走进幕后：卢森堡大公宫三维数字化，亮相大阪世博会

当Artec 3D技术支持团队接到为世博会实现卢森堡数字化的任务时，他们倍感振奋——将三维扫描技术推向极限，让国家文化闪耀世界舞台，这是何等难得的机会！但如何找到高效、直接的解决方案，团队也经历了些许波折。

最初，他们尝试用高精度Artec Spider II扫描宫殿的糖艺模型。虽然模型外观栩栩如生（Spider II也完美捕捉了细腻特征），但复制品缺乏几何精度，无法构建真正1:1的三维数字模型。

使用Artec Spider II设备为卢森堡大公宫糖艺模型进行三维扫描。

当捷径走不通，Artec团队毅然决定：直接扫描大公宫本体。 这带来了新的挑战：Artec Ray II虽擅长大尺度扫描，可三脚架的固定方式限制了俯角视野。所幸Artec Studio现已集成无人机摄影测量功能。

但又出现了下一个难题：如何在繁忙的文化遗产地上空进行无人机作业？ 团队通过拜访大公宫首席顾问，最终获得了飞行许可。此外，游客熙攘的宫殿常常人流如织，这对三维数据采集极为不利——不仅遮蔽细节，更易因人群移动产生模糊阴影。

凭借双重扫描策略、Ray II内置视觉惯性系统（VIS）以及Artec Studio先进算法的协同发力，团队最终成功获取了既宏大又精细的三维模型，其逼真质感完全满足沉浸式VR应用需求。

化繁为简，成就卓越

参与该项目的三维扫描专家Keynan Tenenboim表示，Ray II的实际操作并不复杂。VIS系统可自主追踪三维空间位置，使用者仅需调整设备角度即可完成采集。“我的现场工作就是移动扫描仪并按下按钮，”Tenenboim坦言，“无需特殊技巧，这项任务交给一位路人都能完成！”

真正的挑战在于把握最佳扫描距离。Ray II在十米范围内精度可达1.9毫米，但若距离过近，建筑构件会相互遮挡。为此团队将扫描距离调整至约20米，环绕宫殿群进行全景采集，确保所有结构尽收眼底。

卢森堡大公宫最终三维模型效果图。

在Tenenboim使用Ray II进行扫描的同时，他的同事Jerry Klein需要操控无人机飞越该片区域上空。尽管已获飞行许可，但这绝非易事。宫殿周围道路错综复杂，任何导航失误都可能造成巨大损失。然而，虽然Klein并非经验丰富的老手，但仍成功完成了全景影像采集。

“操控无人机就像玩电子游戏，没什么特别之处，操作相当直观，”Klein解释道，“照片采集的优势在于能获得更高保真度的图像，且噪点更少。在Artec Studio中可以通过视频生成三维模型——为保险起见，我两种方式都采用了。视频可用于快速建模，照片则适用于难以重构的局部细节。”

Artec Studio多源数据融合

如今的Artec Studio已成为集成化工具箱，可处理结构光、激光、LiDAR扫描仪及摄影测量技术获取的三维数据集，涵盖采集、处理与融合全流程。要融合三维扫描与照片/视频数据，用户需首先生成三维网格。在整合Ray II数据时，VIS系统再次成为项目关键，极大简化了预对齐流程。

“Ray II的VIS系统能自动对齐所有扫描数据，因此当数据导入Artec Studio时，所有对象都已预先对齐，”Tenenboim补充道，“屏幕上呈现的将不再是100个分散的扫描片段，而是一个完整对象。我们只需在扫描过程中关注系统的追踪效果，尽可能保持稳定即可。”

使用Artec Ray II设备采集卢森堡“空心牙废墟”文化遗产地外景。

运用AI摄影测量技术生成三维网格的过程略有不同，但同样能获得卓越成果。Artec Studio的算法可将照片或视频转化为带有可调节边界框的“预览模型”。当用户选定需要使用的采集数据后，软件会实时生成逼真的三维模型，这些模型可与三维扫描生成的数据合并，实现大规模场景下的高精度还原。

在Artec Studio中，用户还能进行孔洞填补、动态物体移除、纹理贴图以及多边形精简等操作。这些功能让模型得以精细打磨——对Artec三维扫描专家而言，这正是创建轻量化VR模型的关键所在。

开启文化遗产保护新纪元

通过整合Ray II、AI摄影测量技术及无线手持设备Artec Leo，团队最终成功为卢森堡展馆完成了多个地标建筑的数字化工作。其中包括联合国教科文组织遗产地“空心牙废墟 ”，这座单侧临崖的建筑必须借助无人机采集数据，并再次与Ray II扫描数据融合，形成了全方位覆盖的三维模型。

与所有其他精美采集的模型一样，“空心牙废墟”现已通过大阪世博会APP向公众开放，以新颖方式向全球观众展现卢森堡的历史底蕴。世博会现场访客可与远程观众共同通过VR技术“游览”这些珍贵的文化遗产地。

采用Ray II与AI摄影测量技术采集的“空心牙废墟”三维模型。

Klein认为这种方法不仅适用于文化遗产保护，在其他大型应用领域同样潜力巨大。通过整合不同类型的三维扫描仪与摄影测量技术，既能实现超高精度，又能完成大规模采集，可谓鱼与熊掌兼得。

“从好莱坞影视制作到电子游戏开发，这种技术可应用于不侧重几何精度、更注重纹理表现的领域，”Klein总结道，“由于你能同时融合三维扫描与摄影测量数据，因此既能获得优质几何结构，又能呈现高保真纹理。这点非常实用，无需再做取舍！”

Artec 3D很荣幸能为大阪世博会卢森堡展馆的创建贡献力量。欲了解更多详情，欢迎观看我们的“幕后故事”系列短片，包括项目总览以及对“金色少女”雕像数字化过程的深度解析。