Kultura katalońska w 3D

Długa i bogata wielokulturowa historia Katalonii jest fizycznie ucieleśniona w historycznych artefaktach i strukturach, które zachowały się w tym zróżnicowanym regionie. Pragnąc nie tylko zachować, ale także promować skarby kultury reprezentowane w kościołach, fabrykach, pałacach i nie tylko w całej Katalonii, katalońskie Ministerstwo Kultury postanowiło zastosować nowe podejście do ochrony dziedzictwa.

Powstały w ten sposób projekt Giravolt wykorzystuje digitalizację 3D, aby uczynić katalońskie dziedzictwo dostępnym i angażującym dla wszystkich. Poprzez przechwytywanie bardzo dokładnych danych przestrzennych i zdjęć katalońskich zabytków za pomocą technologii skanowania laserowego Leica Geosystems, zespół Giravolt przekształca te miejsca w modele 3D uzupełnione o dodatkowe media, aby umożliwić nowe doświadczenie historycznych przestrzeni. Współpraca z artystami, naukowcami i specjalistami od renowacji umożliwia Giravolt dokładne rejestrowanie, zachowanie przeszłości i kontynuowanie renowacji oraz interaktywnej edukacji w przyszłości. 

Zachowanie historii i promowanie kultury poprzez digitalizację 3D  

Cele projektu Giravolt są ambitne i wieloaspektowe. Korzystając z technologii skanowania laserowego 3D, zespół Grivaolt rejestruje, reprezentuje i udostępnia różnorodne katalońskie historyczne i kulturowe miejsca i artefakty, od XII-wiecznego klasztoru, przez renesansowe posągi, po XX-wieczną fabrykę cementu i wiele innych.

Poza tym mają nadzieję, że wzmocnią nauczanie, eksplorację i ekspresję katalońskiego dziedzictwa kulturowego za pomocą technik naukowych i artystycznych, łącząc media w celu zwiększenia zaangażowania publicznego. Ponadto, co ważne, Giravolt wykorzystuje przechwycone dane do oceny historycznych struktur, określania, czy konieczna jest renowacja, oraz dostarczania wskazówek dotyczących pilności interwencji.

Giravolt używa adnotacji w swoich modelach 3D, takich jak ta powyżej, identyfikująca reprodukcje malarstwa romańskiego zdobiące wpisany na Listę Światowego Dziedzictwa UNESCO kościół Santa Maria de Taull w Vall de Boi -Źródło: Departament de Cultura de la Generalitat de Catalunya

Lluis Gonzalez, specjalista w dziedzinie skanowania laserowego, kieruje działaniami związanymi z uchwyceniem rzeczywistości dla Departamentu Dziedzictwa Generalitat de Catalunya, lokalnego rządu regionu, i uchwycił wiele miejsc dla projektu Giravolt. Podzielił się z nami informacjami na temat ich misji, procesów technicznych i strategii skanowania oraz rozwijających się wyników tej ważnej pracy kulturalnej.

 Gonzales skanuje wnętrze Cova de La Font Major, rozległego systemu jaskiń z 3,5 kilometrami korytarzy z piktogramami i innymi dowodami prehistorycznej obecności człowieka - Źródło: Departament de Cultura de la Generalitat de Catalunya

"Celem projektu jest dostarczenie modeli 3D ogółowi społeczeństwa, zaoferowanie danych do badań naukowych i nauczania na różnych poziomach edukacji, a także umożliwienie nam analizy szkód i podjęcia decyzji, jakie działania najlepiej ochronią te miejsca" - mówi Gonzalez, szczegółowo opisując zakres zastosowań chmur punktów.  

Wszystko zależy od szczegółów: Strategia skanowania 

Biorąc pod uwagę różnorodne cele i odbiorców tych danych cyfrowych, uchwycenie dokładnych i kompletnych szczegółów historycznych miejsc ma kluczowe znaczenie dla projektu Giravolt i wymaga dobrze zaplanowanego podejścia. Gonzalez jest odpowiedzialny za zdefiniowanie i wykonanie tych strategii skanowania.

"Ważne jest, aby w pełni udokumentować miejsce, w tym różne kąty budynku, abyśmy mogli stworzyć bardzo szczegółową chmurę punktów" - wyjaśnia Gonzalez. "Przed skanowaniem budynku przeprowadzam inspekcję wizualną, aby zdefiniować strategię skanowania, w tym liczbę potrzebnych konfiguracji".

