科普丨帝测科技带你追寻秦始皇陵及兵马俑坑的前世今生
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公元前246年，秦国国君嬴政继位，史书称他“秦王政”，也就是后来的秦始皇。从公元前230年到公元前221年的十年间，秦国横扫六合，终于结束了诸侯割据的局面，建立起中国历史上第一个统一的、多民族的中央集权制封建国家。
秦始皇依靠强大的军队完成了统一大业。谁也不会想到，在秦朝灭亡2000多年后，秦国军队的强大阵容还会重新展现在世人面前。
秦始皇陵
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《史记》中记载：始皇初即位，穿治郦山，及并天下，天下徒送诣七十馀万人，穿三泉，下铜而致椁，宫观百官奇器珍怪徙臧满之。令匠作机弩矢，有所穿近者辄射之。以水银为百川江河大海，机相灌输，上具天文，下具地理。以人鱼膏为烛，度不灭者久之。
巍巍骊山的北侧，滔滔渭水的南岸，矗立着一座帝王的陵墓，这便是千古一帝秦始皇的陵墓。秦始皇陵位于陕西省临潼县，骊山北麓，距离西安市只有30公里。秦始皇陵高大雄伟，根据史书记载，陵墓的封土高达120米，经过两千多年的风雨侵蚀，封土的高度已经下降到76米。即使如此，秦始皇陵依然是中国历代帝王陵墓中最高大、最雄伟的一座。
秦始皇陵筑有内外两重夯土城垣，象征着都城的皇城和宫城。陵冢位于内城南部，呈覆斗形，现高51米，底边周长1700余米。据史料记载，秦陵中还建有各式宫殿，陈列着许多奇异珍宝。秦陵四周分布着大量形制不同、内涵各异的陪葬坑和墓葬，现已探明的有400多个。
秦始皇陵挖至泉水之下，然后用铜汁浇铸加固。墓宫中修建了宫殿楼阁和百官相见的位次，放满了奇珍异宝。墓室弯顶上饰有宝石明珠，象征着天体星辰;下面是百川、五岳和九州的地理形势，用机械灌输了水银，象征江河大海川流不息，王维笔下的“星晨七曜隔，河汉九泉开”就是描写其极尽奢华。陵墓的设计，处处体现了这位始皇帝至高无上的权力和威严。
秦始皇陵是世界上规模最大、结构最奇特、内涵最丰富的帝王陵墓之一。秦始皇陵兵马俑是可以同埃及金字塔和古希腊雕塑相媲美的世界人类文化的宝贵财富，而它的发现本身就是20世纪中国最壮观的考古成就。它们充分表现了2000多年前中国人民巧夺天工的艺术才能，是中华民族的骄傲和宝贵财富。
兵马俑坑
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“毫无疑问，如果不是1974年被发现，这座考古遗址上的成千件陶俑将依旧沉睡于地下。秦始皇，这个第一个统一中国的皇帝，殁于公元前210年，葬于陵墓的中心。在他陵墓的周围环绕着那些著名的陶俑。结构复杂的秦始皇陵是仿照其生前的都城——咸阳的格局而设计建造的。那些略小于人形的陶俑形态各异，连同他们的战马、战车和武器，成为现实主义的完美杰作，同时也保留了极高的历史价值。”——世界遗产委员会
1974年3月29日，陵东的西杨村村民的铁镢揭开了兵马俑神秘面纱一角，在抗旱打井时，在陵墓以东三里的下和村和五垃村之间，一名村民无意中挖出一个陶制武士头，经考古工作者的发掘，才揭开了埋葬于地下的2000多年前的秦俑宝藏。
在已发掘的三座兵马俑坑中，一号坑是规模最大的。一号坑是东西走向的长方形坑，长230米，宽62米，展现的是秦代的战车和步兵军阵。目前，已出土陶俑1000余尊，战车8辆，陶马32匹，各种青铜器近万件。而在秦始皇兵马俑博物馆馆藏的众多文物中，最为珍贵的是国宝级文物“秦始皇陵一号铜车马”。
秦始皇兵马俑陪葬坑坐西向东，三坑呈品字形排列。最早发现的是一号俑坑，呈长方形，东西长230米，南北宽62米，深约5米，总面积14260平方米，四面有斜坡门道，左右两侧又各有一个兵马俑坑，现称二号坑和三号坑。它是世界最大的地下军事博物馆，出土文物达万件之多。
坑内丛葬大量与真人真马等同大小的陶制彩绘兵马俑和当时实战使用的各种兵器。秦兵马俑皆仿真人、真马制成。陶俑身高1.75米～1.95米，多按秦军将士的形象塑造，体格魁梧，体态匀称。陶俑又按兵种的不同分为步兵俑、骑兵俑、车兵俑、弓弩手俑、将军俑等。俑坑布局合理，结构奇特，在深5米左右的坑底，每隔3米架起一道东西向的承重墙，兵马俑排列在墙间空档的过洞中。其场面宏大，队列整齐，威风凛凛，展现了秦军的编制、武器装备和古代战争的阵法。
1961年，中华人民共和国国务院将秦始皇陵定为全国文物重点保护单位。1987年，被联合国教科文组织批准列入《世界遗产名录》。1978年，前法国总理希拉克参观秦始皇陵兵马俑坑后说：“世界上有了七大奇迹，秦俑的发现，可以说是八大奇迹了。不看金字塔，不算到埃及，不看秦俑，不算到中国。”从此秦俑被誉为世界第八大奇迹”。
帝测科技近年来承担了《秦始皇帝陵博物院陶俑三维信息留取、虚拟修复及展示项目》。该项目由北京建筑大学遗产数字化与虚拟修复课题组负责顶层设计，帝测科技做具体项目实施。因时间久远、流水冲击、地层移动和人为破坏等多重因素，文物出土时大多数已经成破损严重，形成数量众多的碎片，平均碎片数达60-70块，个别破损严重陶俑碎片甚至达到150-200块。在兵马俑实体复原工程中，这样数量庞大的碎片给实体修复带来极大的困难。
我们首先采用工业级扫描仪，对文物进行非接触式表面信息采集及留存，建立了可永久保存的陶俑及碎片三维信息数据库，留存了珍贵历史信息，在传统的兵马俑碎片复原拼接过程中，碎皮空间位置由文物修复师不断尝试两两对拼而确定。完全拼好一尊兵马俑需要3-5个月的时间，不仅耗时费力，且陶俑碎片在确定相互位置关系过程中彼此间多次进行接触摩擦，易产生碎片掉渣及其表面的彩绘纹理脱落、起皮等现象。帝测科技借助计算机技术对文物进行虚拟拼接，依据碎片几何特征的相似性度量，将所有碎片按一定次序拼接起来，为破损文物的实体修复提供参考依据，在大幅度提高破损文物碎片拼接速度的同时，有效地避免人工杂凑可能会对珍贵文物造成的二次损坏。为后续保护、修复设计、数字展示等工作奠定了基础，对以后的科学研究、保护决策等均具有重要意义。
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