涉及文物修复领域、博物馆展陈的技术领域，具体涉及一种残损文物原位虚拟修复展示装置。

背景技术

我国拥有大量的文物资源，其中有相当一部分文物是残损的。通常情况下，博物馆为了文物的展示效果，会对残损文物进行修复。目前存在两种修复方法，一是物理修复，即用补配材料对文物残损部位进行原位修补；二是虚拟修复，即采集残损文物的形貌信息，通过计算机算法，还原文物完整的样貌。

但是，这两种修复方法都存在不可克服的缺点，对于物理修复来说，因为修复是在文物实体上进行的，修补上去的材料对文物实体是一种外来的干预，会对文物的安全造成或大或小的影响。比如，缺损的陶瓷通常使用石膏补配，而石膏极易在文物表面残留，甚至进入文物孔隙，造成污染；青铜器的修补通常通过焊接或胶粘等手段将青铜配块与文物本体连接在一起，这样的处理是不可逆的，会对文物造成较大的影响。

对于虚拟修复来说，目前的修复是在虚拟图像上进行的，得到完整修复后的文物是虚拟状态。在展示的过程中，观众看到的是虚拟的文物，降低了观众体验。

因此，目前残损文物的修复和展示方案是存在明显缺陷的。本发明利用的核心原理与幻影成像技术相近，但文物修复领域和博物馆展陈领域已有的幻影成像技术的应用都是用来展示虚拟的文物影像或者是营造文物相关的人物与环境，并没有用来进行残损文物的原位虚拟修复展示(参见文献：[1]卜卫民.残损古陶瓷配缺修复方法的比较研究[J].文物保护与考古科学,2018,30(02):83-88.[2]梁宏刚,王贺.青铜文物保护修复技术的中外比较研究[J].南方文物,2015(01):81-88.[3]康素敏.纸质文献保存和修复方法专利技术综述[J].中国造纸,2016,35(04):67-72.[4]张渲茹.文物数字图像修复技术的研究发展[J].数码设计,2017,6(09):30+33.)。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种残损文物原位虚拟修复展示装置，通过成像板水平反射投射屏投出的文物残损部位虚拟图像的镜像图，使文物残损部位的虚拟图像与文物发生残损的位置在视觉上拼合在一起，观众可以在真实的残损文物本体上看到原位修复的完整文物，对文物本体完全无干预，避免了常规文物修复对文物的影响，提升了展陈体验。

本发明采用的技术方案是：一种残损文物原位虚拟修复展示装置，包括一个成像板，成像板一侧设有放置台，成像板和放置台下面设有挖孔积木，挖孔积木在透明薄板一侧的下面设有开口，开口内设有投射屏，挖孔积木下面设有底座。

进一步地，成像板由一块倾斜45°的透明薄板和两侧透明支撑板以及底部的底板组成。

进一步地，挖孔积木由一只黑色的木板箱构成，顶部一侧挖有一个方形的开口，开口内四壁均有黑色木板封闭。

进一步地，投射屏是由一块外观为黑色的OLED屏幕的平板电脑构成。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

(1)本发明通过将文物残损部位的虚拟复原图像与观众肉眼看到的文物实像拼合在一起，使观众可以在真实的残损文物本体上看到原位修复的完整文物，提升了参观体验。

(2)通过本发明实现的文物修复是虚拟的，对文物本体完全无干预，避免了常规文物修复对文物的影响，保证文物安全。

(3)通过本发明实现的文物修复是虚拟的，不需要对文物本体进行真实的物理修复，可以节省文物物理修复的材料、人工等费用。

附图说明

图1为本发明的装置结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为本发明中成像板的结构示意图；

图4为本发明的原理图；

图5为本发明在玻璃展柜中应用的示意图；

图6为本发明的实际应用效果图，其中，图6(a)为虚拟修复展示前，图6(b)为虚拟修复展示实际效果。

图中，1-成像板；2-透明薄板；3-透明支撑板；4-底板；5-放置台；6-挖孔积木；7-开口；8-投射屏；9-底座。

具体实施方式

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明。

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图3所示，本发明残损文物原位虚拟修复展示装置，包括成像板1，成像板1包括透明薄板2、两侧的透明支撑板3、底部的底板4。成像板1的底板4一侧设有放置台5。成像板1和放置台5下面设有挖孔积木6，挖孔积木6在透明薄板2一侧的下面设有开口7，开口内设有投射屏8。挖孔积木6下面设有底座9。

