馆藏器物类文物三维数据采集技术规范编制说明

甘肃省地方标准

《馆藏器物类文物三维数据采集技术规范》

编制说明

《馆藏器物类文物三维数据采集技术规范》

标准编制组

二。二三年四月

《馆藏器物类文物三维数据采集技术规范》

编制说明

一、任务来源

甘肃省地方标准《馆藏器物类文物三维数据采集技术规范》

（计划编号：2020-T-033）——《甘肃省市场监督管理局关于下

达2023年度第1批地方标准制修订计划的函》。该标准由甘肃

省博物馆、甘肃省文物商店有限责任公司、甘肃省科学院负责

起草。

二、项目背景和目的意义

文物是不可再生的资源。“博物馆藏品是国家宝贵的科学、

文化财富，是博物馆业务活动的物质基础」“博物馆对藏品负

有科学管理、科学保护、整理研究、公开展示和提供使用（对

社会主要是提供藏品资料、研究成果）的责任。”《中华人民共

和国文物保护法》明确提出“为了加强对文物的保护，继承中

华民族优秀的历史文化遗产，促进科学研究工作”，“鼓励文物

保护的科学研究，提高文物保护的科学技术水平。2017年2月,

国家文物局发布实施的《国家文物事业发展“十三五”规划》（以

下简称《规划》），确定在全国范围内启动智慧博物馆建设工程,

“运用物联网、大数据、云计算、移动互联等现代信息技术，

研发智慧博物馆技术支撑体系、知识组织和'五觉'虚拟体验

技术:《规划》要求推进文物信息化建设，全面推进文物保护、

利用、管理、研究信息化整合共享工作，建设国家文物大数据

库。文物三维数字化是文化遗产保护新的重要科技手段和发展

趋势。

目前对馆藏文物的数据采集技术主要是利用3D扫描、数码

摄影、三维建模等数字化手段，采集、加工、存储馆藏文物的

三维数据。甘肃省地方标准《馆藏器物类文物三维数据采集技

术规范》的制定，将健全馆藏文物三维数字化规范体系，切实

规范馆藏文物三维数字化工作，有力推动馆藏文物保护利用的

健康发展。凭借这一技术标准制定，甘肃省对馆藏文物的保护

和研究又将向前迈进了坚实的一步。通过对博物馆藏品的三维

数据化重建，观众可以交互浏览，对文物进行放大、缩小、360

度旋转、测量等操作，还有文物数字档案、数字化展陈、文物

虚拟修复、考古遗址虚拟漫游、文物高精度复制等，实现文物

全方位的观赏、收藏、管理，扩大甘肃省内博物馆在全社会的

影响，具有深远意义和发展潜力。

三、编制原则和依据

(-)编制原则

——坚持科学先进。本标准在总体上体系科学、结构合理、

层次清晰、内容完整，反映当前器物类文物三维数字化的技术

水平和基本方向，注重文物安全第一。

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——坚持合理可行。重视对器物类文物三维数字化实践的

总结，综合考虑在经济上的合理性和工程技术上的可行性。

——坚持普遍适用。充分考虑不同的站位对标准使用的

不同诉求，力求对委托方、实施方、行业管理者具有良好的规

范性和指导性作用。

——坚持严谨一致。按照GB/TLI-2020《标准化工作导

则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求，参考多

项国际、国家、行业的专业标准和规范，注意本标准与相关标

准兼容性和一致性，避免标准间的矛盾和冲突。

——坚持地方特点针对性。本标准编制在遵循现行的相

关法律法规框架和规范标准的基础上，加强了甘肃省地方特点

的研究，编制中着重针对性，能更好地适应本地区的器物类文

物的三维数字化需求。

（二）编制依据

1、法律法规和标准规范

制定本标准的主要法律法规和标准规范包括：《中华人民共

和国文物保护法》《中华人民共和国文物保护法实施条例》；GB

/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和

起草规则》。

2、研究和实践成果

在本标准的编制过程中，对馆藏文物三维数字化相关研究

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和实践的各种公开资源，对参与标准编制各单位的研究和实践

积累，进行了收集、梳理、总结，将其科学合理、成熟可靠、

具备工程化实施的成果，纳入标准。

3、标准编制的研究成果

本标准编制的第一阶段是研究阶段。研究阶段的研究与试

验成果，再经实际检验证明是科学合理的，纳入规范。

四、主要起草过程

（―）前期准备（2022年1月〜2022年9月）

1、成立标准编制组。召开编制工作会议，研究制定工作计

划，明确各阶段目标、任务和实施方法，落实责任。

2、收集资料。广泛收集馆藏器物类文物三维数据采集技术

规范相关的法律法规政策文件和国家标准、行业标准及地方标

准，分析研究，为标准起草提供理论依据。

3、确定起草单位。为突出标准的科学性、规范性和适用性，

在广泛调研的基础上，确立了甘肃省博物馆、甘肃省科学院、

西北师范大学、甘肃阡陌文化旅游产业有限公司和甘肃省标准

化研究院一起为标准主要起草单位C

（二）标准文本的编制（2022年10月〜2022年12月）

编制组在调研的基础上，对已获取的资料进行汇总梳理、

对比分析、研究总结，梳理标准各要素之间的逻辑关系，按照

GB/T1.1-2020,完成了标准草案的编制工作。

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（三）标准修改完善（2023年1月〜2023年4月）

组织标准起草单位召开研讨会，对标准草案的框架和内容

进行深入探讨。对内容、结构、格式和表达方式进行调整，形

成标准征求意见稿。

五、标准主要内容的确定和依据

本标准按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分:

