3D-сканирование в реставрации
ЗD-сканеры все чаще используют как эффективный инструмент для реставрационных работ. Они позволяют быстро и бесконтактно оцифровывать фасады, интерьеры, музейные экспонаты и древние памятники архитектуры — с целью их диагностики, восстановления, архивации.
Какие задачи решают 3D-сканеры
Сохранение и восстановление культурного наследия требует внимания к деталям и высокой точности, добиться которой позволяют 3D-сканеры. Они измеряют объекты любых размеров и форм, захватывают текстуру и цвет для реалистичных изображений.
Точную цифровую копию можно изучать в деталях с любого ракурса, анализируя состояние объекта и моделируя варианты его восстановления.
Традиционные архивы состоят из рисунков, фотографий, видео. Этого часто бывает недостаточно для реставрации, если объект поврежден пожаром или другими стихийными бедствиями. Тогда на помощь приходит 3D-сканирование, с помощью которого можно воссоздать точную цифровую модель разрушенной ценности.
Какие задачи решают 3D-сканеры
Сохранение и восстановление культурного наследия требует внимания к деталям и высокой точности, добиться которой позволяют 3D-сканеры. Они измеряют объекты любых размеров и форм, захватывают текстуру и цвет для реалистичных изображений.
Точную цифровую копию можно изучать в деталях с любого ракурса, анализируя состояние объекта и моделируя варианты его восстановления.
Традиционные архивы состоят из рисунков, фотографий, видео. Этого часто бывает недостаточно для реставрации, если объект поврежден пожаром или другими стихийными бедствиями. Тогда на помощь приходит 3D-сканирование, с помощью которого можно воссоздать точную цифровую модель разрушенной ценности.
Оцифровка экспоната для виртуального архива Музея истории Тюменского региона обслуживания РЖД. Источник: https://www.youtube.com/watch?v=eDfz2nFQjMw
Цифровая модель экспоната
Оцифровка экспоната для виртуального архива Музея истории Тюменского региона обслуживания РЖД. Источник: https://www.youtube.com/watch?v=eDfz2nFQjMw
Цифровая модель экспоната
3D-сканеры позволяют:
- фиксировать не только верхний слой объекта, но и глубину, текстуру, форму;
- рассматривать объект под разными углами, в разном масштабе;
- точно определять участки, нуждающиеся в реставрации; -действовать быстро. Скорость критически важна, когда объект разрушается буквально на глазах;
- Создавать цифровые архивы и копии для научных, образовательных и просветительских целей.
3D-сканеры позволяют:
- фиксировать не только верхний слой объекта, но и глубину, текстуру, форму;
- рассматривать объект под разными углами, в разном масштабе;
- точно определять участки, нуждающиеся в реставрации; -действовать быстро. Скорость критически важна, когда объект разрушается буквально на глазах;
- Создавать цифровые архивы и копии для научных, образовательных и просветительских целей.
Диагностика
Произведения искусства представляют собой сложную комбинацию материалов, подверженных изменениям под воздействием микроклиматических условий и механическим повреждениям.
Современные 3D-сканеры позволяют получить информацию о геометрии поверхности с высокой степенью точности: от десятков до сотен микрометров. Этого достаточно для распознавания незаметных на первый взгляд изменений в состоянии полотен, поверхности монументов или стен.
При этом критически важно ограничить физический контакт с поверхностью исследуемого объекта, ведь цена случайного повреждения слишком велика. Все эти возможности предоставляет 3D-сканирование.
Диагностика
Произведения искусства представляют собой сложную комбинацию материалов, подверженных изменениям под воздействием микроклиматических условий и механическим повреждениям.
Современные 3D-сканеры позволяют получить информацию о геометрии поверхности с высокой степенью точности: от десятков до сотен микрометров. Этого достаточно для распознавания незаметных на первый взгляд изменений в состоянии полотен, поверхности монументов или стен.
При этом критически важно ограничить физический контакт с поверхностью исследуемого объекта, ведь цена случайного повреждения слишком велика. Все эти возможности предоставляет 3D-сканирование.