W praktyce przekłada się to na 40-60 pozycji skanowania w przypadku mniejszych budynków i ponad 200 skanów w przypadku większych konstrukcji. Dodatkowo, po przejrzeniu wstępnych zdjęć, może być wymagane więcej skanów w celu uzupełnienia luk w danych lub ich optymalizacji.

Możliwości sprzętowe są integralną częścią tego procesu planowania. Gonzalez korzysta z technologii skanowania laserowego Leica Geosystems od ponad pięciu lat i obecnie skanuje tereny za pomocą Leica RTC360. Skaner RTC360 jest przenośnym urządzeniem, które może rejestrować miliony punktów na sekundę, wraz z 360-stopniowym obrazowaniem i wstępną rejestracją skanów w terenie, dzięki czemu jest dla firmy skutecznym narzędziem do bardzo dokładnego skanowania zabytków.

Każdy projekt jest również podzielony na sekcje, a każda sekcja jest indywidualnie przechwytywana i przetwarzana przed przejściem do następnej. W ten sposób skanują, przetwarzają i przechwytują dodatkowe dane lub wprowadzają poprawki w razie potrzeby.

Giravolt uchwycił zewnętrzną i wewnętrzną część Palau Moja, bogatego XVIII-wiecznego pałacu w Barcelonie z elementami baroku i francuskiego neoklasycyzmu.- Źródło: Departament de Cultura de la Generalitat de Catalunya

207 stanowisk: Skanowanie fabryki cementu za pomocą Leica RTC360

Niedawne skanowanie fabryki Asland Cement z początku XX wieku, wymagające 207 stanowisk skanowania w wielopoziomowej i częściowo zniszczonej strukturze, pokazuje strategiczny proces skanowania niezbędny do dokładnego uchwycenia rzeczywistego stanu tak rozległego terenu.

Zbudowana w 1901 roku fabryka Asland była pierwszą przemysłową fabryką cementu zbudowaną w regionie, co czyni ją silnym przedstawicielem dobrze prosperującej przemysłowej historii Katalonii. Zbudowana w górzystym krajobrazie i przylegająca do rzeki, aby wykorzystać energię wodną, fabryka była w czołówce wydajnych projektów w swoich czasach, a detale, takie jak łukowate otwory i sklepione dachy, nadają jej dodatkowe walory estetyczne i architektoniczne. 

Uchwycenie masywnej, wielopoziomowej architektury fabryki cementu Asland wymagało wczołgania się do ciasnych i wątpliwych strukturalnie przestrzeni.
-Źródło: Departament Kultury Katalonii

Fabryka, która została zamknięta w 1975 roku, ale częściowo odrestaurowana i ponownie otwarta jako Muzeum Cementu Asland w 1992 roku, była jak dotąd jednym z ulubionych miejsc Gonzaleza w całym projekcie Giravolt, stawiając szczególne wyzwania, od ciasnych korytarzy po nawigację w niebezpiecznych przestrzeniach o naruszonej integralności strukturalnej. Korzystając z kompaktowości i wysokiej dokładności RTC360, Gonzales był w stanie uchwycić nawet te trudne przestrzenie z wymaganą kompletnością.

Po pełnym przetworzeniu zebrane dane będą nie tylko prezentowane jako modele 3D dostępne na stronie internetowej Giravolt i kanale SketchFab, ale także umożliwią analizę pod kątem przyszłych działań konserwatorskich.

Chmura punktów przedstawiająca fabrykę Asland, ukazująca jednocześnie wspaniałą architekturę i obecną ruinę.
-Źródło: Departament de Cultura de la Generalitat de Catalunya

Postprocessing do wielu celów

Po wstępnym przechwyceniu i przetworzeniu, Gonzalez i zespół pracują z chmurami punktów w różnych procedurach przetwarzania końcowego, aby upewnić się, że dane są gotowe do wyświetlenia i analizy.

"Importujemy dane i czyścimy chmurę punktów przed wyrównaniem kolorów w Leica Cyclone REGISTER 360 Plus lub Leica Cyclone CORE w przypadku bardziej złożonych zadań przetwarzania" - wyjaśnia Gonzalez. "Następnie jesteśmy gotowi do przejścia do końcowych rezultatów, takich jak rysunki lub modele 3D".