标准化文件的结构和起草规则》的规则起草，结合我省馆藏器

物类文物的实际，自主制定本标准。《馆藏器物类文物三维数据

采集技术规范》具体分为九个部分。

——第1部分：范围。

本标准规定了甘肃省器物类文物非隐蔽表面的空间信息和

颜色信息进行三维数据采集的技术方法、前期准备、采集流程、

数据加工制作、数据整理存档、数据验收的技术要求等内容。

本标准适用于甘肃省具有稳定的空间形态和颜色外观、材

料非透明、形态非镂空和低反光的器物类文物的三维数据采集。

根据运行管理的标准化要素，确定《馆藏器物类文物三维

数据采集技术规范》的主要范围、规范性引用文件、术语和定

义、基本要求、前期准备、数据采集、数据采集标准、数据加

工、藏品数字化数据存档标准等内容。

——第2部分：规范性引用文件。

引用了国家标准7项。

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GB/T7156文献保密等级代码与标识

GB/T12979近景摄影测量规范

GB/T18316数字测绘成果质量检查与验收

GB/T19471数字测绘成果质量要求

CH/T1004测绘技术设计规定

CH/Z3017地面三维激光扫描作业技术规程

VDI/VDE2634光学三维测量系统

——第3部分：术语和定义。

关于《馆藏器物类文物三维数据采集技术规范》的术语和

定义进行完整表述。

——第4部分：基本要求。

馆藏器物三维数字化，应通过数字技术手段，采集器物表

面的空间信息和颜色信息，加工制作纹理模型，实现器物的三

维数字再现。

馆藏器物三维数字化的文物安全应符合以下要求：

（1）采用无损数字化技术。

（2）采集设备和实施人员不接触器物。

（3）器物上不增加附加物。

（4）照明灯光不影响器物安全。

——第5部分：前期准备。

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在三维数字化工作开展前，应根据器物本体、保管情况、

数据采集现场踏勘情况等，对本标准规定的数字化技术方法的

适用性、文物安全和是否满足实施要求等进行评估。

应根据采集要求，结合对器物、作业现场的评估。按照CH/T

1004的规定编制数据采集实施方案。

1、数据采集实施方案应包括下列内容：

（1）概述：说明背景、目标、工作内容、工作要求、完成

期限等基本情况。

（2）文物情况：描述器物特点，分析其适用的技术方法，

预估工作难点。

（3）作业依据：说明引用的标准、规范情况。

（4）技术方法：说明将采用的技术思路、作业流程、方法

步骤等。

（5）资源配置：说明配置的仪器设备、软件和人员情况。

（6）施工组织设计：说明组织机构、责任分工、进度安排。

（7）质量控制措施：说明质量管理与控制措施。

（8）安全保障措施：说明对文物、人员、设备、环境等拟

采取的安全保障措施。

（9）提交成果：说明拟提交的成果。

大型或重点器物数据采集工作的实施方案，宜经过相关专

家论证；批准后的方案应严格执行。

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2、应根据实施方案要求，进行以下资源配置：

