7 thg 10, 2022

Công nghệ LiDAR giúp bảo tồn di sản thế giới thế nào?

Tại trung tâm một thành phố cổ ở Myanmar, có một ngôi chùa Phật giáo được xây dựng từ thế kỷ thứ IX bằng gạch đỏ và trang trí những đường gờ thạch cao tinh xảo, thời tiết khắc nghiệt và thời gian đã làm kết cấu ngôi chùa yếu đi. Khi một trận động đất 6,8 độ richter xảy ra khu vực này vào năm 2016, các bức tường đã sụp đổ và lớp thạch cao bị vỡ vụn. Đây chỉ là một ngôi chùa trong số hơn 3.000 ngôi chùa, đền và tu viện trong một khu khảo cổ trải rộng hơn 65 km², vì vậy việc đánh giá quy mô thiệt hại - và cách sửa chữa - là một nhiệm vụ to lớn và phức tạp.

John Ristevski tại Bagan với máy quét LiDAR

May thay, đội ngũ CyArk, một đối tác của Google Art and Culture, đã sẵn sàng trợ giúp. Sáu tháng trước trận động đất, họ đã thu thập một loạt ảnh quét laser 3D chi tiết - hay còn gọi là "digital twins" ("cặp song sinh kỹ thuật số") - về các địa điểm văn hóa ở Bagan cho một  dự án bảo tồn của UNESCO. Bằng cách tạo ra những bộ "twins" khác sau trận động đất, họ có thể so sánh trước và sau một cách chi tiết và chính xác. Đối với các kỹ sư và nhà bảo quản được giao nhiệm vụ sửa chữa Bagan, dữ liệu là vô giá.

Theo John Ristevski, Giám đốc điều hành và Chủ tịch của CyArk, dự án là một ví dụ ấn tượng về việc “đưa dữ liệu vào hoạt động để giải quyết vấn đề”. Như Phòng thực nghiệm Bagan cho thấy, dữ liệu còn phục vụ một mục đích khác: mang những di sản cổ xưa đến với khán giả trên khắp thế giới. Google Arts and Culture đã ngồi lại với John để tìm hiểu thêm về cách loại công nghệ quét laser 3D, còn được gọi là LiDAR, có thể giúp bảo tồn di sản văn hóa, kể những câu chuyện hấp dẫn và làm cho lịch sử dễ tiếp cận hơn.


John, hãy cho chúng tôi biết thêm một chút về thiết bị LiDAR và cách chúng hoạt động.

Ben Kacyra, người thành lập CyArk vào năm 2003 để bảo tồn và tôn vinh di sản văn hóa, đã phát triển thiết bị LiDAR di động đầu tiên vào giữa những năm 90. LiDAR là viết tắt của Light Detection and Ranging, các thiết bị này sử dụng tia laser để tạo ra các hình ảnh 3D cực kỳ chi tiết và chính xác về những địa điểm mà khó có thể mô tả bằng các phương tiện khác. Ví dụ, hãy nghĩ đến bên trong một chiếc tàu ngầm hoặc một nhà máy lọc dầu - gần như là mãi mãi chẳng bao giờ xong nếu đo đạc và lập bản đồ những nơi này bằng các phương pháp truyền thống. Một thiết bị LiDAR có thể thu thập nhiều triệu điểm dữ liệu mỗi giây.

Vì vậy, thật chắc chắn khi nói rằng LiDAR đánh bại thước và viết - nhưng liệu nó đã đủ chưa?

Tại Bagan, chúng tôi cũng đã sử dụng kỹ thuật chụp ảnh bằng máy bay không người lái và phép đo ảnh (photogrammetry), một kỹ thuật cho phép chúng tôi xây dựng các bản tái tạo 3D giúp ghi lại màu sắc và kết cấu của các ngôi chùa và đền thờ với độ chi tiết như ảnh thực. Bên cạnh đó, chúng tôi đã thu thập các cuộc phỏng vấn, băng ghi âm và video 360 độ để gợi lên bầu không khí và lịch sử của Bagan.


Các thành viên của CyArk, Khoa Khảo cổ học Đại học Carleton và Đại học Công nghệ Yangon của Myanmar trong hội thảo Tư liệu hóa dữ kiện 3D tại Bagan, 2016.

Google Arts and Culture đặt vai trò của mình là kết hợp tất cả các phần khác nhau này lại để trình bày các trải nghiệm có tính chất tương tác, mạch lạc, giúp cho việc kể những câu chuyện này trực tuyến vượt qua mọi rào cản. Dự án Di sản mở hoặc Khả năng phục hồi của Redwoods là hai ví dụ về điều đó. [Nhấp vào đường link để xem 2 dự án này. PHN]

Điều gì đang đe dọa các di sản thế giới ngày nay và mô hình 3D có thể giúp ích như thế nào?

