文物数字化:澳大利亚尚未落成的悉尼地铁附近发现殖民时期的古老船只

30/08/2021

作者Loretta Marie Perera

要是听说澳大利亚出现了什么新鲜事,想必很多人第一个猜到的就是那些顺利跑进城区、机敏狡猾的哺乳动物,或者大到吓人、离得越远越好的超大蜘蛛。

但这一次的新鲜事,主角却是一艘船。

海洋考古学家Renee Malliaros扫描Barangaroo号内部船体木板层的船木。木材被悬挂在有着独立且不同几何与纹理的平台横梁上。[供图:Heather Berry/Silentworld基金会;版权所有:悉尼地铁2019]

“这是悉尼地铁公司在悉尼城市各个地方正在进行的开发项目之一”,项目经理Irini Malliaros说道。同时,她也是Silentworld基金会的海洋考古学家,基金会是一个专注于海洋考古、历史、文化、遗迹的澳大利亚非营利组织。这片特殊的围垦区,将来将会成为Barangaroo地铁站,团队在这里发现了原来的造船厂。该地区以Barangaroo命名,这是Cammeraygal部落的一位原住民妇女,在欧洲殖民时期,是一名强大的领导者。“所以,他们发现了各种与海洋相关的物品,” Malliaros说道,“其中还包括一艘小船。”

Barangaroo号是在一片围垦区的造船厂附近发现的。人们认为,这艘船是在退役前被拉上岸的,直到悉尼地铁为新建Barangaroo站进行挖建工作时才被发现。[供图/版权所有:Renee Malliaros/Silentworld基金会]

这艘船大约是1820年左右被发现的,当时,人们还讨论了很久,该如何挖出来,是整艘一起挖,还是一块一块挖?

“最后,人们认为还是把船拆散一块块取出,并做好记录,包裹后储存在冷藏集装箱内运输,会更安全,” Malliaros解释道。“(所以现在)有了这艘12乘3-3.5米长的船,目前只有碎片,放在水箱里,被保存在悉尼地铁的保护装置中。 ”

现在,他们的任务就是要想个方式,为这艘船完成数字化工作,尽可能收集船只信息,完成数字形象,同时将原物进行相应处理,用于展出。而负责数字化工作的扫描仪正是Artec Eva

“过去几年,我和Renee交流了很多很多次,沉船抵达后,就去拜访过他们,”埃太科金牌授权经销商Thinglab三维扫描主管Ben说道。

“这是一个特别有趣、让人兴奋的项目;不仅因为这是人类挖掘出来的澳洲殖民时期最古老的船只,同时,也因为我们的处理方式。通过Eva记录船只每个部分,再用数字方式重建,非常炫酷。”

木板扫描

这样一项细致又复杂的项目,肯定需要专业人士的参与。这种情况下,比利时的3D专家、海洋考古学家Thomas Van Damme飞到澳洲,进行团队培训,他也参与了船只木材的数字化记录工作。

完成一份扫描后,Thomas van Damme(左)正在演示扫描处理。Thomas培训了4名海洋考古学家,来协助Barangaroo号船只项目。在澳洲,人们从未采用这种方式记录过沉船。[图像版权:悉尼地铁,2019]

依托Van Damme的专业技术和Eva,扫描工作得以顺利进行,特别是和老方法相比,速度飞快。例如接触式三维追踪法,每一条边的处理都要花上几个小时,再比如二维图纸,虽然很便宜,但相当耗时,且不准确。

“一些(典型的)接触式三维法,只能追踪考古学家眼中认为的重要特征,必然会忽略很多其他细节,”Van Damme说道。“而Artec Eva呈现的是木材真实的3D形象,既包括几何也包括色彩。”

Artec Eva是埃太科明星产品,并非浪得虚名——质量轻巧,便于携带,功能丰富,非常适合用于制作精准的带纹理三维扫描。如需扫描科教、艺术、设计等领域的中小型物体,结构光科技扫描仪Eva适合扫描几乎一切物体,无论是半身像还是本项目中拥有200年历史的船只。

Thomas van Damme演示如何扫描Barangaroo船只上又长又薄的木板。木板平放在桌上时,这些细边的捕获并不容易,所以团队设计了一个悬挂系统来解决这一问题。[图片:Renee Malliaros/Silentworld基金会;版权所有:悉尼,2019]

三维捕获过程中,Eva的效率至关重要。

使用Artec Eva扫描,有些木材非常小,我只要围着它们扫一遍,翻个面再扫一遍,就搞定了,” Malliaros说道。“我当时因为来回走动非常快,都感到头晕了!”

