選擇好掃描點位，按下確定，三維掃描儀便開始工作。 

    守護小公園

    在《汕頭經濟特區小公園開埠區保護規劃》的草案在7月份公示之後，近來，小公園開埠區動作頻繁。在8月中旬於西堤路啟動修繕試點後，金平區人民政府在小公園開埠區的工作於近日又有新進展：委托一家科技公司進行的小公園開埠區沿街建築三維掃描工作已告一段落，完成了“三環三線”的沿街建築掃描。

    無獨有偶，同樣在近期由汕頭市城鄉規劃局公示的汕頭第一批歷史建築名單中的17處歷史建築，也於近日啟動了歷史建築的測繪及三維掃描工作，將對歷史建築的室內外進行三維掃描。

    究竟三維掃描是一種什麼樣的技術，對於小公園開埠區的保護有著什麼樣的意義？

    前沿技術讓小公園留下數據

    記者從金平區人民政府了解到，小公園開埠區三維掃描工作作為整體修繕的前期工作，已經開始近一個月，其中包括了用時十余天的沿“升平路—國平路—民族路—外馬路（以及國平路的延伸，包括舊公園前路、同平路、五福路）”“居平路—至平路—永平路—外馬路（包括商平路）”“西堤路—永泰路—海平路—鎮邦路”3個小公園開埠區的閉環沿街架設三維激光掃描儀並進行三維掃描以及後期的數據處理。目前，掃描得到的數據已經初步完成數據采集及合並工作，形成街景圖。“這次掃描的長度約6000米，其中，2400米左右為有效數據，能夠保持在0.2毫米的精度范圍內。”從事三維掃描的工作人員表示。

    據該工作人員介紹，三維激光掃描儀是一種精密的測量設備，可獲取照片般逼真的彩色三維點雲。其工作原理是將低能量激光束射到高速旋轉的光學反光鏡的中心。該光學鏡將使激光折射到掃描儀周圍的物體上，之後將反射回的光收集，並通過相位差來計算距離，精度為毫米級，每秒鐘可以獲得100萬三維點坐標。其捕捉的三維掃描數據經過後處理可被輕松地導入常用的三維軟件和專業軟件中，常用於古建築保護、沉降監測、交通事故重現、工業制造等。

    或許很多人對於這種誕生於上世紀末的技術仍較為陌生，那麼通過一個例子可進一步了解。自2002年起，故宮博物館開始對院內古建築進行大規模整體維修。因為有“不改變文物原狀”這一原則在前，所以在修繕前記錄下古建築原貌便顯得尤為重要。

    在一般人的認知中，以圖片的形式多角度細致記錄下一處古建築的樣貌便可，但一來照片無法顯示出具體的數據，雖然可以通過測量的方式得到數據，但在細部難以保證准確，比如屋頂曲線角度，有較大局限性；二來因為攝影是利用透視原理成像，會有“近大遠小”的透視問題，難以客觀放映古建築的原貌。

    這時候，三維掃描技術開始登場，以一種矢量的方式來記錄下故宮這裡的古建築原貌。

工作人員展示由點雲構成的三維圖像。 

    從2004年5月開始，故宮博物院“古建築數字化測量技術研究項目組”應用三維激光掃描技術先後對太和殿、太和門、神武門、慈寧宮和壽康宮院落等重要古代建築進行了完整的三維數據采集，並在大量實踐基礎上深入研究了處理三維數據的核心理論與方法。此後，敦煌博物館也采用該項技術進行數據采集。

    據介紹，在國內，這項技術因為成本昂貴以及從業人員較少，在運用上仍然不廣，更多地用於單棟文物的保護。可以說，對小公園開埠區進行三維掃描，是將這裡視為文物進行對待。

    簡單高效地獲取建築數據

    小公園是海內外潮人的精神家園，這也是政府首次組織進行的沿街建築數據記錄。

    據記者從汕頭市城鄉規劃局了解到，在此之前，因為規劃中不需要用到相關的數據，小公園片區從未對建築立面進行過測繪掃描。如果是出自文物保護需要，相關單位才會對單棟文物進行測繪。

    拋開規劃的需求不講，以傳統方式測繪一座古建築所需的時間和人力較為巨大。

    在傳統測繪古建築的例子上，較有名的應屬著名建築學家梁思成測繪應縣木塔。相傳這座67.31米高的木塔，足足花了梁思成及其同事六天的時間進行細致測量。

    “如果運用三維掃描技術對應縣木塔進行測繪的話，只需幾分鐘就能完成。因為三維激光掃描儀可以將300米范圍內可見物體的形狀進行捕捉。而且因為現在一般運用的三維掃描精度為毫米級，所以可以獲取建築的高精度的三維數字模型。不過需要在後期的數據處理上花較多時間。”工作人員介紹道。

    在歷史建築的三維掃描現場，記者看到工作人員架起一台三維激光掃描儀，按下按鈕，掃描儀便會自動對周圍進行全方位掃描，只需要補充掃描多幾個不同的角度，便可以得到完整的點雲數據。

    工作人員介紹道：“掃描獲取的三維點雲數據可以重構一個完整的原有建築。可滿足客戶在未來提出的新需求，而不必再次現場測繪。而傳統測繪獲得的僅是二維的零散的數據，需要再次到現場測繪，才可以獲取所需的數據。”據介紹，由於時間成本的降低，人力成本的減少，帶來了施工進度的加快，資本積壓時間的縮短，所以利用三維激光掃描服務的整體成本比傳統測繪要低30%—40%。

    而且，目前在汕頭小公園片區，存在不少危房，如果采用傳統測繪方式，需要人員靠近建築物，這很可能會導致生命危險，也可能對建築物造成損害。而利用三維激光掃描技術的無觸碰特性，技術人員只需在安全的地帶進行操作，就可以獲得所需的數據。

山水社成員正對小公園建築進行測量。 

    未來：數據具有多種開發的可能

    目前，在小公園三維掃描得到的結果是上百G的原始數據。這些以點雲構成的數據能夠形成什麼？

    “作為一種客觀的記錄，數據可以有多種呈現的可能性，如果施工單位有需要的話，我們可以將這些點雲數據處理成施工所需的二維圖紙，也可以做成三維展示所需要的三維模型。”從事測繪的工作人員告訴記者。

    時下正火熱的VR技術，也能通過這些數據的開發進行配合展示。

    據介紹，在條件和資金允許的情況下，更可以依靠這些數據來復原汕頭小公園初建時的風貌，利用虛擬現實技術來呈現，讓訪問者穿越時空，回到1930年代，走過當時西洋風格的街道與建築，親歷汕頭當年特色的繁華商業區，體驗最純粹的獨特商業文化。開發三維虛擬現實的汕頭VR平台，把政府、市民、商家和潮汕文化緊密聯系在一起，形成一個多元素多功能有活力又好玩的平台。

    此外，通過虛擬修繕來感知修繕效果也是這些數據開發的可能性之一。

    “依靠這些數據，利用混合現實技術，把汕頭小公園重新開發後擬建的建築疊加在現實街景上，讓有關部門、專家和廣大市民能夠提前直觀地看到開發後的情況，從而能夠獲得從政府到市民到專業人士的廣泛的意見和一致的認可。”該工作人員表示。

    接下來，小公園開埠區的三維掃描工作還將繼續開展。