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十亿个激光点帮助巴黎圣母院重现生机

2024-12-28 10:09| 发布者: admin| 查看: 80| 评论: 0

摘要: 在五年前的一场灾难性火灾后,巴黎圣母院重新开始这个月看起来几乎和它在1163年第一次建造时一样。这个庞大的重建项目不仅证明了法国人民的辛勤劳动,也证明了激光、无人机和其他先进技术给重建者提供了了解建筑历史 ...
在五年前的一场灾难性火灾后,巴黎圣母院重新开始这个月看起来几乎和它在1163年第一次建造时一样。

这个庞大的重建项目不仅证明了法国人民的辛勤劳动,也证明了激光、无人机和其他先进技术给重建者提供了了解建筑历史的窗口。

3D软件公司Autodesk的建筑、工程和施工执行副总裁Amy Bunszel透露:“如果没有现存的记录,这个时间框架是不可能的。”她的公司是创建火灾前建筑模型的主要部分,为重建工作提供了某种指导。“这需要更多的猜测。想象一下,拍摄数百万张旅游照片(作为参考点)与拥有一个统一的完美再现相比会是什么样。”

这项技术让法国实现了埃马纽埃尔·马克龙总统雄心勃勃的重建地标的五年目标。它需要几个公司的团队结合多轮损害评估、专门创建的地图和先进的技术,这些技术现在被用于从电影动画到建筑的方方面面。

这也需要一点运气。

十亿点激光
从某种意义上说,重建工作甚至在火灾之前就开始了。幸运的是,在2015年,艺术史学家安德鲁·塔隆用激光仔细扫描了这座建筑。研究哥特式建筑的塔隆试图理解中世纪的建筑者是如何建造一些欧洲的大教堂的。

根据Bunszel的说法,他最初的努力——在火焰吞没大教堂的四年前——需要12台激光器和一个由七名工程师组成的团队来扫描建筑并收集46,000张图像。他创建的空间地图使用了超过10亿个激光测量点,他揭示了一些以前不为人知的关于大教堂的细节——比如大教堂西端的内部柱子是如何不对齐的。

四年前,一位艺术史学家用激光绘制了巴黎圣母院的数字地图。他的工作可以帮助拯救它
塔隆于2018年去世,就在2019年4月震惊巴黎的火灾发生前几个月。当数百名消防员扑灭火焰时,大部分建筑已经被摧毁,包括标志性的315英尺高的塔尖,它从屋顶坍塌下来。

虽然他的详细扫描揭示了许多关于这座古老建筑的信息——几个世纪以来,它经历了无数次修改和较小的变化——但它们本身不足以建立修复巴黎圣母院所需的详细模型。

这就是Autodesk介入的地方。火灾发生后,Autodesk与法国激光公司AGP合作,在大教堂周围安装扫描仪,并捕捉创建全尺寸数字模型所需的数十亿个点。

巴黎圣母院3D模型的创建涉及2019年火灾后扫描该结构的激光和无人机。大火后,由于其复杂性、结构细节和尺寸,人们花了一年多的时间来创建巴黎圣母院的3D模型。 

再现历史
最终,通过将新的激光扫描和无人机镜头与塔隆之前的扫描进行分层,捕捉到了完整的视图。

由于巴黎圣母院的复杂性、结构细节和规模,这些公司花了一年多的时间来创建新的3D模型。与记录历史结构的传统方法相比,这些类型的扫描大大加快了过程。圣母大学也需要持续扫描。

虽然新的大教堂看起来与原来的几乎一样,但有几个区域是现代化的:增加了洒水器和灭火系统,优化了照明位置,由于多年来蜡烛使用和操作产生的烟尘较少,外观更干净。

大教堂外的广场也在Autodesk技术的帮助下进行了重新设计。

Autodesk成立于1982年,在从电影动画和视频游戏到建筑的各个领域使用2D和3D建模方面有着悠久的历史。它的扫描技术在灾难恢复和历史保护方面发挥了关键作用。在2011年新西兰克赖斯特彻奇大教堂遭受大地震破坏后,该公司的技术帮助用无人机和一只机器狗重建了结构,机器狗配备了安装的激光器,用于扫描不安全的区域。

在美国,同样的技术帮助创建了密歇根州议会大厦和宾夕法尼亚州布朗斯维尔历史市区的数字复制品,以支持保护工作。

底特律大学Mercy建筑和社区发展学院的教授Wladek Fuchs认为,在发生悲剧或自然灾害时,更多的政府和机构应该考虑扫描建筑物。他目前参与了一个重建意大利沃尔泰拉古城的项目,与沃尔泰拉-底特律基金会的数字保存工作室合作进行3D建模。

“灾难发生在意想不到的地方,但如果我们文化遗产中最珍贵的结构能够以这种方式记录下来,其影响将不会那么具有破坏性,”他说。

对于巴黎圣母院来说,最新的3D模型不仅是一种纪念过去的方式,也是一项将在未来几年带来回报的投资。

“未来,他们将有一个建筑物的3D表示,可以用于维护,”Bunszel说,“以及为未来做计划。”

米歇尔·卢和布兰登·格里戈斯对本文有报道贡献。

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