因为这些木材都是按照原来的样子,或者说被发现时的样子存放的,所以打开后,需要尽快记录下木材的情况,然而,这些木材有近300块。

“木材打开后会被放入水中恢复,因此,外形可能会发生变化。我们必须尽快完成,而且必须精准无误,” Malliaros说道。

Renee Malliaros采用了Thomas van Damme的方法。多次测试表明,用透明管将木材悬挂在有不同几何/纹理的平台上,最终的处理效果最好,可以在短时间内完成精准的3D模型。[图片版权:悉尼地铁,2019]

对于一些较大的部件,同样也是船只重要的基本部件,如龙骨,扫描时间长达15分钟,有些比较薄部位,如木板,会被悬挂起来,确保一次完成。

“捕获过程既快又好!” Malliaros回忆道。“我使用了实时融合,就像我在边走边画一样的感觉。”

扫描处理

Artec Studio software中处理完扫描数据后,3D模型被导出至建模软件Rhino中,对主要特征进行重点加工。

“主要特征的加工非常重要,这些特征包括工具印记、钉孔图案、纹理方向、压缩痕迹等等。因为这些特征对于今后的工作而言至关重要,” Malliaros说道,他还表示,船只结构与周围沉积物的科学分析也正在进行当中。

木材扫描通过Artec Studio被处理成干净的3D模型,考古学家可在Rhino中仔细观察,补充注释,记录每件作品的详细信息。[图片版权:悉尼地铁,2019 ]

“(三维扫描和处理)相当简单,而且过程令人满意,符合人体工学,”Van Damme说道。“很快就有了数字水密模型,不用追踪每条边,有了Rhino,还能迅速为每部分制作二维图像(用于存档记录)。”

有了这样的工艺,项目一个月内就完成了。若是采用以往的追踪法,很有可能要花一年。

Barangaroo号的大日子

这艘船还在进行保护处理,即使用液态蜡代替木材中的水分,这种方法同样被用于英格兰的玛丽玫瑰号和瑞典的瓦萨号。与此同时,人们还在为它的凯旋做准备,希望为它在澳大利亚国家海洋博物馆找到新家,该博物馆从项目初期就一直提供支持。

“在约克考古基金会监管维护员Ian Panter的建议下,Barangaroo号现在正在进行化学处理,可能要浸泡处理数月,明年才结束,”Malliaros说道。“到时再检查效果如何。”随后,木材会被分批放入冷冻干燥器。木材干燥后,进行清洗和护理工作,预计重建工作将在2-3年后进行。

“处理船只原物前,还会进行一次试验,看看各部位如何组装起来,需要什么样的支架系统,” Malliaros表示。

为实现这一点,在博物馆拼搭木船之前,必须先根据3D模型对各部位进行等比例3D打印。“到时会有有一套类似拼图的船只缩放模型,一旦各部位完美契合,那就直接‘动真格’,拼真的部件。”

2019 Barangaroo记录维护团队成员。从左往右:Ian Panter(监管维护员-约克考古基金会), Renee Malliaros(项目经理–Silentworld基金会),Ron Turner(2019 项目经理– 悉尼地铁),Paul Hundley(资深海洋考古学家–Silentworld基金会),Heather Berry(助理维护员 – Silentworld基金会),James Hunter(海洋考古学家– 澳大利亚国家海洋博物馆),Kieran Hosty(海洋考古学家 – 澳大利亚国家海洋博物馆)和Thomas van Damme(三维扫描专家– Ubi3D)

海上游记

除了Barangaroo号,Malliaros还为其他三艘沉船(或部分船体)进行了扫描,所以总共发现并扫描了四艘船。今后,埃太科解决方案会继续参与这类项目。

“我们期待能进一步合作,协助基金会发掘埃太科系列产品的优势和价值,”Myers表示。“我们很荣幸能尽绵薄之力,协助Silentworld基金会记录使用3D数据。”

为了让世人欣赏这艘年代久远的船只,团队做了大量工作,轮船背后的历史故事,让人们浮想联翩。

比如,Barangaroo尽管不是一艘商船,但却造得十分结实,可能整天往返穿行,忙着摆渡,甚至还有可能沿着海岸线附近,提供短途旅行。

“这艘船让我们窥探到了当时那个年代的社会经济环境,”Malliaros说道。

“(这艘船的主人)想必一定很重视,看看它造得多好,肯定得靠它生活。这艘船看起来也用了很久,一定对主人而言非常重要。”

写到这儿,不禁好奇,当主人在几个世纪后见到这简陋却坚固的船只,不仅有工程平面图,还焕然一新,找到了全新归宿,不知是否会颇为感动呢?