Сохранение культурного наследия с помощью 3D-технологий

Однако неблагоприятные погодные условия, вандализм и просто течение времени могут затруднить сохранение культурного наследия. К счастью, 3D-технологии, возможно, могут решить эту проблему. Действительно, 3D-сканирование и 3D-печать уже давно используются в этой сфере, особенно благодаря таким проектам, как Scan the World и Twin It!, оба из которых направлены на сбор данных о важном культурном наследии с целью создания общего пространства данных о нем. Вот почему мы решили показать, как 3D-технологии используются не только для сохранения культурного наследия, но и для того, чтобы сделать его доступным для более широкой аудитории на некоторых из самых интересных примеров со всего мира.

Головы острова Пасхи

Статуи Моаи на Рапа-Нуи, более известные как головы острова Пасхи, всегда поражали воображение всего мира, становясь главными героями фильмов, телешоу и многого другого. Однако в октябре 2022 года произошла катастрофа. Пожар повредил многие статуи на площади в 100 гектаров, и местные жители посчитали это непоправимым ущербом для археологического объекта. 

Познакомимся со Scan the World, проектом от MyMiniFactory, который является крупнейшей экосистемой для обмена цифровыми 3D-отсканированными культурными артефактами. После этого инцидента Scan the World призвал пользователей удвоить усилия по сканированию и 3D-печати объектов, чтобы сохранить мировое наследие. Они также поделились файлами, которые позволят людям печатать самостоятельно. Отличный способ превратить трагедию в надежду!

Оцифрованное изображение (слева) и то, как оно будет выглядеть в напечатанном виде (справа) статуи Моаи (изображение предоставлено: Scan the World)

Инструменты маори, напечатанные на 3D-принтере

3D-печать также используется для создания копий культурных объектов, которые могут быть хрупкими и ценными, например, инструменты маори. У маори материковой части Новой Зеландии, которые являются коренным полинезийским народом, есть инструменты, которые несут в себе большую культурную значимость. Профессор Олаф Дигель из Оклендского университета совместно с общиной маори решили воссоздать путатару (трубу из раковины) и пукеа (длинную трубу, традиционно вырезаемую из дерева) с помощью 3D-печати. Используя КТ-сканирование, Дигель сформировал 3D-модели с формами, необходимыми для точного воссоздания звука инструментов. Эти копии не предназначены для замены оригинальных инструментов, а служат в образовательных целях.

Копирование Ведических Писаний

С момента своего основания в 2006 году доктором П. Р. Мукундом некоммерческий фонд Tara Prakashana, базирующийся в Бангалоре, сохранил более 3300 пальмовых листьев с рукописями, в основном касающихся многовековой ведической литературы и учений. Ведизм оказал большое влияние на ранний индуизм, и миссия фонда — сохранять и передавать знания из этих древних ведических источников. В 2024 году Тара Пракашана открыл первую в Индии лабораторию 3D-печати для сохранения рукописей, а их первым проектом стала 3D-печать старейшей в мире копии Бхагавадгиты, индуистского писания. Используя FDM 3D-принтер, команда воссоздаст писание с помощью филамента, гарантируя, что текст будет сохранен для будущих поколений.

Реновация традиционного китайского дома с помощью 3D-печати

В Китае профессора Гонконгского университета отреставрировали старый деревянный дом, интегрировав стены, напечатанные на 3D-принтере. Этот проект под названием Traditional House of the Future сочетает традиционную архитектуру с современными технологиями, чтобы оживить сельский пейзаж и адаптироваться к нуждам сообщества. В рамках правительственной инициативы в деревне Наньлун команда проекта отсканировала и разобрала на части оригинальную конструкцию, а затем расширила ее с помощью 3D-печатных стен. Эти новые дополнения позволили создать более функциональные пространства, такие как входной двор, кухня и ванные комнаты, что увеличило площадь жилого помещения. После постройки стен оригинальные элементы, такие как деревянный каркас и черепичная крыша, были восстановлены. Этот подход еще раз демонстрирует, как 3D-печать помогает сохранить архитектурное наследие, внедряя при этом устойчивые и адаптируемые решения.