（1）满足技术指标、适合器物特点的设备和软件。

（2）满足项目实施要求的人力资源。

（3）设备经过检校，人员经过文物保护和三维数据采集的

培训。

——第6部分：数据采集。

1、一般要求

应按最终成果技术指标要求，在计算评估后续工作过程中

技术指标损失的基础上，确定数据采集的技术指标。宜统筹安

排数据采集，减少文物出入库次数，做到一次出库全部采集。

器物出入库以及数据采集，由该器物的管理人员实施。器物在

正式数据采集前宜进行预采集，以确定合适该器物的设备参数

设置；在采集过程中应根据采集情况及时调节设备参数。在采

集过程中为确保采集数据的完整性、准确性而调整器物的放置

位置和姿态，应在确保文物安全的情况下由器物管理人员进行。

采集的数据文件应根据器物名称、藏品号、采集日期、采集序

号等信息统一命名存储；并建立工作台账（见附录表E）。应在

现场对采集数据的完整性、可用性进行及时检查，出现异常情

况，及时采取应对措施。

2、现场布设

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采集场地选址应靠近文物库房，减少文物出库时间。选择

温、湿度等环境条件满足器物存放规定、地面平坦、空间充裕、

无障碍物、电源充足之处作为数据采集场所。搬运通道应地面

平坦，无障碍物。场地内应设置三维扫描区、纹理拍摄区、后

期处理区、人员休息区、藏品临时存放区、信息登记区，应按

任务类别或工序进行现场空间划分，工作空间不应出现交叉。

并标示“采集区域范围、无关人员禁入J等标识。放置文物

的工作平台应平稳牢固，藏品进出通道和操作空间应无障碍物。

应当设置两种扫描装置：

(1)扫描小型文物可采用底盘自动旋转360。方式进行采

集。

(2)扫描大型文物可选择带轨道扫描台，扫描仪围绕中间

藏品进行360。旋转。

3、光环境布置

应遮蔽所有自然光和干扰光源。应采用标准色温的人工光

源。人工光源应采用标准光源，色温5500K±10%。对于光敏

性器物应使用冷光源。在连续拍摄期间，光源亮度差异应＜10%。

光源布置不应导致器物上出现影响拍摄画质的阴影、强反光。

布置的光源应能反映出器物的纹理特点。

——第7部分：数据采集标准。

1、总则

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本标准中数据采集主要为文物三维扫描和720。文物环拍。

2、三维扫描设备标准

（1）扫描仪类型：非接触式三维扫描仪，包含（脚架、立

式测量架、便携式三脚架）采用立式、便携及横杆式测量架可

以扩大扫描范围，对一些文物的死角可以方便的进行数据采集，

其中部分扫描设备标准以及说明参见附录表Ao

（2）扫描方式：非接触方式。

3、三维扫描系统技术标准

（1）扫描速度：单幅测量时间W5秒。

（2）扫描方式：非接触式扫描方式。

（3）拼接方式：系统自动拼接，并监控拼接精度。

（4）采集精度：WO.lmm。

（5）点云数据的噪音控制：W15%。

（6）数据完整性（能否根据扫描面拼合出完整的三维场景）:

能拼合完整三维场景。

（7）拼合后物体的形态误差：WO.lmm。

（8）扫描面对物体外表面覆盖率：290%。

（9）色彩和表面纹理采集参见附录表B。

4、720°环拍相机设备标准

相机设备标准以及说明参见附录表Co

5、720°环拍相机色基标准

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相机色域应设定为范围最大的色域选项。应在拍摄光环境

内进行相机白平衡设置。拍摄器物不少于四视图的标准色卡照

片，色卡紧邻器物且置于各视图正前方，照片中色卡在照片中

的画幅面积占比250%。摄影测量照片拍摄前，应拍摄色卡照

片，进行色差评估。

6、720°环拍数据采集标准

（1）文件格式：由多张JPG图片组成。

（2）文件尺寸：单张图片22000万像素。

（3）合成后的文物三维展示文件大小：N10M。

（4）每个文物用刻度转台和全画幅高清单反相机进行拍摄,

拍摄时保持每两张相邻照片之间的重复区域在50%-60%,俯/

仰视图各1张，水平一圈拍摄24张，每个文物拍摄6圈，共计

146张。

（5）高模数据纹理贴图分辨率应28192*8192。低模数据

纹理贴图分辨率应＞2048*2048。

（6）最终影像拍摄米集完整率应295%。

（7）图像污点（异物映射、高光、镜头污染等）应W3像

素。

（8）色彩均匀性（多张照片之间的色彩一致性）应290%。

（9）贴图边缘要求融合自然、无明显接缝。

第8部分：数据加工。

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1、三维扫描数据加工

应使用扫描仪自身配套软件或通用商业软件，加工三维扫

描采集的点云数据。

2、点云数据加工

点云数据加工应按以下要求处理：应删除多余点，只保留

采集对象的点云数据。数据应降噪，过滤、剔除异常点。宜采

用靶标点、控制点、点云相结合方式进行分块点云拼接配准后

的点云尺寸精度应满足技术指标要求。宜按曲率采样方式进行

点石抽稀，抽稀后的点间距应满足成果技术指标的要求。

3、后期处理标准

数据后期处理标准应按以下要求处理：三维模型的低模精

度为三角面或四边面（三10万面）。三维模型的高模精度为百万

三角面或四边面（2百万面）。材质贴图分辨率：22048*2048。

接缝处理：文物表面色彩纹理无明显接缝。尺寸误差：WO.lmm。

色彩还原：还原为自然光照条件下物体表面色彩。数据输出格

式：3DS、STL、FBX、0BJ等通用三维模型格式,实现与Geomagic、

Polyworks>Imageware等逆向工程软件自由交换数据。

4、数据安全

采用Raid5数据存储技术，为系统提供数据安全保障，提

高磁盘空间利用率。WEB服务器与数据库服务器分离，通过内

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部保留IP连接，保障服务器安全。采用SSL的方式进行通道加

密，确保数据在网络上的传输安全。

——第9部分：藏品数字化数据存档标准。

1、高模数据

模型面数在10。万面以上（三角面或四边面），数据储存大

小应2100MB。

2、低模数据

模型面数在10万面左右（三角面或四边面），数据储存大

小应与1OMB。

六、与有关的现行法律、法规和国家标准的关系

本标准与现行有关法律、法规和政策性文件没有矛盾。

本标准与相关国家标准比对情况：

（一）与GB/T12979《近景摄影测量规范》关系。

该标准主要规定的是近景摄影测量的基本标准和相关采集

的基本要求。而本标准在馆藏文物三维数据采集上借鉴引用国

标GB/T12979的相关规定，同时根据本省实际对馆藏文物三维

数据采集作出细化规定，本标准的重点主要围绕馆藏文物三维

数据采集的基本要求、现场布设、光环境布设以及三维扫描系

统技术，与国家标准的涵盖内容不同。

（二）与GB/T18316《数字测绘成果质量检查与验收》关

系

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该标准主要规定的是数字测绘成果质量检查与验收基本要

求，标准中规定了质量检查及验要求。本标准引用了国标GB/T

18316的规定，并针对本省实际对馆藏文物三维数据采集进行了

细化，主要围绕三维扫描数据加工以及点云数据加工，与国家

标准的涵盖内容不同。

（三）与VDI/VDE2634《光学三维测量系统》关系

该标准主要规定的是光学三维测量系统基本要求，标准中

规定了光学三维测量的设备以及采集要求。本标准引用了

VD1/VDE2634的规定，本标准的重点主要围绕馆藏文物三维数

据采集的三维扫描以及文物环拍要求，与国家标准的涵盖内容

不同。

（四）与CH/Z3017《地面三维激光扫描作业技术规程》关

系

该标准主要规定的是地面三维激光扫描作业技术规程，规

定了基于地面固定站的三维激光扫描作业在技术准备与技术设

计、数据采集等方面的要求。本标准引用了CH/Z3017的规定，

本标准的重点主要围绕馆藏文物数据三维采集本标准的前期准

备以及环境布设，与国家标准的涵盖内容不同。具体情况见附

表lo

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附表1标准内容比对情况

标准条款

标准名称差异性比对

主要内容

1.基本要求1.引用国标GB/T12979规定，针对本省馆藏文物三维数据

2.现场布设采集配置进行了细化。在基本要求的架构设计上借鉴引用国

GB/T12979《近景

3.光环境布设标GB/T12979的相关规定。

摄影测量规范》

4.三维扫描系统2.提出了现场布设、光环境布设要求，以及改进措施实施要

技术求