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考古資料數位化工作流程指南

Tags: , , , , 發表: 2010-06-01, 點閱: 37,290 , 加入收藏櫃 , 列印 列印 , 轉寄 轉寄

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肆、物件數位化程序

 

以下將以考古遺物攝影數位化工作流程為例,分為2D文物拍攝與3D環物攝影兩種數位方式,其程序包含場地器材準備、文物拍攝、色彩管理、後製處理、檔案儲存等步驟。但本指南僅做為拍攝操作工作的流程參考,不包括美學的詮釋部分,若有需求可請教相關專業領域專家。

 

一、攝影場地規劃

 

正式物件拍攝前,需對攝影場地進行規劃,選擇合適的拍攝地點以利器材布置和拍攝工作的進行。主要以去除影響拍攝品質的因素,增加攝影工作成功的順利,下列有幾個原則需注意:

 

(一) 場地的空間不宜狹小,至少能容納得下拍攝台、燈光、相機、電腦、工作台以及工作人員的活動空間。整體空間儘可能加大,不僅有利工作人員工作動線順暢,也避免破壞原物件的風險。加上如果拍攝大型物件,還需考慮景深等效果的呈現,需要較大的空間以利攝影器材遠近的移動與物件擺放等問題。

 

(二) 為了避免外在光線的產生,造成影像品質不佳,拍攝地點儘可能選在全黑環境下以打光進行。若工作地點有窗戶,則應裝置遮光布或不透光的厚紙板以阻擋光線。

 

(三) 拍攝地點的選擇也需顧及文物的安全性,盡量縮短物件的搬運移動距離,妥善規劃文物搬運的動線。攝影工作室最好遠離震動來源,以避免影像模糊不清,例如馬路、火車、行人走動等等。

 

(四) 攝影工作室的佈置,牆壁顏色最好是灰色,其次是白色或黑色。顏色選擇的要點在於避免色染影響到色彩管理的進行,因為攝影時所用的燈光會照射在牆壁上而造成反光,進而影響到影像的品質。

 

二、拍攝器材準備

 

「工欲善其事,必先利其器」,欲求數位內容產出的品質良好且穩定,在拍攝前的器材準備也是很重要的一環。以下針對攝影台、燈具、相機等器材的準備重點稍作介紹。

 

(一) 拍攝台

 

拍攝台上除了需考量物件的大小之外,背景紙的選擇也相當重要。擺設器物之前,先使用刷子將拍攝台上的灰塵清除,若無法清除或已經污損,便需更換背景紙。拍攝背景紙一般都是選用灰、白、黑等素色為主,其中的灰色屬於中性顏色,又以18%標準灰為佳,較適合與任何色彩的物件搭配,並易於色彩管理及未來出版的應用。但仍得注意物件與背景紙的顏色不宜過於相近,例如物件本身的顏色為淺色,則可選用黑色或灰色背景紙;若物件本身的顏色為深色,則可選用白色背景紙。

 

(二)燈具

 

攝影燈主要有冷光燈與閃光燈2種,冷光燈雖然可以維持標準色(5000K-6000K),且對於文物的傷害較小,但所拍攝的結果不及閃光燈的成像來得有立體感。進行2D數位攝影前,首先就是開啟攝影用燈光系統、電腦進行暖機。一般來說,大約都是等待20~30分鐘之後,才開始拍攝作業。

 

(三)相機

 

1.為確保相機保持水平穩固,需以腳架固定,並利用水平儀輔助測量,調整相機與被攝物的角度。此外,亦需注意文物是否與相機平行,並確保攝影物完整入鏡。

 

2.為了避免攝影燈光反射到鏡頭內,讓影像產生光點,可以加裝遮光罩。

 

3.相機架設同時需與作業電腦連線,並進行相關軟體的設定。(相機相關設備可參閱第七章)

 

(四)色彩校正

 

為了讓拍攝後的影像色彩能正確地呈現,作業用的螢幕、相機、印表機等都必須先做色彩校正。

 

