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幕后揭秘:Artec 3D高精度扫描,将整个卢森堡“搬”进2025世博会

作者 Paul Hanaphy

挑战:将形态各异、规模不一的历史遗迹转化为高精度3D模型,让2025世博会观众沉浸式体验卢森堡的多元文化与独特生活。

解决方案:Artec Leo, Spider II, Ray II, AI摄影测量(Artec Studio)

效果:成功创建多个卢森堡地标性建筑的高清三维模型,包括大公宫、金色女神像、空心牙废墟、菲安登城堡以及沃梅尔当日小教堂。

为什么选择Artec 3D:Artec产品生态系统的独特之处在于能兼容不同类型的3D数据。以本次卢森堡数字化项目为例,团队综合运用结构光、蓝光与激光雷达扫描技术,并通过Artec Studio内置的AI摄影测量系统进行融合处理。不同数据集的整合过程无缝高效,最终生成极具真实感的沉浸式数字成果。

Artec 3D的总部与生产基地均坐落于卢森堡,始终以“卢森堡制造”为荣,并积极寻求与当地企业、学校及众多欧盟机构拓展合作。

2025年世博会设立卢森堡国家馆之际,公司推出了一项弘扬国家文化的新计划:利用数字技术复原国家遗产,向世界展示卢森堡丰富的历史与文化。对于Artec 3D战略合作负责人Asya Levadnaya而言,这个项目圆了她童年的梦想——她曾经参观过世博会,当年各国齐聚、创新共进的景象令她震撼不已。

她解释道:“小时候参观世博时,我就爱上了这种让世界各国齐聚半年、各展所长的盛会。自那以后,我一直期待着能有机会参与创造这样的盛会。得知大阪将举办世博会的消息时,我意识到这是一个绝佳的契机——因为它将我们所热爱的一切,完美地凝聚在了一起。”

尽管这次项目对推广卢森堡文化、开拓日本市场以及展示前沿3D技术意义重大,但执行起来困难重重,其中庞大的建筑规模使扫描变得尤为棘手。例如,大公宫不仅建筑宏伟,还包含大量复杂细节。Artec团队起初尝试扫描缩小模型,但效果不佳,难以保留其细节与精髓。

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于是,团队动用了Artec的全套技术装备:通过Artec Ray II从地面采集宫殿外观,同时调度无人机空中拍摄,获取全景图像与摄影测量数据。在Artec Studio软件中,这些多源数据被融合为统一的全彩三维整体模型。

针对卢森堡诗人米歇尔·罗丹格(Michel Rodange)纪念碑等模型,团队则采用了不同策略。无线扫描仪Artec Leo轻松完成雕像与喷泉一体化结构的采集;更高精度的蓝光扫描仪Artec Spider II则进一步捕捉细微特征,并通过模型叠加实现极致还原。

扫描著名的“金色女神”像起初看似极难,团队甚至先用Spider II扫描了纪念品复刻版作为备选。但最终,Ray II结合摄影测量技术再次完美胜任大规模扫描任务。项目还克服了诸如部分损毁墙体的扫描、狭窄街道无人机航拍等多重挑战。

历经努力,团队最终成功生成以下纹理精美、细节丰富的三维模型,所有成果均亮相2025年大阪世博会卢森堡展馆:

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模型:大公宫

解决方案:Artec Ray II与AI摄影测量(Artec Studio)

团队最初尝试对大公宫的微缩糖制模型进行数字化。尽管这座精巧的复制品曾在全国多家博物馆展出,但其几何精度不足。因此,团队最终选用Artec Ray II与AI摄影测量技术完成本次任务。

地面采集的远距激光雷达扫描数据,与无人机拍摄的AI摄影测量数据,在Artec Studio中无缝融合。尽管无人机航拍仍需应对空域管制等常见限制,但多源数据的整合过程异常顺畅。最终成果如何?我们成功创建了卢森堡最具标志性的旅游景点之一的高精度完整三维模型。

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模型:金色女神像

解决方案:Artec Ray II与AI摄影测量(Artec Studio)

最终,这座雕像的扫描工作反而较为顺利,但最初的问题在于:如何对一座立于21米高基座上的雕塑进行数字化?为应对可能无法在卢森堡市区使用无人机的情况,Artec专家团队甚至提前准备了纪念品模型作为备选。但最终,这一备用方案并未启用。通过Ray II完成基座扫描后,无人机航拍成功获取了全景数据。

您可亲眼见证最终成果。上图所展示的雕像旨在纪念在两次世界大战及朝鲜战争中自愿参战的卢森堡士兵。作为首都的标志性景观,我们相信您也会认同:以数字形式永久保存这份珍贵遗产,意义非凡!

