可视化技术(Visualization)是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的相关理论、方法与技术。为交流可视化技术在文物考古领域中的成功实践案例，探索其应用前景，由吉林大学边疆考古研究中心主办、吉林省文物考古研究所和吉林大学文学院协办的首届“文物考古领域中的可视化技术”交流会于2016年11月18～20日在吉林大学召开。来自中国社会科学院考古研究所、中国社会科学报、中国人民大学、山西大学、河北师范大学、内蒙古大学、内蒙古师范大学、辽宁大学、辽宁省文物局、辽宁省文物考古研究所、黑龙江大学、吉林大学、吉林省博物院、吉林省文物考古研究所、吉林省白城市博物馆等科研院所及相关单位的40余位代表参加了本次会议。

 

　　大会开幕式由吉林大学边疆考古研究中心井中伟教授主持，吉林大学边疆考古研究中心主任朱泓教授、吉林省文化厅副厅长兼省文物局局长金旭东研究员分别致辞。

 

　　朱泓教授首先谈到了本次会议举办的缘起，并对近些年吉林大学考古专业在可视化技术应用于文物考古实践工作中的成果做充分肯定，强调只有不断创新才能始终站在学术与科技的前沿。

 

　　金旭东研究员代表吉林省文化厅、省文物局对会议的召开表示热烈的祝贺，同时强调，在扎实开展传统考古发掘与研究的同时，要以多学科手段的应用作为教学科研创新点。他还指出，吉林大学边疆考古研究中心与吉林省文物考古研究所合作建立的吉林省田野考古实践与遗址保护研究基地在可视化技术的应用方面取得了喜人的成就，希望以本次会议为契机，深入交流，百尺竿头更进一步。

 

　　本次会议分为主题报告和讨论交流两种形式，共有12位代表就文物考古领域中可视化技术的理论与方法、应用与实践等方面作主题报告，其他与会代表围绕报告内容进行了热烈讨论。随后，吉林大学边疆考古研究中心井中伟教授主持闭幕式，并作会议总结。

 

 

　　可视化技术的相关理论、方法与技术在文物考古领域中的具体应用有着重要的指导意义。

 

　　吉林大学文学院考古实验教学中心林雪川副研究员首先对可视化技术的定义进行了阐释，将可视化技术在文物考古领域中的应用及特点总结为以下几个方面：第一，在文物考古科研中的应用。可视化技术在田野考古调查与发掘、考古资料整理、大遗址保护、文物保护技术、三维人像复原等方面大大提高了信息的全面性，还提高了工作和科研效率，为考古研究和文物保护科学等提供更为全面客观的资料。第二，在博物馆展示中的应用。可视化技术为文物三维展示、考古遗址现场虚拟展示、博物馆文物的数字修复、复制、仿制及推动文创产品开发创造了条件。第三，在“互联网＋”中的扩展应用。可视化与网络技术结合使远程可视化服务成为现实，网络展示有利于文物考古的公众推广。第四，技术与科研的关系。考古技术人员在掌握技术的同时，要明确技术发展的方向，更应具备相关的学术知识，使技术更好地服务于科研。科研人员应了解先进的技术方法，使科研具有更多的拓展性。第五，在教学中的应用。将可视化技术引入到教学中，重视其具有的辅助作用，使考古教学更具灵活性、更具操作性及更具观赏性。

 

 

　　吉林大学边疆考古研究中心硕士研究生周冰介绍了多视角三维重建技术的原理、步骤、特点，以及该技术在遗迹和遗物三维重建的应用。三维重建目前主要分为三维软件手工建模、三维扫描仪建模和多视角三维重建三类。他还针对大、中、小三种不同面积的遗迹，从信息获取、处理计算等方面作了分析；针对大型和小型遗物的三维重建，就不同拍照技巧进行了说明。最后他还扩展介绍了三维模型制作的环物全景相比于传统的环物全景所具有的优点。

 

　　吉林大学文学院考古学系本科生丁伯涛简要介绍了航空拍摄的相关知识，简述了航拍在国内外考古领域应用中的发展历程及吉林大学考古专业在航拍领域的努力与尝试。就不同的田野考古需求，着重介绍了多旋翼无人机和固定翼无人机在田野考古应用中的优势，对不同类型的航拍飞行器在田野考古中的作用做了分析和总结。为避免航拍中不利的自然与人为因素，尝试将实时位置信息同步采集到地面拍摄中，利用新方法进行数字影像采集工作，在减少工作量的同时丰富图像信息。

                 

 

　　在利用可视化技术对不同规模和类型的遗存进行信息记录时，使用的技术手段往往不尽相同，根据会议汇报主题可分为大规模遗迹（大面积区域考古调查）、中型遗迹（单一遗址）、小型遗迹（单一探方或墓葬）、遗物等信息记录中可视化技术的应用。

 