1.螢幕色彩校正:在進行校正前需將螢幕開啟暖機三十分鐘,且螢幕最好加裝遮光罩,避免受到非顯示器光源的影響,使色彩校正的準確度降低。校正方法可以利用Adobe Photoshop附加的Adobe Gamma,或是Apple MAC電腦的ColorSync進行螢幕調校。以及色彩量測儀器配合色彩管理軟體產生色彩描述檔。

 

2.數位相機色彩校正:將色彩校對卡放置在光源穩定的拍攝環境下,以相機拍攝校正卡後,啟動電腦校色軟體進行運算,並產出色彩描述檔。一旦光源有所變動,便需製作不同的色彩描述檔。

 

(五)其他:電腦工作台、物件清潔工具、文物拍攝清冊等。

 

三、2D文物拍攝

 

(一)提件

依數位化需求挑選物件,並依不同物件的數位化工作形式,進行合適的標本選樣。每個單位的提取文物規定不一,通常的情況都會請工作人員填寫提借單,可作為藏品出入收藏處的證明,以便典藏單位的管控。

 

 

(二)擺設遺物

需典藏單位人員將文物擺置於拍攝台上,並確認拍攝角度及拍攝多少面,遺物上如有灰塵,必要時可用吹氣球的方式除去。

 

 

(三)放置色票及尺規

為進行色彩校正,將色票置於拍攝台上的適當位置。放置色票有兩種作用,其一是做白平衡或灰平衡,其二是做ICC Profile,理想狀態是燈光的角度、數量或種類改變就需要重新再校正。

 

 

(四)佈光

移動兩側的腳架燈光,和天花板的另一盞燈,以調整適當的光線。通常不一定會用到三盞燈,可能是一盞或兩盞,視攝影師構圖佈光需求而定。

 

 

(五)對焦

使用對焦鏡對準物件調整焦距,使其呈現最清楚的狀態。

 

 

(六)試拍

燈光調整後,先以相機試拍一張,目的是檢查文物擺設位置是否在中心點上,以及佈光構圖是否為執行單位所想要的效果。

 

 

(七)進行拍攝

待一切都設定調整完成之後,正式進行拍攝工作。

 

 

(八)檢驗影像品質

拍攝完成後,使用Photoshop開啟圖檔,檢查影像成果是否達到品質上的要求標準,有問題則直接重拍。必要時得進行修圖工作,例如數位攝影檔案較不清晰銳利,所以須透過軟體修正。

 

 

(九)存檔與備份

將拍攝完成的影像檔案儲存於磁碟陣列,待拍攝至一定數量後,便上傳至另一資料儲存中心進行備份,以收異地備援之效。上傳完畢後需比對兩端之圖檔大小、檔名是否一致並抽樣檢查是否上傳成功,以防網路傳輸之錯誤。

 

四、3D環物攝影

 

(一) 上述所提及的數位化方式,主要是以平面攝影為主,因考古遺物的立體物件也為數不少,所以可利用3D環物攝影影像來增強詮釋整個物件的完整樣貌。以中央研究院歷史語言所考古學門的數位典藏計畫為例,其與洪一平教授、臺灣愛迪斯通科技公司以及日本TEXNAI株式會社合作的3D數位環物影像製作,亦有部分自行拍攝,自行拍攝流程包括兩大部分:一、器物拍攝,二、後製合成。設備的基本需求有:

 

1. 器物拍攝—

 

(1)AutoQTVR環物攝影裝置:器物旋轉盤(360 度水平旋轉器物角度)、旋轉攝影臂(控制器物旋轉裝置及垂直相機旋臂之轉動)、馬達等。(如圖4-1)

 

(2)數位相機:高階單眼數位相機。

 

(3)燈光設備:螢光燈與無影罩。

 

(4)背景布幕:黑色背景紙和背景支架。

 

(5)電腦配備:Windows 2000/XP、Petium4 2.0G HZ以上、512MB RAM以上、64M RAM32bit顯示卡、80GB硬碟以上、Firewire(IEEE1394)連接埠、USB連接埠、15吋以上顯示器。

 

(6)軟體部分:AutoQTVR自動控制軟體。

 