Авторы изображений: Лидия Ратой/Джон Лин

Реконструкция храма Баала в Пальмире

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего воссоздали в цифровом виде древний храм Бэла в Пальмире, разрушенный в 2015 году во время гражданской войны в Сирии. Используя более 1000 фотографий, сделанных до его разрушения, с помощью 3D-моделирования была создана фотореалистичная модель высокого разрешения, которая сохранила каждую архитектурную и художественную деталь храма, включая произведения искусства и надписи, которые его покрывали. Реконструкция храма с использованием этих методов заняла год, поскольку это беспрецедентный проект. Теперь модель является частью хранилища университета и служит ключевым ориентиром для сохранения наследия и будущих реконструкций.

Реставрация Фонтана ди Мелограно

Еще один очень интересный проект реализуется кафедрой земли, окружающей среды и геоинженерии Политехнического университета Турина, которая выбрала 3D-сканер Handyscan компании Creaform для улучшения документирования и реставрации памятников культуры. Кафедра уже использовала технологию дистанционного сбора данных LIDAR, но этот метод больше подходит для картографирования, чем для сканирования мелких деталей. Поэтому необходимо было внедрить 3D-сканирование. Этот инструмент обеспечивает высокую точность (до 0,05 мм) при портативности и простоте использования. Используя его, ученые кафедры отсканировали Фонтан ди Мелограно в средневековой крепости Валентино в Турине, чтобы восстановить памятник.

Слева — фотография Фонтана ди Мелограно; справа — цифровые снимки

3D-реконструкция гробницы Сети I с использованием сканирования LiDAR

В 2001 году Factum Arte начал детальное документирование гробницы Сети I в Долине царей. Целью было создание высокоточной копии археологической достопримечательности. Сканер FARO Focus 3Dx230 использовался для измерения архитектурной структуры и пространственных отношений внутри гробницы. Сканер LiDAR запечатлел геометрию гробницы с 70 различных позиций, со средним расстоянием между точками от 1,5 до 3 мм. Хотя технология LiDAR обеспечивает точные пространственные данные, ее недостаточно для захвата мелких деталей поверхности в высоком разрешении.

Для решения этой проблемы фонд Factum Foundation разработал 3D-сканер Lucida, который хорошо подходит для сканирования барельефов, расписных стен и резного орнамента и может фиксировать до 100 миллионов точек на квадратный метр, обеспечивая настолько высокое разрешение, что становятся видны даже мелкие трещины и мазки кисти. Полученные данные лазерного сканирования затем были зарегистрированы в Faro Scene для создания облака точек в формате E57. Затем фотографии были оптимизированы в Lightroom для улучшения экспозиции, четкости и цвета, после чего данные были импортированы в Reality Capture для дальнейшей обработки. После этого была проведена пошаговая реконструкция: изображения были разделены по комнатам, индивидуально выровнены и экспортированы по компонентам. Наконец, все части были зарегистрированы и объединены с использованием данных лазерного сканирования.

Облако точек лазерного сканирования и фотографий, объединенных в RealityCapture. (Источник изображения: Factum Foundation Modifié)

Цифровая документация объекта всемирного наследия ЮНЕСКО Полоннарува

Объект Всемирного наследия ЮНЕСКО Полоннарува на Шри-Ланке представляет собой руины древнего сада, созданного Паракрамабаху I в XII веке. В марте 2019 года группа провела восьмидневную полевую экспедицию с целью документирования этого важного объекта культурного наследия. Целью было создание цифровой записи руин и предоставление данных для будущих реставраций. Документация была основана на сети цифровых моделей шестнадцати структур, полученных с помощью лазерного сканирования и фотографии. Затем из 3D-сканов были получены планы этажей, профили и фасады, чтобы предоставить полную картину археологического объекта. Главным преимуществом фотограмметрии является ее бесконтактный метод записи, что особенно важно при обследовании культурного памятника.  Кроме того, команда объединила аэрофотосъёмку и наземную фотографию с лазерным сканированием для создания моделей высокого разрешения с точной геометрией и цветовыми данными. Программное обеспечение RealityCapture также оказалось важным дополнением, так как оно позволило эффективно комбинировать фотографии и лазерное сканирование при обработке больших объемов данных.

