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
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
在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？
