象山樟岙村一棵樹齡為1219年的樟樹。

天童寺內(nèi)的千佛塔。（市測繪遙感院 供圖）

就像給人建三維畫像一樣，寧波也要給古樹、古建構(gòu)建三維畫像了。近日，從寧波市測繪和遙感技術(shù)研究院獲悉，為了破解古樹、古建保護(hù)中的數(shù)字化難題，市測繪遙感院用上了一種名為3D高斯?jié)姙R（3DGS）的新技術(shù)。

作為新興的三維場景重建技術(shù)，3D高斯?jié)姙R就像用數(shù)百萬個(gè)智能水滴在虛擬空間作畫。這些彩色水滴以微小半透明橢球體呈現(xiàn)，存儲著空間位置、顏色濃度及透明度等信息。當(dāng)數(shù)百萬個(gè)這樣的“數(shù)字顏料”在空中疊加，瞬間就能拼出光影流動的真實(shí)場景。

最近，市測繪遙感院成功運(yùn)用3D高斯?jié)姙R技術(shù)，對象山縣樟岙村的一棵1219年樹齡的樟樹，以及鄞州區(qū)天童寺內(nèi)的千佛塔進(jìn)行場景測試，成功構(gòu)建古樹、古建的三維畫像。

為什么要給古樹、古建構(gòu)建三維畫像？簡而言之，通過3D高斯?jié)姙R技術(shù)，為古樹、古建建立毫米級數(shù)字檔案庫，既可精準(zhǔn)支撐修復(fù)保護(hù)與動態(tài)監(jiān)測，又能通過沉浸式數(shù)字孿生系統(tǒng)進(jìn)行活化展示。

相比于傳統(tǒng)的建模方式，3D高斯?jié)姙R技術(shù)擁有3個(gè)優(yōu)勢，即高效實(shí)時(shí)、逼真場景、可擴(kuò)展性。

市測繪遙感院空天遙感所負(fù)責(zé)人林昀介紹，借助3D高斯?jié)姙R技術(shù)，工作人員既可精準(zhǔn)還原樟岙村古樹的樹根、樹干、樹枝等各個(gè)部分的幾何形狀和紋理細(xì)節(jié)，還可實(shí)時(shí)測量古樹的高度、胸徑、冠幅等。同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)對古樹生長態(tài)勢、病蟲害檢測等方面的動態(tài)可視化分析，從而為古樹的保護(hù)和研究提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。

在對千佛塔構(gòu)建三維畫像時(shí)，運(yùn)用3D高斯?jié)姙R技術(shù)，可以通過對光影的精準(zhǔn)捕捉和處理，逼真呈現(xiàn)古塔表面不同材質(zhì)的質(zhì)感。例如塔身的石材部分，其粗糙的質(zhì)感和被歲月侵蝕的痕跡清晰可見，塔檐上的木質(zhì)構(gòu)件亦完整保留了自然的木質(zhì)纖維與光澤。

林昀介紹，市測繪遙感院今后將持續(xù)聚焦3D高斯?jié)姙R技術(shù)開展攻堅(jiān)，推動數(shù)字孿生成果延伸應(yīng)用至數(shù)字文保、古樹名木普查等領(lǐng)域，為寧波歷史文化遺產(chǎn)保護(hù)與生態(tài)文明建設(shè)提供三維空間底座。