Mối đe dọa số một là biến đổi khí hậu. Mực nước biển dâng cao, sa mạc hóa, các trận mưa, v.v. đang ảnh hưởng đến các địa điểm và di tích không được thiết kế để chống chọi với chúng. Trận động đất ở Bagan là một sự kiện kịch tính, chỉ xảy ra một lần. Nhưng biến đổi khí hậu thì âm thầm và thường khó xác định tác động của nó hơn. Bằng cách giúp chúng tôi hiểu các địa điểm di sản đang thay đổi như thế nào, dữ liệu 3D có thể hỗ trợ các nỗ lực bảo tồn chúng mà chúng tôi đã và đang thực hiện với dự án Di sản bên bờ vực (Heritage on the Edge)  [Nhấp vào đường link để xem dự án này. PHN]

Tương lai nào cho Bagan và công nghệ LiDAR?

Năm 2019, Bagan đã được thêm vào danh sách Di sản Thế giới của UNESCO. Công việc trùng tu cẩn thận đang được tiến hành để bảo vệ và bảo tồn những bức tượng, những ngôi đền cao vút và những bức bích họa vẽ tay, nơi đây tiếp tục là một địa điểm hành hương và thờ cúng năng động.

Các thành viên CyArk trong chuyến đi thực địa đến Rapa Nui, 2020

Trong tương lai, chúng tôi hy vọng rằng công nghệ LiDAR không chỉ để ghi lại di sản văn hóa của thế giới mà còn để chia sẻ những kỹ thuật và phương pháp này với những người khác. Một ví dụ điển hình về điều này là công việc của chúng tôi ở Rapa Nui, hay Đảo Phục sinh. Những bức tượng đá moai độc đáo của nó đang bị đe dọa bởi bão, mực nước biển dâng cao và xói mòn bờ biển [Moai là những bức tượng được tạc từ tro núi lửa cô đặc tại Rapa Nui, Đảo Phục sinh, Chile. Tất cả các bức tượng đều được chế tạo từ đá nguyên khối, có nghĩa được tạc từ một tảng duy nhất. Moai lớn nhất từng được dựng lên là "Paro", cao tới 10 mét (33 feet) và nặng 75 tấn. Một bức tượng được tìm thấy ở tình trạng chưa hoàn thành cao tới 21 mét (69 ft) và nặng 270 tấn. PHN, theo Wikipedia] Người dân địa phương hiện đã mua thiết bị LiDAR của riêng họ để giúp bảo tồn di sản văn hóa của hòn đảo cho các thế hệ sau.

Chance Coughenour
Program Manager, Google Arts & Culture

Bài viết trên của Chance Coughenor do là một bài viết chung cho phạm vi toàn thế giới, do đó người đọc không thấy những ứng dụng cụ thể ở Việt Nam. Thực tế dự án của CyArk đã được triển khai tại Việt Nam với công trình số hóa dữ liệu Lăng Tự Đức tại quần thể Di tích cố đô Huế.


Mùa hè 2018, CyArk đã ghi lại một số di tích lịch sử liên quan tới vua Tự Đức của Việt Nam tại Quần thể Di tích Cố đô Huế. CyArk đã hợp tác với Trung tâm Bảo tồn Di tích Cố đô Huế để lập hồ sơ về Đền Hòa Khiêm, Nhà bia Lăng Tự Đức, lăng hoàng hậu Lê Thiên An, và Cung An Định gần đó. Trung tâm Bảo tồn Di tích gần đây đã hoàn thành chương trình trùng tu các tòa nhà tại di tích và tài liệu cơ bản về các cấu trúc cho mục đích bảo tồn, cũng như các tài sản kỹ thuật số được sử dụng để quảng bá địa điểm. CyArk đã hoàn thành phép đo ảnh cả bên trong và bên ngoài của các di tích bằng Nikon D810 và máy ảnh định dạng trung bình Phase One và phép đo ảnh trên không bằng máy bay Phantom 4 Pro. Công tác quét thông số các di tích được thực hiện bằng máy quét laser FARO X330.

Bạn có thể xem dự án này tại đây.

Bạn cũng có thể xem mô hình 3D lăng Tự Đức tại đây.



Phạm Hoài Nhân

Không có nhận xét nào:

Đăng nhận xét