　　在大规模遗迹信息记录方面，吉林大学边疆考古研究中心Pauline Sebillaud（史宝琳）讲师以吉林省聚落考古数据库和地理信息系统（GIS）的建设为基础，通过空间考古学方法将考古遗存置于空间分布和地理环境的大背景中进行比较分析，进一步了解和复原古代人类在不同时期对不同环境的适应情况和方式，并分析人类活动在景观形成中的影响，进而探索吉林省境内古代聚落分布和形态历时演变规律。她还对尹家窝堡和周围辽金城址的位置关系、镇赉县古遗址的空间分布研究、调查资料分析：汉书遗址各个时代遗存分布状态三个案例进行了分析解读。

 

　　辽宁省文物考古研究所李海波馆员认为，传统的考古调查存在携带物品较多、图纸类型不统一，易偏离路线及遗漏遗址点等问题。若使用奥维地图进行田野调查则具有诸多便利，同时详细介绍了奥维地图的主要功能、操作流程，并对其在田野调查中的应用实例进行展示。当然，在使用奥维地图进行考古调查也存在一些缺陷，如网络不畅的地区可能会影响奥维地图的使用效果，在调查信息的传输过程中存在安全隐患等问题。

 

　　吉林省文物考古研究所顾聆博馆员介绍了吉林省重要遗址航拍影像及数字化三维数据采集项目建设构想。随着数字摄影测量技术的逐渐发展，目前利用航拍获得多重影像资料，从而对地表物体构建三维数字高程模型的工作逐渐被田野考古工作者所接受。因大多城址现存较清晰的轮廓，可以充分利用现有的技术手段对其进行多重影像记录及数字化三维重建等工作。他还对现阶段在航拍影像上的工作成果作了简要介绍。同时指出该项工作可以为建设吉林省重要遗迹数据库提供基础资料，也为大遗址保护规划工作提供前期所需影像资料。

 

　　在中型遗迹信息记录方面，中国人民大学历史学院张林虎讲师以辽宁喀左土城子遗址为例，简述了如何利用航拍设备（大疆多旋翼飞行器）、测绘仪器（中海达V90RTK）、地图绘制软件（Globe Mapper）、三维重建软件（Agisoft PhotoScan）绘制等高线和数字高程模型的过程。其中，重点讲解了GPS坐标静态采集时，如何设置控制点并保证最大限度减小误差的操作流程。

 

　　吉林省文物考古研究所刘晓溪馆员以吉林省临江市鸭绿江上游积石墓群2015、2016年的工作为例，详细介绍了该类遗址在调查和发掘过程中应用的一系列技术手段，诸如奥维地图在墓群调查中的应用；使用CADMap处理RTK测绘数据，修改原有测绘图；利用航拍器、相机和PhotoScan相结合的方式制作积石墓的三维影像，全面完整记录墓葬的细节信息，同时通过导出的正摄影像和侧截图作为底图绘制墓葬的平、剖面图，不仅增强了精准度，还大大提升了工作效率；使用Filemaker软件制作数据库，对调查和发掘资料进行统一管理，真正实现发掘资料的数字化。

 

　　在小型遗迹信息记录方面，吉林大学边疆考古研究中心硕士研究生胡子尧以吉林大学田野考古实践与遗址保护研究基地为例，首先展示了基地航拍及CAD图像，重点介绍探方三维重建的流程，在探方三维重建中应该注意的前提、相机因素、控制点等相关问题，以5×5米探方为例介绍了在拍照过程中应该注意的问题，随后作举例分析。利用多视角三维重建探方模型可以导出探方正投影及四壁图像进行平剖面线图的绘制，得到探方内遗物的传统坐标及全站仪坐标，利用Geomagic Studio软件对遗迹剖切可以绘制更加精确的线图。最后总结多视角探方三维重建的优点及局限性。

 

　　吉林大学边疆考古研究中心博士研究生七十四对内蒙古自治区锡林郭勒盟境内的石构墓进行了较系统的调查，选择性地对典型的、保存较好的一些石构墓进行了多重影像三维建模。他首先介绍建模的流程，强调拍摄照片时要注意拍摄高度、照片曝光度、云的变化等。总结出在今后的工作中可以采用手机取景（微单镜头、独脚架、手机）和小型无人机拍摄（大疆御Mavic Pro）来提高拍摄高度。多重影像三维建模对研究石构墓葬的形制、结构和分布情况等具有重要意义。

 

　　在遗物信息记录方面，河北师范大学硕士研究生仝广对石器绘制的历史进行简单梳理，从实际操作角度提出石器绘制的精准、便捷和高效是面临的主要问题。按照三维建模——正摄影像——线图描绘的基本思路，在一些环节尝试方式和技巧的创新，建立了一套从手机简单拍照的基本资料获取，Photoshop先期图像处理，Agisoft PhotoScan三维建模，到PhotoScan描绘正摄影像的完整模式（CAP模式：Cellphone+Agisoft PhotoScan+Photoshop）。整个过程不但实现了便捷、高效和精准的基本诉求，同时手机设备的参与还为及时将野外调查石器转化成三维模型和线图成为可能。