Скриншот из RealityCapture. (Источник изображения: RealityCapture)

Создание исторических фильмов с помощью 3D-сканеров

Не секрет, что конфликты и войны оказывают тяжелое влияние на наследие и культуру. Ирак, например, является одной из стран, пережившей множество разрушений. В то же время эта область богата историей, так как некогда была частью Месопотамии, колыбели цивилизации. Несколько лет назад режиссер Иван Эрхель инициировал кинопроект, чтобы задокументировать культурное богатство этой области. Эта история о человеке, который хочет сохранить то, что осталось от наследия Ирака, используя 3D-оцифровку. Несколько решений Artec3D было использовано для сканирования страны, от ее небольших объектов до стен высотой в несколько метров. Иван Эрхель объясняет: «В разные моменты истории Багдад был на вершине мира. Возможно, теперь мы сможем немного объединить страну, а также напомнить миру, чем мы все обязаны Месопотамии — поскольку 90% нашей культуры берет свое начало отсюда, мы обязаны им всем».

Картографирование Пятничной мечети в Мальдивском Мале

Мале Хукуру Миский, что в переводе означает «Пятничная мечеть», является одним из важнейших исторических мест на Мальдивах и расположена в столице, Мале. Хукуру Миский в настоящее время включен в предварительный список объектов всемирного наследия ЮНЕСКО. Объект, построенный в 1658 году во время правления султана Ибрагима Искандара, включает в себя здание мечети, кладбище 17-го века и минарет. Это самое большое здание в мире, построенное с использованием кораллов. Для официального включения в список ЮНЕСКО необходимо предоставить подробную документацию по комплексу мечети и дальнейшим работам по консервации и реставрации. В связи с этим Департамент культурного наследия Мальдив поручил компании Water Solutions Pvt Ltd провести 3D-картографирование объекта, восполнив нехватку чертежей или исторических документов, связанных с его строительством.

Компания Water Solutions, специализирующаяся на экологическом картографировании и консалтинге, использовала лазерный сканер Leica BLK360, тахеометр Leica Viva TS16 и ровер Leica GS18 T GNSS RTK. Несмотря на трудности, связанные с ограниченным пространством и сложными архитектурными деталями, благодаря этим инструментам ученые смогли охватить весь археологический объект всего за несколько дней. Оцифровка комплекса позволит сохранить его архитектуру и поддержать будущие реставрационные работы. Собранные данные будут использованы для восстановления крыши и в качестве основы для официальной заявки на включение в список ЮНЕСКО.

Повышение доступности культурного наследия с помощью 3D-печати

Среди применений аддитивного производства в секторе искусства и культурного наследия — работа итальянской компании Hi.Stories. Миссия компании — обогатить культурное наследие с помощью 3D-технологий, используя их потенциал для создания интерактивных произведений для достопримечательностей. В частности, компания Hi.Stories использует технологию трехмерной печати для создания тактильных путей для людей с нарушениями зрения и повышения доступности музеев. Кроме того, компания производит трехмерную печать артефактов в образовательных целях или когда они временно переданы на выставки, что позволяет культурным учреждениям демонстрировать копии экспонатов публике.

3D-печати скрипки Паганини для культурного посредничества

В ознаменование 70-летия Премии Паганини в 2023 году одноименный организатор разработал особую маркетинговую стратегию. Компания Конкурса Паганини совместно с итальянской компанией 3D-печати 3DiTALY из Рима напечатала на 3D-принтере знаменитую скрипку «Il Cannone» композитора и «скрипача дьявола» Паганини. Оригинал, изготовленный скрипичным мастером Гварнери, можно найти в Палаццо Турси в Генуе. Он был измерен с помощью 3D-сканирования, а затем перепечатан 1:1. Для этого 3DiTALY использовала процесс SLA и белую смолу. Одной из особых проблем было множество деталей и необходимые опорные конструкции, которые нужно было аккуратно удалить после печати. ​​Затем изображение с 3D-принтера было оснащено красными нейлоновыми струнами. Для мэра Генуи Марко Буччи скрипка, напечатанная на 3D-принтере, — это не просто умная маркетинговая инициатива, но и современный подход к культурному образованию. Скрипка призвана пробудить интерес к истории (музыки) и дать новую жизнь пыльному образу Паганини. «Это отличная рекламная инициатива для Конкурса Паганини, которая также будет популярна среди молодежи. 

Мы, в свою очередь, также помогаем сохранять исторические наследие и рассказываем о применении аддитивных технологий в образовании и культуре, как это было, например, в нашем недавнем кейсе.

Если у вас есть задача, связанная с 3D-сканированием или печатью исторических объектов - пишите на нашу почту mail@3dvision.su , мы с радостью поможем воплотить идею в реальность!

Поделитесь в комментариях, какое использование 3D-технологий для культурного наследия вам понравилось больше всего? 

Реклама. OOO "3Д Вижн". ИНН: 7802253640