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三維激光掃描還原恐龍化石 復(fù)活模型能活動(dòng) (2005-05-26)

發(fā)布時(shí)間:2007-12-04 作者: 來(lái)源: 瀏覽:886
看過美國(guó)電影《侏羅紀(jì)公園》的人,都一定會(huì)被其中逼真兇猛的恐龍所震撼。但是人們幻想的恐龍真是如此嗎?日前,中德古生物學(xué)家運(yùn)用國(guó)際上最先進(jìn)的三維激光掃描技術(shù),讓北京自然博物館的恐龍化石“復(fù)活”了起來(lái)。 三維激光掃描“還原”恐龍化石 作為中德兩國(guó)的合作項(xiàng)目,德國(guó)古生物學(xué)教授Gunga帶領(lǐng)的課題研究小組在北京自然博物館展開了恐龍和大型哺乳動(dòng)物骨骼的數(shù)據(jù)采集工作。 在掃描現(xiàn)場(chǎng),記者看到一個(gè)炮筒狀的掃描設(shè)備發(fā)出的紅色激光束不停地對(duì)恐龍化石進(jìn)行掃描,與之相連的電腦則出現(xiàn)了一個(gè)清晰的恐龍骨架。 負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)掃描的德國(guó)研究人員貝爾蒙(音)告訴記者,這就是國(guó)際上最先進(jìn)的三維激光掃描設(shè)備,它的全稱是法國(guó)MENSI-S10/25三維激光高精度掃描系統(tǒng)。它由一個(gè)炮筒形狀的掃描器和一臺(tái)主控制電腦構(gòu)成,同時(shí)連接了另一臺(tái)電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、整理和圖像處理工作。他們首先在化石的各個(gè)主要部位放置好一些用于定位的紅色、白色圓球,以便據(jù)此對(duì)采集到的信息數(shù)據(jù)在目標(biāo)物體上的準(zhǔn)確位置進(jìn)行確認(rèn),當(dāng)多個(gè)角度采集的多批數(shù)據(jù)陸續(xù)傳遞顯示到屏幕上的時(shí)候,通過對(duì)比重合這些定位小球來(lái)準(zhǔn)確分辨圖像所屬的部位。 在炮筒狀的掃描器的兩端,分別有一個(gè)激光掃描頭和一個(gè)接收數(shù)據(jù)用的攝像頭,當(dāng)操作人員遙控掃描設(shè)備進(jìn)行工作的時(shí)候,儀器所探測(cè)到的數(shù)據(jù)和資料就由它反饋和記錄到電腦中進(jìn)行處理,最終形成被掃描物體的影像。當(dāng)掃描器橫向擺放的時(shí)候,激光掃描頭在上下320度、左右46度范圍內(nèi)自動(dòng)移動(dòng),對(duì)目標(biāo)探測(cè)物進(jìn)行橫向掃描,掃描記錄下化石所有橫向骨骼數(shù)據(jù)。而當(dāng)掃描器直立著擺放的時(shí)候,激光掃描頭則在上下46度、左右320度的范圍內(nèi)進(jìn)行豎向掃描,記錄下豎向生長(zhǎng)的骨骼數(shù)據(jù)。 掃描器工作的同時(shí),記者在電腦屏幕上看到彩色光點(diǎn)慢慢顯現(xiàn)出來(lái),逐漸匯聚成恐龍化石某個(gè)部位的形狀。而隨著掃描頭改由不同角度開始掃描,光點(diǎn)的顏色也開始改變,發(fā)生著從黃到紅,再到其他顏色的轉(zhuǎn)變。通過移動(dòng)掃描設(shè)備的位置,就可以從各個(gè)角度探測(cè)記錄下化石完整的三維數(shù)據(jù)。 三維“恐龍”能活動(dòng) 北京自然博物館館長(zhǎng)李承森介紹說(shuō),三維激光掃描技術(shù)是目前國(guó)際上具有最高技術(shù)水準(zhǔn)的逆向三維重建技術(shù),能夠完整及高精密地重建實(shí)物或?qū)嵕啊⑷S實(shí)體模型及原始測(cè)繪數(shù)據(jù),其最大特點(diǎn)就是精度高、速度快、逼近原形。該設(shè)備可以真正做到直接從實(shí)物中進(jìn)行快速的逆向三維數(shù)據(jù)采集及模型重構(gòu),無(wú)需進(jìn)行任何實(shí)物表面處理,且景深很長(zhǎng),其激光點(diǎn)云中的每個(gè)三維數(shù)據(jù)都是直接采集的目標(biāo)真實(shí)數(shù)據(jù),使得之后處理的數(shù)據(jù)完全真實(shí)可靠。這種技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)開始推廣,而在國(guó)內(nèi)還是剛剛起步。 李承森館長(zhǎng)告訴記者,過去要測(cè)量恐龍化石數(shù)據(jù)都是采用如游標(biāo)卡尺、皮尺等傳統(tǒng)的人工測(cè)量手段。不但測(cè)量速度慢,而且精度也比較差。而現(xiàn)在掃描像自博中馬門溪龍這么大體積的一具骨骼化石,大約總共需要2到3天的時(shí)間。最后,電腦對(duì)各個(gè)位置、各個(gè)角度所掃描記錄的圖像及數(shù)據(jù)進(jìn)行集合,就可以得出這只馬門溪龍的整個(gè)形態(tài)。而且還可以對(duì)三維“恐龍”畫面進(jìn)行放大、縮小、旋轉(zhuǎn)等處理,使馬門溪龍“活動(dòng)”時(shí)的各個(gè)部位都清楚地展現(xiàn)在我們眼前。 科學(xué)還原“恐龍”媲美科幻電影 盡管這種科學(xué)意義上“復(fù)活”的恐龍不能與科幻電影中活生生的恐龍相比,但其真實(shí)性卻可以和電影中的恐龍媲美。 德國(guó)研究人員貝爾蒙告訴記者,他們通過掃描可以從科學(xué)的角度掌握“復(fù)活”恐龍的生理數(shù)據(jù)。根據(jù)一些研究現(xiàn)代生物的理論,再經(jīng)過大約半年左右的研究分析,就能得到諸如恐龍生前的脖子能伸多長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)姿態(tài)、肌肉組成、心臟狀況等資料,從而對(duì)恐龍的研究成果進(jìn)行科學(xué)的論斷,并有可能改寫一些人們對(duì)恐龍的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。 據(jù)悉,這些“復(fù)活”的恐龍除將用于我國(guó)的恐龍研究外,還將有望在北京自然博物館中應(yīng)用展示。屆時(shí),人們將能看到更為逼真的恐龍實(shí)景。
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