歷史建筑是文化遺產(chǎn)的重要組成部分。保護(hù)歷史建筑，使寶貴的文化遺產(chǎn)代代傳承任重而道遠(yuǎn)。而通過修復(fù)技術(shù)可以再現(xiàn)歷史底蘊。修復(fù)是指通過修補或重建受損或缺失的部分，使建筑物恢復(fù)

原狀的過程。而 3D 掃描技術(shù)強大的數(shù)據(jù)收集功能對于歷經(jīng)數(shù)百年滄桑的古建筑的修復(fù)工作而言無疑提供了便利。

我們的目標(biāo)——重現(xiàn)591年的歷史

我們最近的一個項目位于德國布倫瑞克市最古老的地區(qū)Magniviertel。坐落于該地區(qū)的一座半木結(jié)構(gòu)（桁架）房屋的修復(fù)工作已持續(xù)數(shù)年。修復(fù)工作的重點是保留其中的一根木梁，這根木梁是這個

房屋的關(guān)鍵所在，上面刻有MCCCCXXXII字樣。

正是這根木梁印證了這座建于1432年的半木結(jié)構(gòu)房屋的悠久歷史。房屋屋主Christoph Borek、畢業(yè)于建筑修復(fù)專業(yè)的Julia K?hler以及建筑歷史學(xué)家Elmar Arnhold對于這座房屋的修復(fù)十分重視，

期望盡可能保留完整性的同時還原建筑最原始的風(fēng)貌。如果能夠達(dá)成期望，就可以一睹歷史建筑風(fēng)采。

圖1：修復(fù)前的建筑

圖2：刻有MCCCCXXXII字樣的木梁

“團結(jié)協(xié)作”助力掃描任務(wù)

想要順利開展該項目，我們需要透徹了解建筑的原始設(shè)計、使用的材料和施工方法，并利用3D掃描技術(shù)進(jìn)行必要的數(shù)字化處理。為了聯(lián)合多方力量，我們組建了一支修復(fù)團隊，匯集了多位熟練掌握

蔡司硬件和軟件、具備多年3D掃描專業(yè)經(jīng)驗以及充分了解建筑學(xué)知識的人員。

為了順利進(jìn)行建筑修復(fù)工作，需要創(chuàng)建木梁的數(shù)字副本。為此，我們選擇了便攜式手持3D掃描解決方案產(chǎn)品ZEISS T-SCAN hawk 2。該產(chǎn)品不僅可以收集掃描對象的數(shù)據(jù)，還能將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字孿生

存儲在檢測軟件中。隨后利用收集到的3D數(shù)據(jù)確定木梁的當(dāng)前狀況。

生成的掃描結(jié)果將顯示正向偏差，映射出磨損部分和可能存在的缺陷。然后通過數(shù)字化技術(shù)從反轉(zhuǎn)偏差方向進(jìn)行補償。通過這種方法，我們可以還原橫梁的原始狀態(tài)。

便攜式3D掃描解決方案——您的不二之選

3D掃描可以精確且準(zhǔn)確地再現(xiàn)歷史建筑的原始設(shè)計。這項技術(shù)可以捕捉到傳統(tǒng)技術(shù)難以記錄的復(fù)雜細(xì)節(jié)和測量數(shù)據(jù)。修復(fù)人員可以通過3D掃描創(chuàng)建一個詳細(xì)的建筑模型，從各個角度對其進(jìn)行研究

和分析，從而更好地了解建筑物原始形態(tài)和構(gòu)造。

借助3D掃描開展修復(fù)工作的主要好處在于，它可以幫助修復(fù)人員識別和分析任何結(jié)構(gòu)損壞或老化的情況。通過掃描建筑物，即可確定損壞或磨損的區(qū)域。此外，3D掃描還能幫助修復(fù)人員精準(zhǔn)定位

建筑物任何缺失或損壞的部分。借助這些信息，精確復(fù)刻缺失的部分，幫助恢復(fù)建筑物的原貌。3D掃描的另一個好處是可以幫助規(guī)劃和執(zhí)行修復(fù)過程。利用詳細(xì)的建筑數(shù)字模型，根據(jù)原始設(shè)計和

施工方法制定修復(fù)計劃。確保修復(fù)工作采用適當(dāng)?shù)牟牧?，忠實于建筑的原始形態(tài)和風(fēng)格。

我們已經(jīng)明確了使用光學(xué)3D掃描技術(shù)的優(yōu)點，接下來我們來詳細(xì)了解現(xiàn)場3D掃描過程。

01準(zhǔn)備工作

準(zhǔn)備工作簡單快捷。首先，我們必須確保收集到的數(shù)據(jù)可相互參照，從而形成一個完整的3D模型。在這一步準(zhǔn)備步驟中，我們在相關(guān)工件上應(yīng)用了參考點，避免對木梁的質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響，并且

參考點能輕松粘附在木材上。隨后通過電源傳輸集線器將激光掃描儀與筆記本電腦連接即可。

完成這些準(zhǔn)備工作，我們就可以開始掃描啦！

02 3D掃描儀ZEISS T-SCAN hawk 2的現(xiàn)場使用

即使現(xiàn)場條件并不理想也無需擔(dān)心，ZEISS T-SCAN hawk 2可適應(yīng)各種使用環(huán)境。

手持式設(shè)計讓使用者能在檢測現(xiàn)場靈活使用該系統(tǒng)。由于檢測空間狹窄以及施工現(xiàn)場環(huán)境較差，三腳架式系統(tǒng)的適用范圍十分有限。而ZEISS T-SCAN hawk 2無懼惡劣的環(huán)境條件挑戰(zhàn)，甚至能對

測量過程中的移動進(jìn)行補償處理。得益于掃描儀的多激光線和單激光線等多種功能，即使在5米高處，也可快速精確地對木梁的表面和銘文進(jìn)行測量。

向大家透露一個秘密！如果現(xiàn)場無可用電源，還可以用電池為系統(tǒng)供電執(zhí)行測量任務(wù)。

03數(shù)據(jù)評估

僅需幾分鐘，ZEISS Quality Suite的檢測軟件即可顯示第一批數(shù)據(jù)，并快速獲取木制工件精確的網(wǎng)格圖，甚至當(dāng)場生成詳細(xì)的STL數(shù)據(jù)，展示工件的實際狀況和磨損情況。木結(jié)構(gòu)技術(shù)人員需要借助

這些數(shù)據(jù)進(jìn)行3D銑削輪廓修改，補充磨損。

圖3：檢測軟件中的木梁3D網(wǎng)格圖

04收尾工序

為了與建筑物原始形態(tài)完美契合，先用塑料銑削橫梁。用鐵制刻刀等工具調(diào)整木制填補物，以適應(yīng)塑料橫梁上的缺失部分。然后將這些填補物粘合，用鏍釘固定在原始木梁上。

圖4：銑削塑料橫梁上的木制填補物

圖5：原始木梁上的木制填補物