Artec Spider II溯源记：破解希腊化陶器身世之谜

对考古学家而言，陶器堪称一座信息金矿。保存完好的陶瓷制品为我们打开了一扇珍罕的窗口，得以窥见古代社会的日常生活——从文化传统到身份象征，无不蕴藏其中。在分析这类文物时，印章与铭文往往是破解谜题的关键。

阿姆斯特丹自由大学与阿姆斯特丹大学的数字考古学者Dries Daems和Jitte Waagen深谙此道。他们致力于研究希腊化时期的模制纹饰碗。这类陶器盛行于公元前二世纪至一世纪，以别具一格的纹饰图案闻名。然而，这些纹样由多种印章组合而成，通过不同的排列方式，理论上可以创造出无穷无尽的装饰变体，这给器物识别工作带来了不小的挑战。

正因如此，Waagen 及其 4D 研究实验室团队另辟蹊径。在土耳其境内的Türkmen-Karahöyük遗址，由 James Osborne（芝加哥大学）与 Michele Massa（安卡拉比尔肯特大学）主持的发掘工作正在进行。面对新出土的陶器碎片，Waagen 团队决定摒弃传统方法，转而采用三维扫描技术进行纹饰分析，并引入一项原本用于地表测绘的技术来判定各碎片是否同源。

Spider II：文物数字化的理想之选

传统考古依赖手工绘图和测量工具进行分析，但现代技术正逐步崭露头角。摄影测量技术日益普及，可通过拍摄的照片和视频生成标本的三维模型。然而，这种方法也存在局限，它不仅耗时，而且难以营造理想的采集环境。

为规避这些问题，Waagen 选择使用 Artec 大使级合作伙伴 4C 提供的超高精度三维扫描仪 Artec Spider II，对出土碎片进行数字化采集。在最新项目中，他的团队希望验证一件带有雄鹰纹饰的样本，是否与另一处发现的其他碎片同源。

土耳其发掘现场出土的希腊化时期陶器碎片。图/阿姆斯特丹自由大学 Dries Daems

他们曾考虑采用精度高达5微米的Artec Micro II，但最终选择了兼具灵活性与高保真数据采集能力的Spider II。得益于Artec Studio提供的实时反馈，他们立刻意识到这个选择是正确的。这款蓝光手持扫描仪以惊人的精准度捕捉到了从细微凹痕到微型模制纹饰的每一处细节。

“Artec 3D扫描真正实现了前所未有的细节还原。当然，摄影测量技术也可以做到，但在这种场景下会更耗时，”Waagen解释道。"我们为Spider II开发了一套工作流程，每天可扫描18至22件器物。对于手工处理陶器的人来说，如果是素面陶器，这个数量其实不算多；但若与其他技术相比，你能观察到更为精微的痕迹，甚至包括个别陶片上遗留的指纹！”

GIS 地表测绘技术的创新应用

数据采集后在 Artec Studio 中完成处理，并可直接利用软件的 X 射线可视化模式进行初步检视。但要实现深入分析，团队必须区分哪些纹痕由印章压制而成，哪些则是岁月侵蚀的痕迹。从实操层面而言，唯有通过对模型进行“展平”与“匹配”方能达成这一目标。

Artec Studio 中的希腊化时期陶器碎片三维模型。图/阿姆斯特丹大学 Jitte Waagen

定位过程在 Blender 中完成，以便精确叠加和比对模型，随后在 Cloud Compare 中测量生成的点云之间的相对距离。有趣的是，他们随后利用这些数据，在 Agisoft Metashape 中生成了一个“数字表面”高程模型。

借助地理信息系统（GIS），这些模型后来被当作陆地地图一样叠加起来，从而可以有效地匹配“高程变化”。两片碎片的表面倾斜度虽有细微差异，但纹饰大体相同。诸如鹰的羽毛、喙和爪等微小细节，在形状、朝向和尺寸上都完全吻合，这有力地表明，它们所使用的模具采用了相同的图案。

两片陶器碎片成功匹配，几乎可以确证它们出自同一座希腊化陶工作坊。Waagen 表示，团队目前正致力于借助人工智能，将此类分析流程自动化。

"我们可能需要先对模型进行简化处理，但总体思路是从三维模型中提取形态特征，再将这些特征输入机器学习模型，"Waagen 补充道。"最终目标是打造一个能够自动识别的模型，当你采集到另一件带有相同印章或形态特征的陶器时，它能判断出这件器物属于哪个时期，或者至少告诉你它与已知样本的相似之处。这类项目正在兴起，我们有机会成为 AI 考古分析的先行者，探索并建立最佳实践范式。"

现场发掘与新可能

Waagen 的研究并不局限于希腊化时期的陶器，他还参与了许多其他考古项目，而 Artec 3D 扫描在这些项目中同样证明了其颠覆性价值。

令人惊叹的是，在明斯特大学 Michael Blömer 主持的古代城市多利克（Doliche）遗址项目中，Spider II 被用于扫描一座罕见的罗马密特拉神庙（供奉罗马神祇密特拉的宗教建筑）。他的团队成功将墙壁上斑驳的复杂铭文一一数字化。这些三维扫描成果至今仍在持续助力学者们破译这些刻痕，揭示出以往无从得知的历史信息。

使用 Artec Spider II 进行三维扫描的罗马密特拉神庙。图/阿姆斯特丹大学 Jitte Waagen

诚然，许多此类作业可以借助定制转台来简化对齐流程。但并非所有场景都如此理想。在 Tell Kurdu遗址的另一场精彩考古中，Waagen 团队遇到了八千年前的人类足迹。面对这些土耳其政府希望原封保留的珍贵遗迹，他们借助 Artec 3D 扫描技术在现场完成了数据采集，实现了无损记录。此项目由 Koç 大学的 Rana Özbal 与荷兰土耳其研究所的 Fokke Gerritsen 主持。

值得一提的是，阿姆斯特丹大学还拥有一台完全无线的Artec Leo。据 Waagen 介绍，“Leo 在扫描大型物体时表现出色”，而他本人也对其“便携性赞不绝口”。

事实上，这款设备操作之迅捷直观，让 Waagen 得以实现"发掘即记录"。遗迹刚出土的瞬间，即刻完成三维存档。这种创新实践，生动展现了数字考古正以最激动人心的方式，将古今两个世界激烈碰撞、深度融合！

本研究系 3D-CERA-ML 项目的一部分。该项目由阿姆斯特丹自由大学 Dries Daems 主持，与阿姆斯特丹大学 4D 研究实验室（Jitte Waagen 协调）合作开展，专注于整合三维模型与机器学习算法，助力考古分类与阐释研究。

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