Tehnike kreiranja 3D modela spomenika kulture

Digitalna konzervacija kulturno-istorijskih spomenika postaje sve više prisutna kao efektan način dokumentacije i moćno sredstvo za promociju spomenika kulture. Glavni pokretač je konstantan razvoj opreme i metoda kojima se kreiraju realistični 3D modeli za potrebe dokumentacije, prezervacije i konzervacije spomenika. J0š jedan pokretač je sve veća potreba arheologa i konzervatora za digitalnom dokumentacijom koja uveliko ubrzava i podiže kvalitet njihovog rada. 

Dva su generalna pristupa kreiranju modela određenog spomenika kulture: kreiranje realističnog modela prikupljanjem podataka sa lica mjesta i kreiranje modela softerskim modelovanjem.

Kreiranje realističnog modela

Kod ove metode koriste se instrumenti (3d skener, fotoaparat, dron) kojima se prikupljaju podaci o obliku, teksturama i boji na licu mjesta. Na ovaj način se kreira realistični 3D model koji predstavlja „digitalni blizanac“ spomenika kulture. 

Kreiranje softverskim modelovanjem

Ovaj način kreiranja modela podrazumijeva softversko modelovanje na osnovu poznatih informacija (presjeka, osnova, skica, fotografija itd) pri čemu se generiše model kojem kreator daje oblik, teksturu i boju. Jasno je da ovakvo kreiranje 3D modela ne može biti vjerodostojno i precizno kao 3D realistični model ali je u prošlom vremenu, kada današnja oprema nije postojala ili je bila veoma skupa, ovo bio jedini način digitalne 3D prezentacije spomenika kulture. 

Kreiranje realističnog modela - Prikupljanje podataka sa terena

Postoje dvije metodologije prikupljanja podataka sa terena, jedna je bazirana na optičkim senzorima (3D lasersko skeniranje), a druga na fotografijama (fotogrametrija). I jedna i druga metoda imaju prednosti i mane pa se za kreiranje 3D modela i za postizanje najboljeg rezultata najčešće koristi njihova kombinacija. 

3D lasersko skeniranje

3D lasersko skeniranje podrazumijeva korišćenje 3D laserskih skenera za prikupljanje podataka sa lica mjesta. 3D skener daje informacije o udaljenosti tačaka koje se nalaze u njegovoj blizini. Osim informacije o udaljenosti tačaka, dobijaju se i informacije o njihovoj teksturi i boji. Na ovaj način se formira oblak tačaka „point cloud“ koji nam daje podatke o skeniranom prostoru. Tokom skeniranja, skener se pomjera na više lokacija da bi se lokacija skenirala iz više uglova. Ovako dobijeni pojedinačni setovi oblaka tačaka se kasnije u odgovarajućem softveru spajaju kako bi se dobio jedinstven 3D model. 3D skeniranje ima široku primjenu u kulturnom sektoru iako je oprema prilično skupa i tekstura uglavnom nije na zadovoljavajućem nivou. 

Fotogrametrija

Fotogrametrija koristi matematičke transformacije kako bi 2D informacije sa fotografije transformisala u 3D informacije. Da bi se dobio 3D modela potrebno je imati veliki broj fotografija objekta iz različitih uglova kako bi postojalo dovoljno 2D informacija da bi se uspješno generisao 3D model. Za razliku od 3D skeniranja, ovaj način kreiranja modela ne zahtijeva tako skupu opremu, daje bolju teksturu ali znatno manju preciznost. Uglavnom se koristi za manje projekte i projekte sa niskim budžetom. 

Kombinacija 3D laserskog skeniranja i fotogrametrije

Za ozbiljnije projekte u kojima se traži maksimalno kvalitetan realistični 3D model se najčešće koristi kombinacija 3D laserskog skeniranja i fotogrametrije. Na ovaj način se kombinuju prednosti obije metode i smanjuje se mogućnost greške. 3D lasersko skeniranje omogućava preciznost koja, u zavisnosti od modela skenera, iznosi manje od par milimetara. Tako preciznom 3D modelu se fotogrametrijom daje dodatni kvalitet u vidu teksture visoke rezolucije.

Projekat 3D VIRTUAL HERITAGE ima za cilj digitalizaciju kulturno-istorijskih spomenika Crne Gore i njihovu promociju putem online platforme. Projekat je kofinansiran od strane EU i Vlade Crne Gore u okviru SOPEES programa.