通过3D扫描还原云南禄丰龙

2021年十一国庆期间，中央广播电视总台生物多样性大会COP15特别节目“远古的呼唤——云南禄丰龙化石科考发掘”在世界恐龙谷进行了为期7天的大型直播。

云南禄丰恐龙科考数字化采集与修复“环节，精准获取恐龙化石的纹理肌理特征与三维数据，再通过后期软件进行3D模型重建、3D打印还原恐龙结构，推演2亿年前禄丰龙的形态演变过程。

这档特殊板块节目也是对联合国《生物多样性公约》缔约方大会第十五次会议（COP15）的一次崇高献礼，呼应了COP15拯救地球生命新计划的主题“生态文明：共建地球生命共同体”。

穿越亿万年的中国“寻龙记”
38亿年前，地球上出现了最早的生物。自此之后，地球生物演化的命运充满了未知。通过研究已灭绝的生物，我们感受到了亿万年来的地球“脉动”。

而属于中国人的“寻龙记”，早在1938年就已开启了。当时在云南禄丰，发现了一具骨骼化石保存非常完整的恐龙化石，“中国古脊椎动物学之父”杨钟健先生对其研究后，将其命名为“许氏禄丰龙”。这是第一具由中国人自行发掘、研究、装架的恐龙骨架。因此，云南禄丰有着中国恐龙化石之乡的美誉。

△云南许氏禄丰龙骨架化石

而最近，云南禄丰市的村民在进行绿化作业时意外发现了两具因大雨冲刷显露出来的恐龙化石骨架，中科院和当地恐龙化石保护中心紧急启动了抢救性发掘工作。

为此，中央广播电视总台将目光聚焦到禄丰，精心打造了《重返侏罗纪》特别报道节目，带我们聆听远古的呼唤、探访史前生物的神秘世界。

远古密码，3D扫描来破译
在恐龙化石挖掘现场，科考人员从出土、修复、清理、保护、再到完整呈现，展开了全景式抢救性工作。

恐龙化石3D数据采集与还原工作的难点：
1.户外环境因素不稳定，阳光照射强烈；
2.恐龙化石身长8米，经过上亿年的风化，骨骼结构受损，纹理特征多，数量采集量大；
3.化石的珍贵性和特殊性，不能破坏科考现场恐龙化石的保存形态等。

面对这些工作难点，3D扫描黑科技却能不费吹灰之力轻松应对。数据采集过程中，通过三维扫描仪，利用其智能光学自动追踪原理，采用不贴点非接触式测量技术，对恐龙化石深入展开3D数字扫描工作。

通过多线激光190万次每秒的扫描速率极速捕捉恐龙化石全貌数据，0.025mm的扫描精度高度还原恐龙化石的所有纹理细节。

由于挖掘出的恐龙化石存在着部分缺失的情况，所以工作人员还对多只已挖掘出的同一属种恐龙化石进行三维扫描，用来修复挖掘恐龙化石缺失的部分骨骼数据，用前沿科技为科学家们破译远古密码保驾护航！

3D扫描打印技术，“复活”禄丰恐龙
这是国内首次对恐龙化石进行3D扫描数字化采集和3D打印。利用便携式三维激光扫描仪，对已挖掘出的化石进行超精细数据采集与处理，包括骨骼表面凹凸不平的痕迹、化石成化过程中自然形成的纹理与肌理，都能细致入微地最终呈现。

在完成高精度的3D扫描后，通过专业三维软件，就可以生成禄丰龙的3D模型，更为直观地展现还原的禄丰龙原貌。

在3D打印技术没有出现之前，要1:1还原一具恐龙骨骼是非常困难的，只能依赖技艺高超的艺术家人工手动模拟塑型，这不仅需要大量时间和人力成本，还极度散失了出土化石的原始形态、表面特征。

而此次挖掘的禄丰龙，身长8m，身高3m，有接近300块大小形态不一的骨骼，化石体积较大，总体积近30立方米，总重量达到3000-5000公斤。

通过3D扫描真实还原所有细枝末节，连细微的化石裂痕都能真实地还原出来，同时采用了目前最新的高强度光敏树脂作为打印材料实现单体部位的整体打印，打印出来的恐龙骨骼模型仅有300公斤左右。

这个8米长的恐龙实物模型，从3D扫描到3D打印，却只用了20天的时间，让恐龙化石科考工作更精准更高效，助力COP15大会禄丰龙的展示活动，也让考古发掘更加数字化与现代化。

恐龙化石3D数字化意义何在
3D扫描与打印完成后，除了可以更为直观地根据打印品了解恐龙样态之外，科学家们也能从准确数据中，获取更多信息，做相关研究，后续了解包括该恐龙是如何生活的、它与同时代的恐龙的关系及其当时的生活环境；

可以应用到古生物化石遗址保护、古生物化石的研究、化石修复、模型制作、博物馆化石标本展示等方面；

通过3D扫描复原禄丰龙，呈现酷炫有趣的AR影像，也提供了更为直观丰富的动态体验如纪录片数字展示等，是先进制造业助力古生物研究的完美体现。

远古奥秘，解析生命共同体的人类课题
恐龙化石是过去与现在，甚至未来时空的超强链接，以恐龙研究为纽带，我们能更为深入地了解地球生命演化的过去、现在和未来。

利用3D扫描与3D打印技术，让人们进一步了解了人类出现之前的世界。在此衷心感谢此次云南禄丰龙化石科考发掘所有幕后的工作人员。

正是这些孜孜不倦的科考人员和科学专家，找到了打开时空之门地钥匙，为我们开启了一场别开生面的科学研究之旅，去探寻2亿年前地球生命留下的信息含义，让我们能够感悟与感知生命与生物多样性。