古蹟.尋珍-測量和三維科技 讓文物「活」在當下

古物古蹟辦事處團隊運用精準度達毫米級的三維激光掃描器收集數據,塑造西貢調景嶺茅湖山觀測台的三維數碼模型。
古物古蹟辦事處團隊運用精準度達毫米級的三維激光掃描器收集數據,塑造西貢調景嶺茅湖山觀測台的三維數碼模型。

香港擁有多元豐富的歷史文化遺產,從青銅器時期的石刻、漢代古墓、宋代摩崖刻石、明代古塔、清代廟宇、祠堂,到近代中西交融的教堂、大宅等,承載着香港的故事和印記。為更妥善保存和積極推廣這些珍貴文化遺產,我們利用先進的測量和三維科技,讓文物「活」在當下。

過去,文物測量多採用量尺等傳統工具,以點對點方式量度文物,再以人手繪圖,既耗時費力,也容易產生誤差。發展局古物古蹟辦事處(古蹟辦)自2016年起運用嶄新科技,革新文物的測量工作。

測量人員使用不同種類的三維激光掃描器,以毫米級的精準度掃描文物,全方位收集三維坐標數據。無論是考古出土文物上的紋飾、石刻圖案、中式傳統建築的樑架斗栱、漏窗、屋脊陶塑,或是石碑文字、百年煤氣路燈和階梯、西式宗教建築的裝飾等,都可以完整地記錄,再製成精準度極高的三維數碼模型,並建立檔案庫,作監察古蹟和日後修繕的參考。

以法定古蹟中環都爹利街的石階和煤氣路燈為例,古蹟辦團隊在2018年初,對石階和煤氣路燈做了立體掃描;同年9月,超強颱風「山竹」襲港,古蹟受到嚴重破壞,團隊運用已收集的三維數據,配合原工藝和原材料,妥善修復這項百年古蹟。

古蹟辦以三維打印技術,打印都爹利街的石階和煤氣路燈模型,作復修的比照和參考。
古蹟辦以三維打印技術,打印都爹利街的石階和煤氣路燈模型,作復修的比照和參考。

團隊掃描瑪利諾修院,收集測量數據建立三維數碼模型,再打印立體模型,在展覽中展出。
團隊掃描瑪利諾修院,收集測量數據建立三維數碼模型,再打印立體模型,在展覽中展出。

團隊另打印一座瑪利諾修院模型及相關文物,供視障人士觸摸細節,以了解展覽內容。
團隊另打印一座瑪利諾修院模型及相關文物,供視障人士觸摸細節,以了解展覽內容。

團隊利用文物的測量數據,配合彩色立體打印技術,令文物得以從「遙不可及」變為「觸手可及」。文物的三維數碼數據,可按真實比例轉化為實體複製模型;例如瑪利諾修院及其相關文物、魯班先師廟陶塑脊飾及赤洲出土的恐龍化石的立體模型,既為修復人員提供參考,又可於展覽中展出,讓觀眾近距離觀賞,甚至觸摸,大大提升展覽的趣味和互動性,同時也照顧視障人士的需要。

按照測量數據,以彩色立體打印的魯班先師廟陶塑脊飾,剔透玲瓏,細緻入微,曾於工作坊中展示。
按照測量數據,以彩色立體打印的魯班先師廟陶塑脊飾,剔透玲瓏,細緻入微,曾於工作坊中展示。

另一項先進的測量技術是無人機配合近景攝影,設備輕巧靈活,是近年記錄和檢查歷史建築高位和天面不可或缺的工具。測量人員從多角度高空拍攝,結合專業軟件處理和演算,即可精準重構文物的三維形狀和真實紋理。

配備全球衛星導航系統及高清鏡頭的無人機,從多角度收集粉嶺長山古寺天面的數據,經專業軟件處理和演算,建構建築物屋頂的三維數碼模型。
配備全球衛星導航系統及高清鏡頭的無人機,從多角度收集粉嶺長山古寺天面的數據,經專業軟件處理和演算,建構建築物屋頂的三維數碼模型。

完整的三維數據也有助監察文物現況。透過對比不同時期的掃描數據及影像,能及早發現建築物的潛在問題,例如建築構件裂縫或牆體傾斜,從而制訂合適的修繕方案。古蹟辦曾利用相關數據,為粉嶺長山古寺和新田麟峯文公祠等法定古蹟制訂修繕保護方案,以更有效地保護文物。

古蹟辦利用精準測量數據,為約建於十七世紀的法定古蹟元朗麟峯文公祠制訂修繕保養方案。
古蹟辦利用精準測量數據,為約建於十七世紀的法定古蹟新田麟峯文公祠制訂修繕保養方案。

測量科技不僅革新文物保育,更將文物教育及推廣工作帶入新領域。過去的文物教育多依賴實體展覽或文字圖片作單向解說;如今三維數碼及複製模型正好優化展示模式,透過虛擬實境(VR)及擴增實境(AR)技術,讓文物「活」起來。公眾透過VR設備,便能「走進」歷史建築,以身臨其境的視覺體驗欣賞建築物獨具匠心的結構。

古蹟辦於2022至2023年展出的「虛實尋蹟 — 文物科技遊古蹟」展覽,利用AR技術讓參觀者設計與古蹟獨一無二的合照,配以VR技術為觀眾帶來沉浸式體驗;而去年在虎豹別墅展出的「虛擬實境:萬金油花園『十王殿』」展覽,則以穿戴式VR技術展示。展覽透過VR和AR技術增加趣味,也加深公眾對古蹟的認識。

古蹟辦會繼續積極探討以先進科技保護、推廣和展示香港的歷史建築和考古文物。為讓公眾更深入了解測量科技在文物保育的應用,古蹟辦邀請到李致鴻測量師,於本週六(1月24日)在香港文物探知館主講「3D科技在文物保育上的應用」講座,免費入場,有興趣的朋友萬勿錯過。講座詳情請瀏覽古蹟辦網頁

作者為文物保育專員梁子琪

(本文刊於二○二六年一月二十二日《am730 ─ 古蹟.尋珍》專欄)

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