Сохранение того, что можно запечатлеть в цифровом формате
Древние реликвии теперь можно сделать доступными для всех
Сохранение того, что можно запечатлеть в цифровом формате
Древние реликвии теперь можно сделать доступными для всех
Кейс: исследование 200-летней фрески
В китайской провинции Чжэцзян в результате стихийного бедствия оказался затоплен храм с 200-летней фреской. Нижняя часть фрески долго находилась под водой и была утрачена, а сохранившаяся часть сильно деформировалась.
Кейс: исследование 200-летней фрески
В китайской провинции Чжэцзян в результате стихийного бедствия оказался затоплен храм с 200-летней фреской. Нижняя часть фрески долго находилась под водой и была утрачена, а сохранившаяся часть сильно деформировалась.
Левая половина фрески до реставрации
Правая половина фрески до реставрации
Левая половина фрески до реставрации
Правая половина фрески до реставрации
Перед специалистами стояла задача собрать данные для анализа состояния фрески. Требовалось, во-первых, сделать это бесконтактно, во-вторых, как можно быстрее, ведь поврежденная поверхность продолжала разрушаться.
В проекте использовался Shining EinScan HX — ручной 3D-сканер с цветной камерой. Он собирает данные с очень высокой скоростью — до 1,2 млн точек в секунду — и точностью до 0,04 мм.
Перед специалистами стояла задача собрать данные для анализа состояния фрески. Требовалось, во-первых, сделать это бесконтактно, во-вторых, как можно быстрее, ведь поврежденная поверхность продолжала разрушаться.
В проекте использовался Shining EinScan HX — ручной 3D-сканер с цветной камерой. Он собирает данные с очень высокой скоростью — до 1,2 млн точек в секунду — и точностью до 0,04 мм.
Сканирование фрески
Сканирование фрески
Специалисты получили точную информацию быстро и безопасно для фрески, несмотря на ее внушительную площадь — 3х4 м. На основе собранных данных была проведена реставрация.
Специалисты получили точную информацию быстро и безопасно для фрески, несмотря на ее внушительную площадь — 3х4 м. На основе собранных данных была проведена реставрация.
Фреска после реставрации
Фреска после реставрации
Восстановление
3D-сканеры позволяют создавать высокоточные цифровые копии объектов культурного наследия. Трехмерные изображения обладают массой преимуществ: их можно многократно увеличивать и даже делить на слои для проведения различных измерений. Анализируя цифровые модели, специалисты успешно воссоздают утраченные фрагменты исторических ценностей.
Так, например, при реставрации здания музея Максима Горького в Нижнем Новгороде был использован 3D-сканер RangeVision Spectrum. Сложные декоративные элементы дома сканировались, затем разрушенные фрагменты восстанавливались в цифровом виде. Трехмерное сканирование позволило полностью автоматизировать воссоздание орнамента.
Восстановление
3D-сканеры позволяют создавать высокоточные цифровые копии объектов культурного наследия. Трехмерные изображения обладают массой преимуществ: их можно многократно увеличивать и даже делить на слои для проведения различных измерений. Анализируя цифровые модели, специалисты успешно воссоздают утраченные фрагменты исторических ценностей.
Так, например, при реставрации здания музея Максима Горького в Нижнем Новгороде был использован 3D-сканер RangeVision Spectrum. Сложные декоративные элементы дома сканировались, затем разрушенные фрагменты восстанавливались в цифровом виде. Трехмерное сканирование позволило полностью автоматизировать воссоздание орнамента.
Образцы деревянной резьбы оцифровали оптическим сканером. По сканам создали 3D-модели и восстановили утраченные фрагменты в электронном виде. Источник: rangevision.com
Образцы деревянной резьбы оцифровали оптическим сканером. По сканам создали 3D-модели и восстановили утраченные фрагменты в электронном виде. Источник: rangevision.com
Кейс: реставрация шумерской статуи
Осенью 2020 года специалисты из МГУ им. М. В. Ломоносова провели 3D-сканирование оригинальных фрагментов статуи шумерского царя Гудеа из коллекции отдела Древнего Востока Пушкинского музея.