 

　　此外，吉林大学文学院考古学系本科生刘楠介绍了虚拟现实技术在文物考古展示工作中的两种方法：网络展示与本地展示。网络展示通过互联网技术实现，有跨平台、时间、地点的特点，能够利用网络方便进行展示工作；高精度数据，适用于考古工地单个遗迹的展示，考古学、博物馆学各学科数字实验室的建立；本地展示是利用虚拟现实开发引擎，基于个人电脑实现的展示方式，支持大面积、高精度数据，能够承担重量级的三维展示工作，适合于整个考古发掘工地的三维展示和大遗址保护等数据量较大的场合。而互联网技术、三维技术、数据库、程序开发等一系列技术的融合应用，能够将孤立的数据资源有机的整合，同时减少日常工作量，更好的为文物考古工作服务。

 

 

　　在讨论交流环节，与会代表各抒己见，就可视化技术在文物考古领域中的应用前景作了深入探讨，主要议题可归纳为以下几个方面：

 

　　第一，可视化技术在教学中作用。可视化教学可分为本科生田野考古实习辅助教学和从业者教学两类。将可视化技术引入本科生田野考古实践教学，有利于学生在走上工作岗位之前，掌握过硬的专业技能，同时在就业过程中提高自身的竞争力。对于从业者，可视化技术教学则有利于提升考古工作者专业素养及考古工作的水平与层次。内蒙古大学历史文化学院孙璐讲师还认为，虚拟教学可以节省大量经费、时间成本，值得深入探索。

　

　　第二，可视化技术在文物考古实践中的运用。吉林省文物考古研究所王志刚副所长以高句丽山城为例，认为以往采用遥感技术存在经济成本过高的难题，若采用航拍三维建模则可以极大地节约经济与时间成本，但考虑到山城地区植被、气候情况，这一设想有待于进一步实践。黑龙江大学历史文化旅游学院王乐文副院长指出，东北地区土质特殊，在遗迹的辨识上存在一定难度，可视化技术的发展或许可以为解决这一问题提供契机。吉林大学边疆考古研究中心方启副教授认为，考古发掘在一定程度上是对遗存的不可逆性破坏，三维重建技术可对发掘的动态过程进行记录，在最大程度上复原遗存信息，将破坏降到最低。

 

　　第三，可视化技术与科研的关系。中国社会科学院考古研究所科技考古中心王明辉副主任强调可视化技术在文物考古领域中的应用是未来发展的趋势，可视化技术作为科研的重要组成部分，其价值应该以各种形式（如光盘、二维码在发掘报告中的应用等）在科研中得到体现。并以中美洲科潘遗址测绘工作为例，肯定了中国考古学界在可视化技术运用中所处的前沿地位。

 

　　针对有学者提出的考古信息数据库的建设与发掘简报的编写之间的关系问题，山西大学历史文化学院谢尧亭教授认为，数据库的建设固然重要，但很多信息需要人的因素进行辨识，考古报告的编写工作仍是不可或缺的。吉林大学边疆考古研究中心林沄教授针对考古报告提到两点：其一，考古报告应包含发掘的过程、方法及经验教训。其二，考古报告应包含发掘过程中新的认识与收获。而这两点恰恰是数据库无法体现的。吉林大学边疆考古研究中心滕铭予教授认为考古报告中需要体现考古学者所做的考古学解释，考古报告与数据库是两套东西，互为补充。吉林大学边疆考古研究中心汤卓炜教授指出，原始数据需要人的加工，从原始数据中能提炼出怎样的信息是因人而异的，在考古信息的提取过程中应做到更加详细深入。

 

　　另外，与会代表还针对三维重建中的误差、田野考古工作中网络的运用、三维模型复原遗址全貌的可行性及可视化技术对于大遗址保护的积极意义等相关问题作深入探讨，同时对今后会议举办形式提出了一些建设性意见。

 

 

　　“可视化”这一概念自1986年提出以来，即被广泛应用于诸多科研领域。本世纪初，可视化技术开始在文物考古领域中被采用，经过十多年的发展，已经成为不同类型遗存多元考古信息记录的重要手段。在这一背景下，本次会议的召开可以为探讨可视化技术在文物考古领域中的运用搭建一个良好的平台，进一步加强文物考古学界对于可视化技术的深入交流。会议中，各汇报人围绕会议主旨作了主题鲜明的汇报，其他与会代表进行了热烈的讨论，通过本次会议，大家对文物考古领域中可视化技术的认识提升到一个新的高度，必将大大推进今后可视化技术在文物考古领域的深入发展。

 

　　此次交流会为今后可视化技术在文物考古领域中的积极应用和广泛交流起到良好的推动作用！

 

（作者：胡子尧  周冰  吉林大学边疆考古研究中心，审稿：王明辉。本次会议纪要根据现场录音、汇报人所提交汇报题目摘要及PPT整理而成，未经各参会代表确认，如有不当之处，由纪要整理者负责）