三維激光掃描還原恐龍化石 複活模型能活動 (2005-05-26)
發布(bù)時間:2007-12-04
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看過美國電影《侏羅紀公(gōng)園》的人,都一定會被其中逼真凶(xiōng)猛的恐龍(lóng)所(suǒ)震撼。但是人們幻想的恐龍真是如此嗎(ma)?日前,中德(dé)古生物學家運用國際上最先進的三維激光掃描技術,讓北京自然博物館的恐龍化石“複活”了起來。 三維激光掃(sǎo)描“還原”恐龍化石
作為中德兩(liǎng)國的(de)合作項目,德國古生物學教授Gunga帶領的課題研究小組在北(běi)京自然博物館展開了恐(kǒng)龍和大型哺乳動物骨骼的數據采集工作。
在掃描現場(chǎng),記者看到一個炮(pào)筒狀的掃描設備發出的紅色激光束不停地對恐龍化石進行掃描,與之相連的電腦(nǎo)則出現了一個清(qīng)晰(xī)的恐龍骨架。
負責監測(cè)掃描的德國研究人員貝爾蒙(音(yīn))告訴記者,這就是國際上最先進的三維激光掃描設備,它的全稱是法國MENSI-S10/25三維(wéi)激(jī)光高精度掃描係統。它(tā)由一個炮筒形狀的掃描器和一台主控製電腦構成,同時連(lián)接了另一台(tái)電腦進行數據收集、整理和圖像處理工作。他們首先在化石的各個主要部位放置好一些用於定位的紅色(sè)、白色圓球,以便據此(cǐ)對采集到的信息(xī)數據在目標物體上的準確位置進行確認,當多個角度采集的多批數(shù)據陸續傳遞顯示到屏幕上的時候,通過對比重合這些定位小球(qiú)來準確分辨圖像所(suǒ)屬的部(bù)位。
在炮筒狀的掃描器的兩端,分別有一個激光掃描頭(tóu)和一個接收數(shù)據用的攝像(xiàng)頭,當操作人員遙(yáo)控掃(sǎo)描(miáo)設備進行工作的時候,儀器所探測到的(de)數據和資料就由(yóu)它反饋和記錄(lù)到電腦中進行處理,最終形成被掃(sǎo)描物體的影像(xiàng)。當掃描器橫向(xiàng)擺放的時(shí)候,激光掃(sǎo)描頭在上下320度、左右46度範圍內自動移(yí)動,對目標探測物進(jìn)行橫向掃描,掃描記錄下化石所有橫向骨骼數(shù)據。而當掃描器直立著擺(bǎi)放的時候,激光掃描頭則在上(shàng)下46度、左右(yòu)320度的範圍內進行豎向(xiàng)掃描(miáo),記錄(lù)下豎向生長的骨骼數據。
掃描器工作的(de)同時,記者在電腦屏幕上看到彩色光(guāng)點慢慢顯現出來,逐(zhú)漸匯聚成恐龍化石某個部(bù)位的形狀。而隨著掃描頭改由(yóu)不同角度開始(shǐ)掃描(miáo),光點的顏色也開始改變(biàn),發生著從黃到紅,再到其他(tā)顏色的轉變。通過移動掃描設備的位置,就可以從各個角度探測(cè)記錄下化石(shí)完整的三維數據(jù)。 三維“恐龍”能活動
北京自然博物館館長(zhǎng)李承森介紹說,三維激光掃(sǎo)描技術是目前國際上具(jù)有最高技術(shù)水準的逆向三維重建技術,能夠完整及高精密地重建實物或實景、三維實體模型及原始測繪數(shù)據,其最大特(tè)點就是精度(dù)高、速度快、逼近原形。該設備可以真(zhēn)正(zhèng)做到直接從實物(wù)中進行快速的逆向三維數據采(cǎi)集及模型重構(gòu),無需進行任何實物表麵處理,且景深很長,其激光點雲中的每個三(sān)維數據都是直接采集(jí)的目標真實數據,使得之後(hòu)處理的數(shù)據完全真實可靠。這種技術在國外已經開始推廣,而(ér)在國內還是剛剛起步。
李承森館長告訴記者(zhě),過去(qù)要測量恐龍化石數據都(dōu)是采用如遊標卡尺、皮尺等傳統的人工測量手段(duàn)。不但測量速度慢,而(ér)且精度也比較差。而現(xiàn)在掃描像自博中(zhōng)馬門溪龍這麽大體積的一具骨骼化石,大約總共需要2到(dào)3天的(de)時間。最後,電腦對各個位置、各個角度所掃描記錄的圖像及數據進行集合(hé),就可以得出這(zhè)隻馬門溪龍的(de)整個形態。而且還可以對三維“恐龍”畫麵進行放大(dà)、縮小、旋轉等處理,使(shǐ)馬門溪龍“活動”時(shí)的各個部位都清楚地展(zhǎn)現在(zài)我們眼前。 科學還原“恐(kǒng)龍”媲美科幻電影
盡管這種科學意義上“複活”的恐龍不能(néng)與科幻電影中活生生(shēng)的恐龍相比(bǐ),但其真實性卻可以和(hé)電影中(zhōng)的恐龍媲美。
德國研究人員貝爾蒙告訴記者,他們(men)通過掃描可以從科學的(de)角度掌握“複活”恐(kǒng)龍的生理數據。根據一些研究現代生物的理論,再經過大約半年左右的研究分(fèn)析,就能得(dé)到諸如恐(kǒng)龍生前的脖子能伸多長、運(yùn)動姿態、肌肉組成、心髒狀況等資料,從而對(duì)恐龍(lóng)的研究成果進行科學的論斷,並(bìng)有可能改寫一些人們對恐龍的錯誤認識。
據悉,這些“複活”的恐龍除將用於我(wǒ)國的恐龍研究外,還將有望在北京自(zì)然博物館中(zhōng)應用展示。屆時,人們將能看(kàn)到更為(wéi)逼真的恐(kǒng)龍實景。