Συμβολή στη χρήση τεχνολογιών για την τρισδιάστατη ψηφιακά αποτύπωση αντικειμένων πολιτιστικής κληρονομίας

Abstract

Η τρισδιάστατη ψηφιακή αποτύπωση αποτελεί πλέον στις µέρες µας ένα αναπόσπαστο κοµµάτι της προσπάθειας αρχειοθέτησης και τεκμηρίωσης της πολιτιστικής και πολιτισµικής µας κληρονομιάς αφού προσφέρει σημαντικές δυνατότητες καταγραφής, διατήρησης και προβολής αρχιτεκτονικών δημιουργιών, αρχαιολογικών ευρημάτων, ιστορικών µνηµείων και αντικειμένων τέχνης. Στο πλαίσιο της Διπλωματικής Εργασίας καταρχήν πραγματοποιείται επισκόπηση της διεθνούς δραστηριοποίησης και της υφιστάμενης τεχνογνωσίας (state of the art) και τεχνολογίας στα ζητήματα που αφορούν στην τρισδιάστατη ψηφιακή αποτύπωση αντικειμένων πολιτιστικού ενδιαφέροντος με σκοπό τη διαμόρφωση σαφέστερης εικόνας για τις υπάρχουσες και τις μελλοντικές ανάγκες, τα προβλήματα, τις σημερινές πρακτικές τις πιθανές προοπτικές τόσο στη χώρα μας όσο και διεθνώς στο εν λόγω επιστημονικό πεδίο. Κύριο αντικείμενο της Διπλωματικής Εργασίας είναι η συστηματική καταγραφή και τεκμηρίωση η οποία αφορά στα απαραίτητα στάδια και στα επιμέρους βήματα της διαδικασίας ψηφιακής αποτύπωσης και της δημιουργίας ηλεκτρονικού μοντέλου σε περιβάλλον 3D CAD αντικειμένων πολιτιστικής κληρονομιάς με σκοπό τη δημιουργία ενός αντίστοιχου διαγράμματος ροής (workflow) των σχετικών εργασιών. Για τις πιλοτικές εφαρμογές του διαγράμματος ροής χρησιμοποιήθηκε ο υφιστάμενος εξοπλισμός (μέσα ψηφιακής αποτύπωσης, σαρωτές laser, μηχανές μέτρησης συντεταγμένων CMM, λογισμικό επεξεργασίας, μηχανές ταχείας πρωτοτυποποίησης κ.α.) του Εργαστηρίου Ταχείας Κατασκευής Πρωτοτύπων και Αντιστρόφου Σχεδιασμού της Σχολής Μηχανολόγων Μηχανικών του Ε.Μ.Π. Παρουσιάζονται αναλυτικά τρεις χαρακτηριστικές μελέτες περίπτωσης - εφαρμογές ψηφιακής αποτύπωσης (Κυκλαδίτικο Ειδώλιο, Κεφαλή Ηρακλή, Πολίτικη λύρα) για τις οποίες χρησιμοποιήθηκαν μουσειακά αντίγραφα και αυθεντικά αντικείμενα. Τα αποτελέσματα των τριών εφαρμογών σχολιάζονται και προτείνονται κατευθύνσεις για τη μελλοντική συνέχιση της έρευνας στο αντικείμενό της Διπλωματικής Εργασίας. Από τη συνολική διερεύνηση που πραγματοποιήθηκε προκύπτει ότι διαμορφώνεται ένα ευρύ επιστημονικό/ ερευνητικό πεδίο με αντικείμενο τη συστηματική μελέτη και αξιολόγηση όλων των φάσεων της διαδικασίας της ψηφιακής τεκμηρίωσης πολιτιστικών αντικειμένων, από την αποτύπωση και τη δημιουργία του στερεού ηλεκτρονικού μοντέλου σε περιβάλλον 3D CAD έως την παραγωγή και τον έλεγχο των παραγόμενων αρχείων τεκμηρίωσης, πιστών αντιγράφων, σχεδιασμού εναλλακτικών λύσεων στήριξης, συσκευασίας, κλπ. στο οποίο ο ρόλος του μηχανολόγου μηχανικού είναι καθοριστικός.

Three-dimensional digitization has nowadays become an integral part of archiving and documentation effort of cultural heritage, offering important benefits in reconstruction and restoration tasks of architectural creations, archaeological sites, historic monuments, sculptures, jewels and objects of art in general. An overview of the international achievement, existing know-how and technological state of the art on digital three-dimensional representation and reconstruction of objects of cultural interest is presented. In this context, one of the main objectives of this work is to develop a clearer picture of current and future needs, problems, current practices and future prospects in the above mentioned scientific field, both in our country and internationally. However, the main target of the diploma thesis is the designation of the stages and the individual steps of the process that aims on the creation of the electronic model in 3D CAD environment for digital reconstruction of objects of cultural heritage and their systematic definition in terms of a relevant workflow chart. For the pilot application of the proposed workflow the equipment of the Laboratory of Rapid Prototyping and Reverse Engineering (RpLaB) in the School of Mechanical Engineering in NTUA was used (laser scanners, coordinate measuring machines, processing software, rapid prototyping machines etc.). Three typical digitization applications that make use of both museum copies and original artefacts (Cycladic figurine, Hercules head, classical Kemençe) are presented. The benchmarking of the designated workflow along with the final results of the applications are discussed and guidelines for future work in the topic of the diploma thesis are proposed.