1. Khái niệm chung về số hóa
Nhiều năm trở lại đây, cùng với “Nghị quyết số 52-NQ/TW” thúc đẩy sự phát triển công nghệ tại Việt Nam, “Cách mạng 4.0” là từ khóa được nhắc đến thường xuyên trên truyền thông và mạng xã hội, một xu hướng đã và đang ăn sâu bám rễ trong tất cả các lĩnh vực của đời sống.
Đóng vai trò thiết yếu trong kỷ nguyên số, nếu như số hóa nói chung là sự chuyển đổi thông tin cơ bản sang định dạng kỹ thuật số, thì số hóa 3d lại phức tạp và đặc thù hơn cả, khi đòi hỏi nền tảng và trình độ công nghệ cao.
Có thế hiểu, số hóa 3d là 1 hình thức số hóa dữ liệu ở thể khối trong không gian thật, sang dữ liệu số trong không gian 3 chiều giả lập, với đầy đủ kích thước, chiều sâu, vật liệu, chất cản vật liệu – được lưu giữ trên không gian số.
2. Kỹ thuật
Số hóa 3D công trình di sản, được triển khai theo quy trình số hóa tiêu chuẩn trên thế giới, kết hợp nhiều công nghệ scan đặc thù cho ra được kích thước chuẩn xác, bản vẽ mặt bằng, mặt cắt, bản vẽ chi tiết kiến trúc, chạm khắc, điêu khắc…
Trong đó, các công nghệ chủ chốt được sử dụng là:
* Kỹ thuật Lidar:
Thiết bị quét 3D Lidar có phạm vi trải dài rộng khắp, tùy thuộc vào các thiết bị khác nhau. Riêng tại thoanh3d, chúng tối sử dụng máy quét Lidar có phạm vị 150m, siêu di động cho phép đo nhanh, đơn giản và chính xác các đối tượng. Ứng dụng trong scan toàn bộ các công trình, di tích, kỹ thuật scan 3d lidar tạo ra pointcloud, từ đó kết xuất ra dạng hình khối 3d
* Kỹ thuật Photogrammetry:
Photogrammetry là công nghệ tái tạo mô hình 3D dựa trên việc phân tích nhóm các hình ảnh chụp, sử dụng thuật toán phân tích nội suy phức tạp cùng với trí tuệ nhân tạo AI. Kết quả tính toán của công nghệ này ngày một chính xác hơn, tiệm cận với công nghệ quét lidar, nhưng lại vượt trội trong kết quả thu được về chất lượng hình ảnh vật liệu của đối tượng 3D. Công nghệ Photogrammetry cho phép tính toán các đối tượng, từ kích thước siêu nhỏ đến rất lớn như 1 vùng đất. Do đó đây là phương pháp số hóa tiện dụng và tiết kiệm chi phí nhất hiện nay.
* Kết hợp các dữ liệu thu thập được:
Việc kết hợp các dữ liệu số hóa từ 2 phương pháp khác nhau, yêu cầu phải sử dụng phần mềm chuyên dụng dành cho model 3D. Đây là bước quan trọng trong quy trình số hóa 3 chiều, đòi hỏi bề dày kinh nghiệm, kỹ thuật chuyên môn vững vàng, để biết cách xử lý và kết hợp cho ra sản phẩm kết quả tốt nhất, với chất lượng cao. Các thành phần thừa sẽ được bỏ bớt để tối ưu hình khối. Các đối tượng lỗi sẽ được sửa lại theo ảnh chụp và các kết quả đo vẽ thực tế. Tùy thuộc vào nội dung cần cung cấp, toàn bộ mô hình 3D sẽ được kết xuất ra định dạng phù hợp như các bản vẽ dạng kỹ thuật – sử dụng hình khối 3 chiều, bản vẽ 2D kỹ thuật chuyên dụng, đồng thời bổ sung các thông tin ghi chú và kích thước đảm bảo việc in ấn bản vẽ ra dạng giấy sau này…
3. Quy trình số hóa 3D
Tổng hợp các phương pháp kỹ thuật trên, quy trình số hóa 3d công trình di tích, được triển khai theo các bước chính bao gồm:
3.1. Số Hóa 3D hiện vật
Việc xây dựng cơ sở dữ liệu số của nội dung hiện vật được tiến hành thông qua việc số hoá số hiện vật hiện có tại phòng truyền thống của Tập đoàn cũng như tất cả các đơn vị thành viên.
Với nền tảng công nghệ như xử lý dữ liệu lớn, dữ liệu 3D, việc số hoá, lưu trữ và tái hiện một cách chân thực hình ảnh các hiện vật có ý nghĩa rất lớn trong công tác lưu trữ và quảng bá các hiện vật ở các khu di tích, di sản nói riêng, cũng như đối với việc lưu giữ các hiện vật nói chung.
Các dữ liệu hiện vật sau số hóa sẽ tạo thành một cơ sở dữ liệu số của hiện vật, có khả năng cập nhật và tích hợp trên nhiều nền tảng, để người xem có thể tìm hiểu, nghiên cứu trong quá trình tham quan.
Bên cạnh đó, dữ liệu số của hiện vật cũng sẽ được cập nhật theo các danh mục, kèm theo thông tin chi tiết vào phần mềm quản lý.
Việc số hóa là vô cùng cần thiết và mang ý nghĩa to lớn, không chỉ tạo ra các hiện vật dạng 3D để nghiên cứu, tìm hiểu về lịch sử, giá trị truyền thống của ngành Điện mà còn giúp lưu trữ những hiện vật mãi mãi với thời gian.
3.2. Số hóa 3D công trình, di sản văn hóa
Kiến trúc bên ngoài của các công trình cổ thường có kích thước dài-rộng từ 2-3m cho tới vài chục mét, chiều cao tối thiếu của các công trình cũng thường khoảng trên 3m. Do đó việc số hóa các công trình kiến trúc, di sản văn hóa sẽ được chia làm 2 thành phần gồm các thành phần có thể quan sát và tiếp cận trực tiếp khi đứng trên mặt đất và các thành phần phải được tiếp cận từ trên cao hoặc xa.
Mặt đứng kiến trúc của công trình, di sản văn hóa được Scan bằng kỹ thuật LiDar với các trạm quét đặt xung quanh công trình kết hợp Chụp ảnh công trình với máy ảnh phân giải cao.
Kiến trúc mái công trình là các thành phần không thể tiếp cận và quan sát khi đứng trên mặt đất do đó, các phương án thu thập dữ liệu cần sử dụng kỹ thuật Drone cùng với Photogrammetry. Kết hợp với các dữ liệu số hóa mặt đứng và mái công trình để hiệu chỉnh kết quả tính toán đạt kết quả chính xác nhất.