考古绘图是把制图学应用于考古学研究的一门技术,自考古学诞生时起,考古绘图就贯穿于考古工作之中,它用制图学的理论和技术形象地记录和说明考古发掘材料,是考古学研究的基础手段之一。过去几十年来,考古绘图一直停留在手工测量绘制的阶段,它的缺点是绘制速度慢、图形精度低,因此影响了考古学研究的深入发展。
近年来,数字摄影测量技术逐渐应用到考古测量中来,使得田野发掘测绘工作得到了飞跃发展,但在室内文物绘图方面还未得到开发和应用。日本国际航业株式会社研制的完全正交摄影装置是在数字摄影的基础上,将出土文物绘制成正投影线图的创新型技术,为考古绘图彻底摆脱手工测量绘制创造了先决条件。
目前,国内一些文物考古部门也开始尝试利用数字摄影技术进行考古绘图,但由于使用数码相机拍摄时,图像会产生近大远小的效果,其倍率也是不相等的,为尽量减少图像的变形,通常在远距离使用长交镜头拍照,利用这种方法拍摄一般需要较大的空间,同时在解决图像分辨率的大小和相机的稳定上更要花费很多时间,即使做到了上述几点也是得不到完全正投影图像的,它是困扰考古绘图技术更新的一道难关。
完全正交摄影装置是利用放射线镜远心光学系统研制而成的一种设备,经它拍摄的数码照片,可以使图像消除近大远小的感觉,即图像的大小不会因为摄影距离的变化而改变,这实际上就是把文物的中心投影图形转换为平行投影图形。该装置对应普通的数码照相机,可以通过电脑控制相机拍照,并在电脑上确认所拍摄的图像,另外根据对图像的不同要求可以改变摄影条件立即进行再次摄影,大大提高了工作效率(图1)。本装置有较长的景深,拍摄时除了免去繁琐的对交过程以外,还可以使被照物体的纵向部位都在图像中清晰地表现出来。如果文物大小超过了成像范围,可以对文物实行有一定重叠度的分割摄影,然后用图像处处理软件在电脑上进行合成。最后用计算机绘图软件对文物图像进行线条的提取,就可以完成一幅文物的正投影线图(图2)。经过反复实验证明该装置有以下优点:
1、提高了考古绘图的精确度
利用该装置拍摄的文物正交图像,与文物的理论正投影图像基本一致,其误差非常小,可以忽略不计,完全符合考古绘图的要求,它比手工测量起稿的精确度高出很多。特别是绘制复杂文物时,由于在计算机上提取线条可以随时调整放大,使得细部结构及纹饰更加准确,大大提高了考古绘图的科学性。
2、实现了考古绘图的高效率
利用该装置拍摄的文物正投影图像,可以直接输入到计算机中进行线图的绘制,免去了绘制文物时繁琐的人工选点测量的程序,一般情况下利用该装置绘图是手工起稿清绘的5~10倍,大大提高了考古绘图的工作效率。
3、推动了考古绘图的数字化
该装置首先配合数码相机对文物进行拍摄,然后采用相应的计算机图形处理软件(如Photoshop、Illustrator、CorelDRAW 、AutoCAD等)将所拍正交文物图像转化为正投影线图,存储在计算机中,初步完成了考古绘图的数字化建设,是几十年来考古绘图技术的一次重大飞跃。与此同时,它所拍摄的完全正交图像,也为文物图形资料数据库的建立打下了坚实的基础。
相信不久的将来,完全正交摄影装置一定在考古绘图专业得到广泛的应用,为中国文物考古事业作出贡献。