越过深渊：Artec Eva联手Space Spider协助探索Hoyo Negro

3D扫描仪

挑战：科学家团队需要一种方法为Hoyo Negro的古生物遗骸进行高精度三维扫描，以开展突破性的古美洲研究。

解决方案：Artec Space Spider、Artec Eva

效果：对Hoyo Negro的200 多件化石进行扫描，以制作数字博物馆目录、进行科学研究，以及未来可能的遗址虚拟现实模拟。

为何选择Artec3D：Artec 3D 扫描仪精度高、易携带、扫描速度快，在诸如Hoyo Negro等勘探中表现出色。它们能够在充满挑战的环境中呈现细腻的细节，可以快速生成精准的3D模型，是记录和研究植物、骨骼、地质构造和其他水下洞穴特征的得力工具。

墨西哥国家人类学研究所。强大组合Artec Eva和Space Spider正在工作。图片来源：Rapid Scan 3D

单纯想到尤卡坦半岛水下洞穴系统，就令人着迷。想象一下：随着海平面上升，该地区错综复杂的地下通道网被淹没，Sac Actun的巨大洞穴犹如迷宫，内部的一个深坑就自然成为了一处险境。在这个被称为 Hoyo Negro（西班牙语意为“黑洞”）的非凡之地，人们不断收集着地懒、大象、貘或剑齿虎等神奇生物的遗骸。

Hoyo Negro——揭开深处的秘密

该遗址积累了大量令人惊叹的更新世晚期化石，是一处令人兴奋的研究前线，在发现美洲最完整的早期人类Naia骨骼后，更是如此。Naia在《国家地理杂志》的封面上被刻画成“12000 岁的小少年”，当初，她在冰河时期掉进了Hoyo Negro洞穴，那时，该地区还是一片干涸的土地，直到几千年后重新浮出水面，彻底改变了古美洲研究领域的格局。

Hoyo Negro的知名发现Naia，彻底改变了古美洲研究。图片来源：《国家地理》

在过去的一万年里，Hoyo Negro水下超过30米的深处保存了大量完好的化石，使其成为引人入胜的探索地点，当然这里也存在着组织安排上的挑战。多家主要研究机构通过共同努力，协调探险队打捞和研究水下化石，使进入古美洲遗址成为了现实。

深处发现的化石包括大象和剑齿虎化石。图片来源：Rapid Scan 3D

东田纳西州立大学（ETSU）和墨西哥国家人类学与历史研究所（INAH）的联合项目是其中一项突出的合作。随着项目的推进，将化石数字化的必要性变得日益突出，精确、安全的化石渲染技术显得尤为重要。这正是新一代技术的核心所在，摄影测量和三维扫描技术的应用能通过非侵入性的精细方式保护、研究Hoyo Negro化石。

合适的人选、工具、工作流程，缺一不可

ETSU古生物学家 Blaine Schubert 和 Chris Wedga、考古学家Jim Chatters、Dominique Rissolo组成团队，在加州大学圣地亚哥分校共同开发了Hoyo Negro的虚拟现实模拟系统。在研究期间的数字化阶段，他们与其他专家和技术人员在墨西哥城集合，打算为遗址发现的化石完成数字化工作。

由于对Artec技术非常熟悉，他们选择了Artec Eva和 Space Spider扫描仪来完成这项任务。扫描仪由极具创新精神的Artec大使Rapid Scan 3D公司提供，他们是先进3D软硬件供应商，能在3D扫描的过程中传授宝贵的专业知识。Rick Feijoo是Rapid Scan公司的 3D 解决方案专家，在这次考察中发挥了重要作用，他负责操作扫描仪，捕获化石的精确数字图像。

Rick Feijoo负责安全、快速地完成化石数字化。图片来源：Rapid Scan 3D

在四天时间里，国家人类学研究所（National Institute of Anthropology）的团队每次都要进行约 8 小时的扫描，共扫描了200多件化石，其中包括巨型树懒的遗骸和猛犸象的臀部碎片。更令人兴奋的是，扫描到的大部分巨型树懒化石竟是一个新物种！由于化石的大小和形状多种多样，手边有两台Artec 扫描仪帮助极大。Space Spider扫描仪以复杂细节的精准捕获而著称，主要用于扫描较小的物体和较复杂的几何图形，而Eva则主要用于扫描中等大小的带纹理物体。

Rick Feijoo指出，实践表明，使用Artec扫描轻而易举，整个扫描和数据处理过程只需 5 至 15 分钟。这种高效率不仅简化了工作流程，还突显了Artec扫描仪在为脆弱化石制作精准数字复制品方面的非凡速度。

从化石到未来——三维技术塑造古生物探索的新时代

在Hoyo Negro洞穴的研究中，合适的技术将发挥巨大的作用。考虑到水下环境带来的挑战，科学家和潜水员最初只能依靠摄影测量和拍照技术，在水面下不得不拖着大功率照明灯和照相机等重型设备。然而，实践证明，无缝集成Artec 3D扫描技术，降维解决了这一难题。将Eva和Space Spider纳入工作流程后，化石数字化的精度和速度大幅提高， 3D 数据分辨率高，栩栩如生，收获了前所未有的效果。如今，这些扫描结果极有可能影响未来的研究方向，也有可能在不同项目中发挥重要作用。