表4-1 AutoQTVR環物攝影裝置

器物旋轉盤

旋轉攝影臂

器物尺寸範圍

硬體控制介面

器物重量限制

旋轉器重量

旋轉器

尺寸

馬達

全部系統

伸縮支柱高度(50~100cm)

垂直旋轉半徑(90~110cm)

20~75(H)x20~80(W)

RS-232C

約60kg

約80kg

110Vx2A

180(D)x250(H)x60(W)

步進馬達

含照明裝置約5KW

旋轉範圍(0~360度)

旋轉臂長度(80~100cm)

旋轉台直徑{5~15(標準)~60cm}

旋轉範圍(+90度~-30度)

資料來源:中研院史語所數位知識總體經營計畫分支一:考古發掘遺物、照片、記錄與檔案

 

2. 後製合成—

 

(1) 電腦配備:Windows 2000/XP、Petium4 2.0G HZ以上、512MB RAM以上、64M RAM32bit顯示卡、80GB硬碟以上、Firewire(IEEE1394)連接埠、USB連接埠、15吋以上顯示器。

 

(2) 軟體部分:VR Tool Box(合成最終的環物影像軟體)、Quick Time(製作Quick Time VR之檔案格式軟體)、Photoshop(影像去背等後製處理)、網路瀏覽器(檢視上線後之成果,需同時安裝Quick Time)。

 

 

 

圖4-1:設備組件有:數位相機、機械手臂、旋轉盤及手動把手、電動旋轉盤

資料來源:中研院史語所數位知識總體經營計畫分支一:考古發掘遺物、照片、記錄與檔案

 

 

圖4-2 器物攝影裝置

資料來源:中研院史語所數位知識總體經營計畫分支一:考古發掘遺物、照片、記錄與檔案

 

(二)3D環物製作流程:

 

1. 器物拍攝

 

(1) 測量位置、佈置拍攝台

 

A.以捲尺放在物體旋轉盤上,測量中心點位置,並調整相機位置以對準被拍攝器物的中心位置。

 

B.在放置以及拍攝器物的過程中,需考慮其安全性。尤其是旋轉盤移動時,器物的穩固及平穩性,需利用輔助工具協助固定,例如:保麗龍、黑色絨布、透明壓克力支撐架,以及放置地面的泡棉(為方便事後去背工作,白色泡棉皆需以黑布覆蓋)。

 

(2)擺放器物

 

A.待周邊保護措施完成後,工作人員從放置器物車內取出要拍攝之器物到物體旋轉盤上。

 

B.在器物放置過程中開始測量器物之水平、垂直及中心點位置。典藏人員負責移動器物位置,攝影師則做測量動作。(一攝影師負責做測量動作,另一位負責操作電腦,使用軟體以互相配合)

 

(3)試拍

 

測量者先以肉眼目測移動器物,再以相機試拍一張,試拍後,由電腦上利用Object Master 軟體的水平及垂直線功能來測量物體是否落於中心點上。

 

(4)調整位置

 

A.還需利用旋轉式拍攝架的位置來測量不同角度,看器物是否落在中心點拍攝位置,同時測試相機上升時是否會碰撞到物體或擋到燈光。

 

B.每個器物大小皆不同,因此拍攝位置亦不相同,有時需以捲尺測量高度是否正確。

 

(5) 調整燈光

待一切測量位置皆完成後,攝影師調整燈光及燈箱位置,以顯示物體之立體感與質感,並注意避免拍攝過程中被機械臂碰觸或遮擋。

 

(6) 放置色票

將色票放置拍攝器物前,先拍攝一張有包含色票的器物照,以此作為日後如需調整器物顏色之依據。

 

(7)再次試拍

另一攝影師透過電腦螢幕觀察打光顏色是否適當,如燈光不合適,另一攝影師再做燈光位置的調整,調整後再做一次試拍動作,直到確定器物顏色接近正確為止。

 

(8)拍攝器物

 

A.所有拍攝前準備動作一切就緒,操縱電腦之攝影師使用軟體功能開始設定要拍攝之角度、面數,設定好之後按下「開始拍攝」,此時相機、旋轉拍攝架自動開始移動做拍攝動作。

 

