“逆向”公元800年至1700年前喀多族容器,探究北美印第安人社会生活的变迁

点击数:498 发布时间:2017-11-30
在美国德克萨斯州的斯蒂芬奥斯汀州立大学,区域遗产研究中心(CRHR)的研究人员正通过研究陶瓷器皿,更多地了解当地文化——喀多族Caddo(北美印第安之一族),这是位于美国东南部的美洲土著部落,过去主要居住于现在的德克萨斯州东部、路易斯安那州北部、阿肯色州南部和俄克拉何马州。
“逆向”公元800年至1700年前喀多族容器,探究北美印第安人社会生活的变迁

引言:通过研究器皿,可以增进对社会文化的理解,无论是饮料、烹饪、存储等日常用途,还是艺术品。

在美国德克萨斯州的斯蒂芬奥斯汀州立大学,区域遗产研究中心(CRHR)的研究人员正通过研究陶瓷器皿,更多地了解当地文化——喀多族Caddo(北美印第安之一族),这是位于美国东南部的美洲土著部落,过去主要居住于现在的德克萨斯州东部、路易斯安那州北部、阿肯色州南部和俄克拉何马州。

上图:美国斯蒂芬奥斯汀州立大学人类学和考古学实验室里,塞尔登博士正使用逆向工程软件Geomagic Design X查看三维扫描的喀多族器皿

研究公元800年至1700年前后的喀多族器皿,最有价值的工具之一就是3D Systems的三维扫描类软件。这类软件原来主要用于逆向设计(Geomagic Design X)和三维检测(Geomagic Control,原Geomagic Verify),而CRHR研究人员发掘了不少新用途。

上图:Geomagic Design X提供网格草绘功能,能围绕容器挤出圆柱体,计算偏差。这有助于定义数据库中扫描容器的各类衍生品种。

了解历史的窗口

CRHR研究助理罗伯特•Z•塞尔登博士说:“这些工具能为每个容器创建参考几何体——平面、样条曲线、向量,然后用参考点填充几何体,这对我们的工作至关重要。”

“这些数据点随后会被导出,进行一系列的统计,帮助我们更好地了解哪些陶瓷器皿形状相似,哪些差别较大。表面上看,这似乎是一项简单的任务,但是随着扫描的容器数量不断增加,已变得极其复杂。”

上图:罗伯特•Z•塞尔登博士在巴西圣保罗的博物馆扫描一个容器

容器在尺寸、形状、形式上存在多种演变,地理分布、装饰元素、颜料和其他属性也会随之有所差别,更深入地了解喀多陶瓷设计和(潜在)用途,随之勾勒出原住民在特定年代的生存方式。

上三图:北美印第安原住民在特定年代的生存方式

过去,研究仅限于二维平面测量的数据,完整全面地重构喀多容器成为一大难题。便携式3D扫描为CRHR研究员提供了一种非侵入式的方法, 数字化采集重要数据后,保存于3D数字档案中。

通过此项目,我们希望数字化收集这些藏品,便于大家通过互联网访问,” 塞尔登说,“这些数据可以下载,用于研究及教学。”

采集过去无法获取的数据

大多数3D扫描件都是采用ZScanner 700CX采集的,这是一款轻量级的便携式手持扫描仪,适合去博物馆和考古点旅行拍摄。最近,CRHR团队为ZScanner扫描仪配备了Creaform Go!SCAN50,实现全彩扫描,精度可达0.1mm(0.004英寸),分辨率达0.2mm(0.008英寸)。

上图: Geomagic Design X中建模的陶瓷器皿,具有向量、平面、网格草图,并采用地标和半地标。这是几何形态测量前的最后一步。

塞尔登博士说Geomagic Design X软件 “满足我们各种需求,是理想之选”。CRHR团队采用Geomagic Design X软件自带的扫描仪控制功能,直接扫描至软件中,轻松将扫描结果转换、后期处理、数据采集。

所谓几何形态测量,就是在Geomagic Design X中处理的3D扫描件中,填充参考几何体和数据点,随后导出至统计数据包,进行容器形状和形式的比较研究。“从二维数据转为三维数据分析,新型技术为我们带来了巨大的改变。使我们得以扩大分析范围,生成可复现的结果。”