16.09.2015TECH

Skanownie 3D ocali zabytki

Jak uratować zabytkowy kościół, kamienicę, zamek, a nawet obóz koncentracyjny przed zniszczeniem i zapomnieniem? Wykorzystując skanowanie 3D, które umożliwia przenoszenie zabytków w świat wirtualny, analizę ich stanu i planowanie prac konserwacyjnych.

Ruch uliczny, zmienne warunki pogodowe, zanieczyszczenie powietrza i różnego rodzaju remonty nie ułatwiają życia wiekowym budowlom. Mikroruchy i przesunięcia pozycji mogą przyczyniać się do pogorszenia stanu zabytkowych konstrukcji. Z pomocą przychodzi nowoczesna technologia – skanowanie 3D pozwalające tworzyć trójwymiarowe plany i modele, umożliwiając w ten sposób analizę wszystkich czynników wpływających na stan zabytków.

Jak działa skanowanie?

Skanowanie 3D to proces, w którym trójwymiarowy obiekt zostaje opisany przez chmurę współrzędnych, z których każda posiada dodatkowy atrybut – natężenie odbicia (reflection), dzięki czemu oglądając skan widać obraz. O ile pomiar GPS w najszybszych odbiornikach pozwala na zapis 100 punktów na sekundę, o tyle skanery wykonują pomiar 1 mln punktów na sekundę. Dlatego też analiza określonych struktur budynków nie jest problemem dla urządzeń tego typu. Są one w stanie badać zarówno wnętrza, jak i fasady zabytków.

Skany i analiza zmian wskazują na ewentualne różnice w położeniu czy też kondycji budowli. Dzięki tej metodzie reakcja konserwatorów i właścicieli obiektów narażonych na działanie czasu i czynników zewnętrznych może być o wiele szybsza i przyczynić się do zachowania skarbów kultury w jak najlepszym stanie.

„Skanowanie budynków, przygotowywanie ich wirtualnych planów i analiza kondycji przyczynia się do uratowania zabytków. Niekiedy może być to jedyne wyjście z sytuacji, kiedy wszystkie inne metody analiz zawiodły” – mówi Kajetan Terlecki z firmy Geopryzmat oferującej skanery 3D.

Konserwacja i naprawy

Z technologii skanowania laserowego w celu „zabezpieczania budowli” skorzystano m.in. w przypadku kościoła św. Anny w Warszawie. Stabilność zabytkowej świątyni była zagrożona z powodu osuwającej się skarpy, która przyczyniła się do powstania pęknięć w ścianach. Obraz 3D wraz z precyzyjną geolokalizacją umożliwił identyfikację wszystkich uszkodzeń murów, a tym samym zaplanowanie koniecznych prac konserwatorskich, które bez wykorzystania danych pochodzących ze skanowania 3D byłyby niemożliwe do pozyskania.

„Obok czysto wizualnych korzyści płynących z możliwości tworzenia komputerowych obrazów, przestrzenna forma rejestracji pozwala na szczegółową analizę materiałową i typologiczną dokumentowanych zabytków. W porównaniu z klasycznymi metodami dokumentacji, obraz 3D jest pełniejszym i dokładniejszym merytorycznym źródłem informacji. Uzyskane dane przestrzenne pozwalają na prowadzenie nie tylko prac projektowo–rekonstrukcyjnych, ale także są podstawą do ewentualnego wykonania fizycznych replik zeskanowanych obiektów. Drugim obszarem zastosowania modeli 3D jest popularyzacja informacji o zabytkach” – informuje Narodowy Instytut Dziedzictwa, bezpośrednio zaangażowany w proces przenoszenia kościoła św. Anny w świat wirtualny.

Na bieżąco skanuje się również budowle zabytkowego obozu koncentracyjnego Auschwitz-Birkenau. Drewniane baraki oraz miejsca kaźni setek tysięcy przebywających w Oświęcimiu więźniów rokrocznie trafiają na zdigitalizowane plany powstające właśnie dzięki skanerom 3D. Wykonuje się je z podobnego powodu jak w przypadku kościoła św. Anny. Chodzi o sporządzenie dokumentacji, która pozwalałaby na analizę stanu budynków znajdujących się na terenie byłego niemieckiego obozu koncentracyjnego.

Skan najcenniejszych zabytków pozwala na zachowanie informacji o nich po wsze czasy. Ewentualne uszkodzenia można wykryć szybciej niż w przypadku tradycyjnych metod, a np. w razie pożaru z łatwością daje się odtworzyć najmniejszy detal spalonego zabytku. W ten sposób udałoby się uratować chociażby kościół św. Doroty w łódzkich Mileszkach, powstały w 1766 r. Strawił go płomień i szanse na precyzyjną odbudowę na minimalne. Gdyby tylko został przeniesiony w rzeczywistość wirtualną, problem byłby zdecydowanie mniejszy” – stwierdza Kajetan Terlecki.

Rzeźby i fasady

W ramach użycia skanerów w pałacu-muzeum w Wilanowie wykonano przestrzenną dokumentację 3D wybranych obiektów: 18 antycznych waz greckich, 32 rzeźb biskwitowych, 4 ogrodowych waz piaskowcowych oraz sarkofagu poświęconego Stanisławowi Kostce Potockiemu. Przeprowadzone zostały także pomiary powierzchni wszystkich ścian i sufitu Gabinetu Chińskiego Króla (ponad 90 m2 zmierzonych z dokładnością 100 punktów pomiarowych na mm2). Do realizacji opisanych zadań wykorzystano najbardziej zaawansowane technologie pomiarowe, w tym sterowane komputerowo roboty przemysłowe zmieniające położenie skanera oraz głowice pomiarowe umożliwiające skanowanie z dokładnością do 2500 punktów na mm2.

fot. Muzeum Pałac w Wilanowie
fot. Muzeum Pałac w Wilanowie

Skanowanie laserowe bez wątpienia pomaga w dokumentacji i zachowaniu dziedzictwa, jakim są zabytkowe budowle dla przyszłych pokoleń. Nabiera to szczególnego znaczenia w tej chwili, kiedy jesteśmy świadkami utraty budowli zabytkowych o nieocenionej wartości (wydarzenia w Syrii – niszczenie zabytków przez Państwo Islamskie przyp. red.)” – informuje Elżbieta Grygiel, kierownik działu komunikacji społecznej Muzeum Pałacu Króla Jana III Sobieskiego w Wilanowie. „Wykorzystanie technologii 3D jest innowacyjne i kosztowne, jednak wraz z rozwojem nowych technologii procesy stosowania skanerów staną się powszechne. Nasze muzeum jest swego rodzaju pionierem w tej kwestii. Mamy nadzieje, że nasze doświadczenia posłużą za podstawę dla działania innych instytucji” – dodaje Grygiel.

Czy zatem w najbliższym czasie należy spodziewać się skanerów pracujących przed każdym zabytkiem w kraju? Zapewne nie. Ale liczba skanowań będzie rosła, bo to obecnie jedyna szansa na 100-procentowo zgodne z rzeczywistością odwzorowanie obiektów, pozwalające ocalić historię od zapomnienia.

Komentarze
comments powered by Disqus
Newsletter
Zapisz się na bezpłatny newsletter.