為古埃及木乃伊制作細節豐富的3D，CT掃描模型

　　概要：一尊2000年之久的木乃伊已接受CT掃描。但研究人員還想獲得木乃伊外部的彩色掃描，包含豐富細節，同時希望掃描期間不使用標記物。

　　目標：通過合并3D數字掃描和CT掃描圖像，為木乃伊制作結構復雜的3D模型，與此同時，整個過程不可接觸木乃伊。

　　使用工具：Artec Eva, Artec Studio, CT掃描儀, Volume Graphics軟件

　　Artec 3D與Volume Graphics將古埃及木乃伊紋理3D掃描與計算機斷層掃描結合，制作出精準的木乃伊3D模型，可同時體現內部與外部細節。

　　曾經毫無交集的3D掃描與計算機斷層掃描技術現在開始結合到了一起，為一尊古埃及木乃伊制作出一款獨特的排序模型。通過Artec Eva 3D掃描儀收集的幾何、紋理、色彩信息被覆蓋在AXIOM西門子CT掃描儀制作的計算機斷層掃描上。最終獲得了一份木乃伊的數字化副本，可以同時體現木乃伊的內外部樣貌。

　　盡管CT掃描儀可以體現木乃伊內部的全方位細節，但它無法呈現色彩，無法體現物體真實外表。但現在，得益于Volume Graphics 3.1版軟件新功能，兩套數據組可以實現一鍵融合，該軟件可謂是行業3D CT數據分析與視覺化市場的領軍產品。

　　這項新功能問世以后的第一次應用就是Sherit木乃伊項目。“Sherit”在古埃及語中表示“小不點”，這是兩千年前過世的一位埃及小孩的木乃伊。目前，它被保存在加州圣何塞玫瑰十字會埃及博物館中。

　　“對我們而言，這一項目的意義在于如何使這一小女孩的故事栩栩如生，” 玫瑰十字會埃及博物館常務總監Julie Scott表示。“她于上世紀30年代來到本館，但至今我們對她知之甚少。我們希望能有方法來了解更多有關她的身份，同時又不會破壞她的外層包裹部分。”

　　CT與光學掃描合成的Sherit木乃伊成像：藍色網格僅用于說明。這表明彩色3D表層掃描與CT掃描獲得的內部立體數據可以實現相互融合。

　　Sherit在2005年經歷過一次CT掃描，當時，研究人員測定了她的大致年齡和健康狀況。小女孩去世時，年僅4.5-6歲。她的尸體用細麻布包裹，并覆蓋了圓形耳墜、一個護身符、一條羅馬時期的項鏈，表明她來自一個富裕家庭。參與研究的醫生認為，她可能死于痢疾或者腦膜炎。

　　“目前，我們在博物館的科學角展播這一項目的視頻，” Julie Scott說道。“我們還計劃推出一則新視頻。新視頻互動性更高。我們希望這一新技術可以讓訪客更加了解這個生活在很久以前的小女孩。”?

　　Sherit的CT掃描同Artec Eva手持式3D掃描儀捕獲的高精度3D掃描數據融合，該掃描儀以生動的全彩效果呈現了木乃伊的外表面。

　　“我們選擇Artec掃描儀是因為它是目前通過彩色表面網格提升CT掃描細節的方法之一，隨后還能導入新版VGST MAX軟件，”Volume Graphics的CEO Christof 　　Reinhart表示。“操作簡單的Artec掃描儀輕巧便攜，又能實現高品質表層捕獲。該設備體積小巧，捕獲速度高，因此操作過程相當簡單。同時，它還能以高精度3D捕獲物體表面，最重要的是，色彩真實，這是CT技術所欠缺的。我們對效果非常滿意。質量效果達到預期。”

　　Artec采用結構光3D掃描技術，無需對易碎的木乃伊表面進行任何標靶，即可完成快速掃描。3D掃描儀以超高分辨率呈現3D圖像，每像素色彩深度高達24位，傳遞了物體真實色彩，得益于 Artec Studio 12軟件提升后的視覺化功能，處理3D數據的用戶一經旋轉，便可查看渲染后的掃描效果，而非點云，如此一來，編輯、檢查3D模型就更為方便了。

　　“這尊木乃伊幾何復雜多變，沒有重復紋理，且表面有不少自然形成的瑕疵，所以不難掃描，” 來自Artec的Anna Galdina表示。“我面臨的唯一一個小難題是，博物館規定掃描儀不能置于木乃伊上方。這一規定導致我捕獲的角度非常有限，但得益于掃描儀多樣的功能，總體而言，問題不大。”?

使用Artec電池組支持的Artec Eva掃描Sherit木乃伊。

　　Anna有30分鐘的時間來完成掃描，但實際掃描時間遠遠短于半小時——不超過10分鐘。“于是我決定再多增加一些掃描數據，并調整Artec Studio中的設置，以熟悉處理過程，”她補充道。“同時，我還利用剩余時間檢查是否捕獲所有縫隙與空洞。”

　　僅僅幾分鐘，原始數據的初始處理就當場完成了。“我們回到辦公室后，我們又花了1.5小時處理了高分辨率版數據，”Anna說道。“客戶需要不同分辨率的模型版本，我們后來也都進行了準備。”

　　Anna共制作了帶.png紋理.obj、.ply和.wrl.等格式的五個模型，大小范圍在60萬到2700萬多邊形之間。“總之，能夠參加本項目，我感到非常興奮，”她表示。“我以前從沒見過Artec 3D掃描與CT掃描結合。效果令人滿意！兩套數據契合，現在您能在看到木乃伊外表面的同時，看到木乃伊內部情況——太不可思議了！”

Sherit木乃伊3D模型，由Artec Eva 3D掃描儀制作，由Artec Studio 12渲染。

　　3D圖像以紋理網格形式保存，既有色彩又有幾何數據。CT掃描以無損方式探測到了木乃伊的完整內部結構，這是光學3D掃描儀始終難以捕獲的領域之一。通過CT掃描，我們可以建立出3D體積，包含了所有的材質與幾何信息。

　　最后剩下要做的就是將兩套掃描數據融合至同一個3D模型。于是，紋理網格被置于基于CT掃描計算得到的物體表面。最終我們就得到了目前為止這尊木乃伊內外部最精確的數碼副本。

　　所有融合工作都在VGSTUDIO MAX中完成，這是Volume Graphics為工業CT數據視覺化與分析開發的軟件，新版軟件可讀取.obj與.ply格式數據。

　　“看到我們的軟件用戶現在可以在體數據上增加一個全新維度，我們感到非常激動，” Christof Reinhart說道。“通過增加彩色點云與網格，我們可以融合光學與CT兩個不同的掃描世界。這一功能的應用讓我們激動不已！”

　　之前，CT掃描物體必須手動上色，才能使表面具有逼真的色彩，但現在可以通過結合3D紋理掃描與CT掃描的方式避免這項步驟。紋理網格可導入至Volume Graphics 3.1版軟件，并與CT數據融合，得到一個內容更豐富的文件，一個更逼真、更精確、視角更全面的物體視覺分析。

　　顯然，這項技術可用于歷史文物保護、法醫學、考古學、人類學以及醫療衛生行業。同時，也可以用于工業領域。例如，結合CT的紋理網格可以實現參照外層物體色彩信息的內部細節檢查。