Отсканированные с помощью сканера Artec Space Spider фрагменты были встроены в 3D-модель аналогичной скульптуры. Шумерский правитель обычно изображался либо сидящим, либо стоящим на ногах.
Кейс: реставрация шумерской статуи
Осенью 2020 года специалисты из МГУ им. М. В. Ломоносова провели 3D-сканирование оригинальных фрагментов статуи шумерского царя Гудеа из коллекции отдела Древнего Востока Пушкинского музея.
Отсканированные с помощью сканера Artec Space Spider фрагменты были встроены в 3D-модель аналогичной скульптуры. Шумерский правитель обычно изображался либо сидящим, либо стоящим на ногах.
Расположение надписи на плече и линия скоса края одежды на спине позволили сделать вывод, что статуя из ГМИИ им. А.С. Пушкина изображала именно стоящего Гудеа. Благодаря работе с 3D-моделью стало ясно, что масштаб и форма фрагментов позволяет разместить в статуе лишь четыре из них. Оставшиеся два фрагмента, по всей видимости, принадлежат к другим статуям.
Расположение надписи на плече и линия скоса края одежды на спине позволили сделать вывод, что статуя из ГМИИ им. А.С. Пушкина изображала именно стоящего Гудеа. Благодаря работе с 3D-моделью стало ясно, что масштаб и форма фрагментов позволяет разместить в статуе лишь четыре из них. Оставшиеся два фрагмента, по всей видимости, принадлежат к другим статуям.
Плечо статуи
Плечо статуи
Кейс: реставрация Триумфальной арки II-III века
В 2015 году террористы взорвали Триумфальную арку в сирийском городе Пальмира. Центр спасательной археологии Центр спасательной археологии Института истории материальной культуры (ИИМК) РАН инициировал работы по реставрации облика исторического памятника. Компания Globatek выступила поставщиком оборудования для реализации проекта — трех 3D-сканеров Artec Eva.
Кейс: реставрация Триумфальной арки II-III века
В 2015 году террористы взорвали Триумфальную арку в сирийском городе Пальмира. Центр спасательной археологии Центр спасательной археологии Института истории материальной культуры (ИИМК) РАН инициировал работы по реставрации облика исторического памятника. Компания Globatek выступила поставщиком оборудования для реализации проекта — трех 3D-сканеров Artec Eva.
Историческое фото Триумфальной арки. Источник: ИИМК РАН
Компьютерная реконструкция Триумфальной арки
Историческое фото Триумфальной арки. Источник: ИИМК РАН
Компьютерная реконструкция Триумфальной арки
3D-реконструкция геометрии и текстуры фрагментов Арки позволила исследовать их, провести цифровое восстановление памятника, увидеть недостающие места и выработать общую концепцию реставрации.
3D-реконструкция геометрии и текстуры фрагментов Арки позволила исследовать их, провести цифровое восстановление памятника, увидеть недостающие места и выработать общую концепцию реставрации.
Архивация
3D-сканирование позволяют любые ценные объекты переводить в цифровой формат. Виртуальный архив — это отличный способ сохранения всех данных об объекте, включая его цвет, форму, дефекты.
Цифровые архивы не могут уничтожены в результате стихийного бедствия, изменившегося микроклимата помещения или непрофессионализма хранителей. При необходимости копий всегда могут быть восстановлены. При этом они не требуют специальных условий хранения.
Архивация
3D-сканирование позволяют любые ценные объекты переводить в цифровой формат. Виртуальный архив — это отличный способ сохранения всех данных об объекте, включая его цвет, форму, дефекты.
Цифровые архивы не могут уничтожены в результате стихийного бедствия, изменившегося микроклимата помещения или непрофессионализма хранителей. При необходимости копий всегда могут быть восстановлены. При этом они не требуют специальных условий хранения.