B.如拍攝過程中,拍攝軟體偵測到拍攝不當,旋轉盤自動會轉回原來位置,重新再拍一次。

 

C.在器物拍攝過程中,要避免製造不必要的晃動或走動,因為輕微震動可能就會影響到燈光及器物的拍攝。

 

(9)置換器物

 

A.待拍攝動作結束後,由典藏人員將器物取下,放回器物運輸車上,再換另一件進行拍攝。

 

B.一件若以360張計算,需費時約2個小時,一天的拍攝量大約為3-4件。

 

2.後製合成

 

拍攝完成的器物,除了可供單機瀏覽外,為了在網路上也能方便瀏覽數位化的藏品全貌,拍攝完一件器物的多面影像,還需要後製軟體加以合成可以立體播放的影像。主要的3D影像製作流程如下:

 

(1) 將影像於Photoshop中,以遮罩方式去背(去背完成才能有效銜接組合),並存成TIFF檔。

圖4-3 以Photoshop進行去背動作

資料來源:中研院史語所數位知識總體經營計畫分支一:考古發掘遺物、照片、記錄與檔案

 

(2)以VR Tool Box將影像合成並輸出成Quick Time VR檔案格式(需衡量網路頻寬設定檔案尺寸)。

 

圖4-4、影像合成

資料來源:中研院史語所數位知識總體經營計畫分支一:考古發掘遺物、照片、記錄與檔案

 

(3)以瀏覽器檢視輸出影像是否正確。

 

圖4-5、檢視影像成果

資料來源:中研院史語所數位知識總體經營計畫分支一:考古發掘遺物、照片、記錄與檔案

 

若計畫單位經費有限,數位化的立體物件也比較輕小的,可考慮購買手動環物轉盤與合成軟體。搭配原有的數位相機、燈光腳架等設備,也能在水平的面向,用手動的方式,以固定的角度拍攝數張2D照片,組成3D影像。圖例4-6、4-7為長榮大學所執行的「屏東縣排灣群諸族傳統藝術文物數位典藏計畫」,其進行的立體器物3D環物攝影的設備參考。[13]

 

 

圖4-6 手動環物轉盤

資料來源:「屏東縣排灣群諸族傳統藝術文物數位典藏計畫」工作流程

 

圖4-7、立體器物3D環物攝影

資料來源:「屏東縣排灣群諸族傳統藝術文物數位典藏計畫」工作流程

 

(三)其他—製作3D復原模型

 

發掘出土的考古遺物多為出土即是殘破的碎片或不完整的器物,將這些遺物以3D技術加以虛擬復原,不僅是數位典藏技術的另一種方式,藉由科技技術可以獲得全貌資訊,有助於進一步的學術研究。以自然科學博物館考古學門為例,依數位典藏需要,選擇具有研究價值的陶片、瓷器,進行3D模型的復原工作。先將局部的殘陶片、或瓷片,於3D MAYA專業動畫軟體中建立各種曲線模型製作。(圖4-8)

 

1.JPG

  圖4-8、 曲線模型製作

資料來源:國立自然科學博物館人類學組考古學門

 

 

接著,比對實物之殘陶片、瓷片,進行各種角度的修整。

 

2.JPG

 圖4-9、器物的各角度修整

資料來源:國立自然科學博物館人類學組考古學門

 

 

另外,若有特殊的紋飾也一併模擬建構起來。

 

3.JPG

 圖4-10、模擬建構紋飾

資料來源:國立自然科學博物館人類學組考古學門

 

 

最後,比照3D外觀模型所建構的全貌,輸出紙本樣之後存檔,以便於日後匯入典藏管理系統提供多媒體教學、研究之用。

 

4.JPG

圖4-11、輸出樣本

資料來源:國立自然科學博物館人類學組考古學門

 

 

 


< 返回目錄 >

 

 

[13] 陳秀華、蔡幸真、高鈺茹,《瓷器數位化工作流程指南》,數位典藏與數位學習國家型科技計畫 拓展台灣數位典藏計畫,2009年3月,頁35。









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