透明薄板2的厚度要尽量小(＜1mm)，减小因光线折射造成的重影。透明薄板2需要在可见光范围内具备高透过率(＞95％)，保证隔着透明薄板2看到的文物实体像清晰透彻，同时透明薄板2需要在可见光范围内具备高反射率(＞8％)，保证虚拟图像经过水平反射后有足够的光线进入人眼，使成像足够清晰。

透明薄板2需要具备良好的刚性，不易弯曲，减少因成像板自重引起形变对图像的干扰。

挖孔积木6需要具备纯黑的粗糙面，以尽可能减少反射光线通过透明薄板2进入人眼，干扰视线。挖孔积木6开口7的四周都要用表面粗糙的黑色木板封闭，防止投射屏8滑动到挖孔积木6内部其他区域，并防止投射屏的光线经过开口7的四周反射进入人眼，干扰成像。

如图4所示，以残损铜镜的虚拟修复展示为例，该装置的主要原理可以阐释为：将铜镜缺损部位的模拟复原图的镜像图置于成像板的下方，并将残缺铜镜置于成像板的后方。残缺部位图像的镜像图通过倾斜45°的半透明成像板水平镜像反射到观察者的视网膜上，此时残缺部位的复原图像经过两次镜像反转，在观察者眼中已经恢复原图。在光沿直线传播的经验指导下，大脑在感知时，会倾向于认为成像光线是从眼前的透明空间中直射而来，也即大脑会认为眼前看到的铜镜残缺部位的图像是位于成像板后面的透明空间中的。通过调整复原图的大小和空间位置，使残缺部位的复原图与文物残缺位置完全拼合，观察者就能看到完整的铜镜。

本发明装置的主要用途是辅助残损文物的展陈。如图5所示，将装置放在透明的玻璃展柜中间，残损文物安放在放置台上。将文物残损部位的虚拟图像的镜像图拷贝进投射屏内(虚拟图像的镜像图需要根据文物的残缺情况利用数字技术自行制作，本装置不包含制作虚拟图像及其镜像图的技术)，投射屏将残损部位的虚拟图像的镜像图投射到成像板上，图像经过镜像反射水平进入人眼，残损文物的光线透过成像板也进入人眼，两个图像拼合在一起，观察者就可以看到一个完整的文物。

为验证本发明的实际展示效果，以一只残缺铜镜为例进行演示，将残缺铜镜放入装置成像板1后面的放置台5上，将铜镜残损部位的虚拟图像的镜像图拷贝进投射屏8内，图像经过成像板1水平镜像反射出来，与残缺铜镜本体拼合在一起，如图6所示，观察者可以在残损铜镜本体上看到原位修复的完整铜镜。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所做出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种残损文物原位虚拟修复展示装置，其特征在于：包括一个成像板(1)，成像板(1)一侧设有放置台(5)，成像板(1)和放置台(5)下面设有挖孔积木(6)，挖孔积木(6)在透明薄板(2)一侧的下面设有开口(7)，开口内设有投射屏(8)，挖孔积木(6)下面设有底座(9)。

2.根据权利要求1所述的一种残损文物原位虚拟修复展示装置，其特征在于：成像板(1)由一块倾斜45°的透明薄板(2)和两侧透明支撑板(3)以及底部的底板(4)组成。

3.根据权利要求1所述的一种残损文物原位虚拟修复展示装置，其特征在于：挖孔积木(6)由一只黑色的木板箱构成，顶部一侧挖有一个方形的开口(7)，开口内四壁均有黑色木板封闭。

4.根据权利要求1所述的一种残损文物原位虚拟修复展示装置，其特征在于：投射屏(8)是由一块外观为黑色的OLED屏幕的平板电脑构成。