3D-сканирование в Музее Джона Соуна (Лондон)
3D-сканирование в Музее Джона Соуна (Лондон)
Еще одно преимущество цифрового архива — его доступность. Виртуальные копии картин или скульптур можно легко передавать научным институтам, университетам и школам в любые города и страны. Таким образом, цифровые архивы — важная часть науки и образования в современном мире.
Еще одно преимущество цифрового архива — его доступность. Виртуальные копии картин или скульптур можно легко передавать научным институтам, университетам и школам в любые города и страны. Таким образом, цифровые архивы — важная часть науки и образования в современном мире.
Визуализация площади Пьяцца Маджоре в Болонье и фасада базилики. Использовался сканер FARO Focus3D X 330
Отсканированный рельеф базилики
Визуализация площади Пьяцца Маджоре в Болонье и фасада базилики. Использовался сканер FARO Focus3D X 330
Отсканированный рельеф базилики
Кейс: архивация прядильной фабрики
Корейская компания CBT Solutions занимается создание и сохранением цифровых моделей старых зданий, разрушенных в силу исторических причин. Один из проектов — архивирование 3D-модели прядильной фабрики 1930-х гг.
Поскольку никаких чертежей, с которыми можно было бы работать, не сохранилось, специалисты использовали 3D-сканер для получения точных размеров здания.
Кейс: архивация прядильной фабрики
Корейская компания CBT Solutions занимается создание и сохранением цифровых моделей старых зданий, разрушенных в силу исторических причин. Один из проектов — архивирование 3D-модели прядильной фабрики 1930-х гг.
Поскольку никаких чертежей, с которыми можно было бы работать, не сохранилось, специалисты использовали 3D-сканер для получения точных размеров здания.
Руины фабрики
Руины фабрики
По словам основателя CBT Solutions, сложно привлечь внимание местных жителей к проекту, используя лишь рисунки и фотографии. 3D-модели позволяют не только записывать точные данные, но сделать информацию доступной неограниченному кругу людей.
По словам основателя CBT Solutions, сложно привлечь внимание местных жителей к проекту, используя лишь рисунки и фотографии. 3D-модели позволяют не только записывать точные данные, но сделать информацию доступной неограниченному кругу людей.
Выводы: как используются 3D-сканеры в реставрации
ЗD-сканеры позволяют быстро и бережно оцифровывать объекты культурного наследия. При этом они лучше традиционных инструментов справляются с диагностикой состояния ценностей. Преимущества 3D-сканеров:
- более высокая скорость работы по сравнению с традиционными инструментами записи;
- высокая точность. 3D-сканер захватывает мельчайшие детали, невидимые невооруженным глазом;
- 3D-сканирование позволяет сохранить все особенности объекта, включая его текстуру и цвет;
- исключены риски, связанные с недостатками оптики и человеческим фактором.
В сочетании со специальным софтом ЗD-сканеры предоставляют уникальные возможности для визуализации и архивации объектов. На основе трехмерных создаются цифровые модели, которые являются надежным способом сохранить первоначальный облик предмета.
Выводы: как используются 3D-сканеры в реставрации
ЗD-сканеры позволяют быстро и бережно оцифровывать объекты культурного наследия. При этом они лучше традиционных инструментов справляются с диагностикой состояния ценностей. Преимущества 3D-сканеров:
- более высокая скорость работы по сравнению с традиционными инструментами записи;
- высокая точность. 3D-сканер захватывает мельчайшие детали, невидимые невооруженным глазом;
- 3D-сканирование позволяет сохранить все особенности объекта, включая его текстуру и цвет;
- исключены риски, связанные с недостатками оптики и человеческим фактором.
В сочетании со специальным софтом ЗD-сканеры предоставляют уникальные возможности для визуализации и архивации объектов. На основе трехмерных создаются цифровые модели, которые являются надежным способом сохранить первоначальный облик предмета.
Сканеры для реставрации
Получить консультацию по выбору 3D‐сканера
Я подтверждаю достоверность введенных мною сведений и даю согласие на обработку моих персональных данных в соответствие c политикой конфиденциальности и пользовательским соглашением.