古籍文献三维数字模型库系统的研究与设计

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1、古籍文献三维数字模型库系统的研究与设计摘要：利用信息技术进行文献数字化保护是保存与利用民族文献遗产的重要手段。本文以虚拟现实技术为基础，结合图书馆的古籍文献特点及应用情况，构建古籍文献三维数字模型库系统，并对该系统的优势，及实现该系统所涉及的关键技术作以探讨。该方法为古籍文献保存和利用提供了新的思路。关键词：古籍文献三维数字模型库虚拟现实中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1007-9416（2014）05-0071-0210国家图书馆古籍书库文献丰富，有很高的文化价值和历史内涵，为研究人类文明和科技发展提供了可

2、靠的历史凭证。古籍文献实现文化的传承、积累，对于人类文明的发展有重要的意义。传统的文献保管要考虑文献制成的材质耐久性，及温度、湿度、大气污染，有害光线、微生物、昆虫等外界条件对文献的损毁。据有关专家测算，善本古籍手工阅读一次，其寿命将减少30年左右。文献保护与开发利用之间的矛盾也日益突出，从文献保护的角度而言，“少看”仍然是最佳的方式。古籍数字化作为保护与传承珍贵古籍的重要手段之一，可以真实清晰地反映古籍原貌[1]。尤其是当进入数字虚拟时代，数字时代的新技术“虚拟现实”是文物保护和展示技术之一。虚拟现实（VirtualRe

3、ality）是目前国内外科技界关注的一大热点，虚拟现实技术是一种综合应用各种技术构造逼真的人工模拟环境，并能有效地模拟人在自然环境中的各种感知行为的高级人机交互技术，具有多感知性、沉浸性、交互性和想象力的特征，其中三维立体成像与交互性的配合是它相较于传统的数字影音、网站等信息传递平台的最大优势[2]。将古籍文献仿真地建立在计算机中，构建古籍数字模型库，无论是艺术欣赏还是研究分析都可通过互联网从数字模型库中调用资源。数字模型还可以为文物考古、历史研究提供重要参考。目前“虚拟现实”技术正朝着更加强调参与性和体验感的层面发展，综

4、合了音频、视频和逐步解说向导，在保护文物的同时为使用者提供一种全新的体验，故而，研究通过建立数字模型库系统对古籍文献进行保护的方法对古籍文献数字化保护具有重要意义，同时对各类的古籍数字化保护也具有借鉴意义。1建立数字化模型库之优势分析古籍文献资源库建设是古籍保护与利用工作的方向[3]。对古籍进行数字化建模，通过将大量的图片、文字信息和三维模型（3D10model）等数字化资料汇集存储，建立数字模型库，生成一个文献档案，既实现了文献资源共享、提高了文献利用率，又利于文献内容的优化保存。带有三维信息的模型库在一定程度上再现了文

5、物的原貌，利于启发和扩展学者研究的广度与深度。1.1数字模型库利于在互联网时代信息资源共享建立图书馆古籍文献数字模型库，将会使文献信息在互联网平台上大大提高利用率，提高人们对古籍文献的认知程度。以网络技术为平台，以浏览器-服务器（B/S）结构构建系统，不同的应用系统可以通过接口调用数字模型库中的资源，如图1所示。结合虚拟现实技术建立三维场景虚拟漫游系统虚拟展馆，让用户身临其境的再博物馆中欣赏古籍；用网页制作软件及JSP技术制作动态可交互的三维模型网站；通过特定的网络用户界面调用数字模型库中的资源，可以让进入的用户方便快速的

6、访问到所要展示的三维古籍，利用鼠标和键盘等简单的设备就可以完成古籍全方位的浏览，对三维模型的旋转、平移、放大、及缩小等实时交互操作。古籍数字模型库可以广泛长期反复利用，互联网中已建立的B/S结构的文物遗产系统可以再扩展，将三维古籍文献添加进来，用网页链接加载资源包这种简单的方式把图书馆3D文献资源展示出来。数字模型库加大了信息资源的共享程度，更好的体现了珍稀古代文献的价值。1.2数字模型库提高了古籍文献利用率10检索文献显示三维模型提供更多的有效信息，方便研究者的引用，三维模型极大地启发和扩展其研究的广度与深度。对甲骨建立

7、三维模型还原原型将弥补拓片不足，更清晰展现甲骨文信息方便学者研究和临摹书写。用户检索文献后先获取简单的文字信息，确定使用后，点击相关链接从数字模型库中调用该文献的虚拟三维仿真页面，用户可以交互性的360度观看甲骨文文献，以及放大视角仔细观察，将长期被束之高阁的珍稀古籍更好的展现，大大的方便了读者的研究工作，提高了古籍文献的利用率。2数字化模型库的实现方法2.1三维建模模型是三维模型库系统的基础，三维建模是涉及摄影测量与遥感、计算机视觉、计算机图形学和模式识别等领域的一个热点问题[4]。目前三维模型按细度区分有如下方法。（1

8、）适于数据分析的高精度模型。通过三维扫描仪来获取物体所有数据信息。测绘遥感技术，以毫米的精度虚拟在电脑里，武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室李德仁院士在数字敦煌项目中谈到“进入上世纪90年代后，我们测绘的精度大大提高，达到毫米级甚至微米级，这才为数字考古奠定了基础。”10为了实现精确目标，研究人员在