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在文物虚拟复原工作中，只要获取了文物碎块的三维数据模型并预处理后，便可进行碎块匹配拼接工作。碎块匹配主要包含三个阶段，即碎块分类、断裂面提取以及断裂面匹配，其中碎块分类和断裂面提取是碎块匹配的前提，正确的分类和断裂面提取可以有效地提高碎块匹配的精度和速度。
兵马俑是一种较为复杂的文物模型，人俑不仅具有人形结构，而且具有不同的服饰、头冠和姿态等，不同类型人俑如图1-3所示。
图1-3 不同姿态和类型的人俑
资料来源：西北大学可视化技术研究所（2015）。
要实现大量兵马俑碎块的自动匹配复原，首先需要确定碎块所属的部位类别，也就是对碎块按照人俑的身体部位进行分类，然后再在部位内拼接复原，可以大大提高碎块匹配的速度。这里主要针对人俑中的兵俑碎块进行分类，通常按照身体部位将兵俑碎块划分为5大类，即头部碎块、躯干碎块、裙摆碎块、上肢碎块和下肢碎块。
目前，对厚度不计碎片的匹配研究较多，大多通过碎片表面的纹理信息或断裂处轮廓线信息进行匹配。而对兵马俑类厚度不可忽略的文物碎块的匹配，很多碎块的表面纹理或颜色信息不明显，因此，借助其断裂面的几何信息进行匹配，是一种行之有效的方法。在碎块匹配前，需要提取出其断裂面。由于碎块的断裂面大多较原始表面粗糙，因此要采用一定的分割算法对碎块外表面进行分割，将其分割成多张曲面，然后对曲面的法矢扰动进行计算，依此来判断其粗糙程度，并根据粗糙程度识别出断裂面，从而实现碎块断裂面的提取。
断裂面匹配就是将两个碎块的断裂面通过匹配算法进行对齐的过程，一旦两个断裂面匹配成功，那么这两个碎块也就匹配成功了。断裂面匹配是碎块匹配的核心技术，匹配结果的准确率会直接影响到碎块匹配的效果。为了提高断裂面匹配的精度，通过采用先粗配、再精配的方式，将两个碎块的断裂面进行匹配。通常，粗匹配大多采用基于特征的匹配算法来实现，如轮廓线特征、区域特征以及点特征等；精匹配大多采用ICP算法或改进的ICP算法来实现，可以将两个碎块的断裂面进一步对齐，以达到碎块精确匹配的目的。