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在对文物碎块进行数据采集的过程中，为了减少人为因素对其造成的二次损坏，通常采用非接触的方式进行采集。目前，获取物体三维数据模型的方式主要有以下三种：
手工建模即利用MAYA或3D MAX等三维建模软件来获取物体的三维数据模型的过程。虽然该方式获取的三维数据模型较为规则，但其精细程度不够，对美工要求较高，且工作量较大。
该方式需要利用大量的二维图像实现三维模型重建，虽成本较低，但建模效率也低，真实感较差，因此该方法在应用中也受到一定程度的限制。
利用该方式获取三维数据模型快捷、方便，不接触文物即可获取文物表面的几何信息和纹理信息，快速建立文物的三维模型；而且模型准确，能够真实再现具有不规则纹理和凹凸表面的物体。目前，该方法已经被广泛应用于文物复原和虚拟展示领域。
对于出土的兵马俑碎块，由于其形状和表面纹理较为复杂，不能简单地采用三维建模软件进行建模，而利用二维图像进行三维建模的方法也过于复杂和耗时，因此，采集兵马俑碎块三维数据模型的最佳方法就是利用三维激光扫描仪进行获取。加拿大手持式Handyscan3D激光扫描仪是常用的三维数据模型获取工具，该扫描仪具有体积较小、携带方便等优点，扫描分辨率较高。在使用该扫描仪之前，需要在被扫描的兵马俑碎块上粘贴一定密度的定位靶，如图2-1所示，然后通过捕捉定位靶的反射实现相对定位。
图2-1 定位靶
资料来源：西北大学可视化技术研究所（2015）。
此外，该扫描仪还自带建模软件，可以实时获取碎块表面上任意点的坐标，同时生成被测碎块的多边形网状结构，并在屏幕上显示兵马俑碎块的三维重建影像。使用该扫描仪对碎块扫描完成后，即可输出obj、stl、ply、3ds或wip等多种格式的文件。此外，该扫描仪还自带照相功能，可以获取被测碎块的纹理信息，为后期基于表面纹理特征的碎块分类提供良好的数据基础。
以兵马俑的一个俑头部碎块为例，采用Handyscan3D激光扫描仪获取的三维数据模型如图2-2所示，其中，图2-2（a）为俑头部的点云数据模型，图2-2（b）为俑头部的三角网格数据模型，图2-2（c）为俑头部的实体模型。
图2-2 俑头部的三维数据模型
资料来源：西北大学可视化技术研究所（2015）。
通常，对碎块的一次扫描并不能获取碎块的完整数据信息，因此，需要对同一碎块进行不同角度的多次扫描，并将多次扫描得到的三维数据模型进行配准，才能得到碎块的完整数据信息。