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模型:菲安登城堡

解决方案:Artec Spider II & Artec Leo

坐落在古罗马城堡遗址上的菲安登城堡风景如画,是卢森堡北部热门的旅游胜地。然而,由于其庭院广阔且存在大量隐蔽区域,直接对实景进行三维采集几乎是一项不可能完成的任务。

为高效完成数字化工作,Artec团队选择对精细的比例缩尺模型进行手持式3D扫描。他们采用无线操作的Artec Leo扫描整体结构,并动用超高分辨率的Spider II捕捉细节特征。这一方案之所以必要,是因为即便仅是模型,尺寸也达到了2.5米×1米。而最终所获得的扫描成果可谓出色。

如今,这座城堡已全部以全彩高清三维模型的形式得以永久保存,所有关键建筑特征均被完整还原,并为即将在大阪世博会上的亮相做好了准备。

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模型:空心牙废墟

解决方案:Artec Ray II, AI摄影测量(Artec Studio)

眼尖的读者可能已经发现,数字化卢森堡“空心牙”堡垒的一大挑战正是川流不息的车流。从三维模型中可以看出,工程师只能从道路对面进行采集,这使得往来车辆与行人都成了移动干扰源,这对3D扫描堪称大忌,但团队仍决心全力完成任务。

对于测距达130米的Artec Ray II而言,跨街扫描完全不成问题。双重扫描技术进一步帮助过滤了动态障碍物的干扰。团队还通过无人机航拍获取遗址上层废墟区域的影像,并借助Artec Studio中的AI摄影测量技术生成网格模型,最终与Ray II的地面扫描数据融合,才得以创造出上方所示细节惊人的三维成果。

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模型:沃梅尔当日小教堂

解决方案:Artec Leo, Artec Ray II, AI摄影测量(Artec Studio)

最后要介绍的是位于沃梅尔当日镇山丘上的一座精美小教堂。正如三维模型所呈现的,每一个细节,包括迎风飘扬的卢森堡国旗,都清晰还原。

放大建筑正面,您可以看到由Artec Leo扫描的基督雕像及其他宗教器物。除了几位好奇的当地居民询问技术原理外,扫描过程几乎未遇任何阻碍。团队仅需架设Ray II并适时调整位置,在1-2小时内完成整体采集。无人机航拍则用于记录周边环境并为模型添加最终细节。

大阪盛会:引发全球瞩目

如今,这些模型已亮相大阪世博会卢森堡馆,参观者可在虚拟世界中沉浸式探索卢森堡地标。Artec打造的数字化复刻品不仅支持现场体验,更面向全球观众开放。用户只需通过世博会官方应用注册,即可在线沉浸式畅游这些三维模型。

展览已成功吸引卢森堡各界要员的关注。外交大臣格扎维尔·贝泰尔称赞其“生动展现了国家的传统、文化及开放姿态”,并感谢“所有为展馆诞生付出努力的人员”。

他进一步表示:“展馆将成为卢森堡的国际化窗口,向世界呈现我国的多元面貌。我们尤其自豪于展馆的循环设计理念:负责任、可持续的资源管理,正是我们通过世博会传递的核心信息。”

Artec Ray II

对Asya Levadnaya而言,这场展览更蕴含着一份特殊的个人情感。展馆开幕不久她便亲临现场,真切感受到了参观者的热情。带着孩子们一同见证展览更是意义非凡,他们终于能亲眼看到这个项目以三维形式完美呈现。

“当你站在队伍中,看到人们真正扫描二维码、阅读卢森堡文化遗产的故事时,那种感觉实在太美妙了,”她说道,“我也带孩子们来看了展馆。当虚拟照进现实,当他们真切看到我们工作的成果时,那种感受非常特别,令人动容!”

最终,这一项目不仅成功打通了虚拟与现实的壁垒,更将卢森堡悠久的历史生动地展现给全球观众。Artec团队与VR设计工作室Virtual Rangers携手为此项目作出贡献,深感自豪。敬请期待我们针对大阪展出的各个模型的深度解析。

卢森堡馆将持续开放至2025年10月13日。您可点此了解更多信息并报名参观。

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