Perspektywa chmury punktów Kolegiów Królewskich w mieście Tortosa, ważnego renesansowego kompleksu łączącego handel, edukację i religię. - Źródło: Departament de Cultura de la Generalitat de Catalunya

Dla przykładu, mogą oni tworzyć filmy, które przelatują przez chmurę punktów i łączyć chmury punktów z obrazami, aby przedstawić różne kąty i perspektywy strukturalne. Mogą również eksportować swoje chmury punktów do modeli 3D w przeglądarce i tworzyć siatki za pomocą Leica Cyclone 3DR i innego oprogramowania do przechwytywania rzeczywistości. Po nałożeniu kolorów na siatki 3D są one gotowe do przesłania do SketchFab, zapewniając łatwy sposób na publiczne udostępnianie modeli.

Giravolt oferuje również swoje dane naukowcom i nauczycielom w celu tworzenia zewnętrznych materiałów: "Chcemy umożliwić profesorom i nauczycielom korzystanie z tych bogatych zbiorów danych do własnych badań lub opracowywania działań, dlatego Leica TruView jest ważnym narzędziem umożliwiającym im dostęp do gęstej chmury punktów" - mówi Gonzalez. 

Więcej niż konserwacja: Dane z chmury punktów umożliwiają renowację i zaangażowanie publiczne 

Innym kluczowym aspektem projektu Giravolt jest pomoc w wysiłkach na rzecz odbudowy i rekonstrukcji.

"Po uchwyceniu rzeczywistości za pomocą skanowania laserowego, wykorzystuję dane, aby doradzać w podejmowaniu decyzji dotyczących przyszłych działań wymaganych dla tych obiektów dziedzictwa kulturowego" - kontynuuje Gonzalez.

Bardzo dokładne i szczegółowe dane umożliwiają mu tworzenie rysunków architektonicznych i przeprowadzanie skomplikowanych analiz, takich jak określanie deformacji powierzchni ścian i dachów.

Ich obecna praca nad dokumentacją klasztoru Santa Maria de Santes Creus, XII-wiecznego opactwa cysterskiego i miejsca ostatniego spoczynku rodziny królewskiej w regionie na przestrzeni wieków, pokazuje zakres i wpływ ich misji w ramach jednego projektu. Dzięki wielu arystokratycznym dobroczyńcom, klasztor był stale rozbudowywany do XVIII wieku, tworząc rozległy kompleks w stylu gotyckim, który stoi do dziś i obejmuje, cegła po cegle, 400 lat kultury i historii. 

Szczegółowy rysunek architektoniczny klasztoru Santa Maria de Santes Creus uzyskany dzięki bardzo dokładnemu skanowaniu danych.
-Źródło: Departament de Cultura de la Generalitat de Catalunya

Wykorzystując skanowanie i fotogrametrię, Gonzales i zespół stworzyli dokumentację klasztoru i wykorzystali dane do określenia zakresu uszkodzeń i rodzajów wymaganych prac konserwatorskich. Obecnie, po trzyletnim częściowym zamknięciu klasztoru na czas renowacji, Giravolt zapewnia społeczeństwu możliwość pozostania w kontakcie z tym kultowym miejscem pomimo zamkniętych drzwi.

Ich chmury punktów przyczyniają się do wciągającej dokumentacji dziedzictwa, umożliwiając publiczności wirtualne oglądanie i dołączanie do podróży procesu konserwacji na przestrzeni lat. Po zakończeniu prac konserwatorskich, ponownie zeskanują klasztor, zapewniając pełny zapis i sposób na doświadczenie zakresu renowacji. 

Ten model 3D krużganka Królewskiego Klasztoru Santa Creus oferuje wirtualny spacer, podczas którego odwiedzający mogą szczegółowo poznać gotycką architekturę z początku XIV wieku.  - Źródło: Departament Kultury Katalonii

" Wiele osób, które po raz pierwszy widzą efekt przechwytywania rzeczywistości, jest pod wrażeniem rezultatów i uważa je za spektakularne. Ludzie tacy jak politycy widzą modele 3D i wyobrażają sobie, w jaki sposób mogą je wykorzystać, aby przyciągnąć więcej osób do miejsc i zwiększyć zaangażowanie" - zastanawia się Gonzalez.

W ten sposób cyfryzacja miejsc dziedzictwa przez Giravolt ma wiele namacalnych, pozytywnych skutków dla Katalonii, realizując swoją misję uhonorowania, zachowania i dzielenia się katalońską kulturą.