Notre Dame Cathedral on fire in April 2019. Image credit: Wandrille de Préville, Wikimedia Commons

Vụ cháy lớn ở Nhà thờ Đức Bà - Paris vào tháng 4 năm 2019 đã gây chấn động thế giới về độ thiệt hại mà nó gây ra cho một công trình biểu tượng lâu đời của nước Pháp. Tuy nhiên, cũng may trước đó vào năm 2010, nhà sử học kiến trúc Andrew Tallon đã xây dựng nên một database với một tỉ điểm dữ liệu thu thập lại trên từng ngóc ngách của nhà thờ và từ đó dựng lại được một mô hình 3D của hầu như toàn bộ công trình với màu sắc và độ chi tiết chính xác trên đơn vị milimet. Máy scan laser ScanStation C10 đã được sử dụng và quét công trình trên tổng cộng 50 phương chiếu. Các đo đạc từ laser được kết nối với các điểm quy chiếu và các bức hình chụp của từng khu vực để tạo một model tổng thể cho công trình.

Sau khi nhà thờ bị hư hỏng do đám cháy thì các chuyên gia sử dụng các máy scan laser FARO Focus để scan hiện trạng của công trình và quá trình scan diễn ra chỉ trong một ngày đã thu thập được 300 dữ liệu màu với 40 tỉ điểm dữ liệu. Drones cũng được sử dụng để quét bao quát toàn cảnh nhà thờ từ trên cao. Khi đối chiếu với kho dữ liệu trước đó của Tallon thì đội ngũ phân tích đã phỏng hiện lại được bộ phận của nhà thờ bị hư hỏng nặng nhất đồng thời tạo dựng được hệ thống BIM cho công trình. Các dữ liệu từ máy scan đóng vai trò nền tảng để xây dựng quy trình BIM và lập kế hoạch giúp việc xây dựng và sửa chữa được diễn ra hiệu quả đồng thời tối ưu hóa về thời gian và giảm rủi ro. Các thông tin về đo lường có tính chuẩn xác cao và được cho biết là có thể nhìn thấy cả những cái dầm gỗ bị hư hại do đám cháy và cần đến 5 tỉ điểm dữ liệu mới có thể dựng lại được các chi tiết này.

Ảnh: Bằng việc sử dụng BIM và các công cụ hỗ trợ khác, các kiến trúc sư và kĩ sư có thể tạo một mô hình số (digital model) của nhà thờ với nguyên trạng trước vụ cháy năm 2019. Nguồn: Autodesk University, Andrew Milburn

Tương lai của việc sử dụng laser scan

Nhiều chuyên gia đã có ý kiến là rất khó cho việc sử dụng BIM để phóng dựng và diễn tả chính xác sự thay đổi hữu cơ của một công trình cổ theo thời gian. Và thật vậy thì việc lưu trữ và hệ thống hóa thông tin của công trình bằng công nghệ scan bằng laser chỉ đang ở những bước khởi đầu. Ví dụ như dự án Cologne Cathedral Workshop năm 2016 đã thiết lập được một bản sao số của nhà thờ Cologne ở Đức. Các máy scan Z+F IMAGER® 5010 được gắn vào các tháp của nhà thờ và thu thập được 635 bản scan, dung lượng 2Tb dữ liệu thu thập, sau đó gửi dữ liệu đến software với thông tin về địa điểm của mỗi máy quét để dựng một mô hình 3D cho không gian tương ứng. Mô hình số 3D của nhà thờ sẽ cho phép theo dõi sự thay đổi theo thời gian của nhà thờ và từ đó có thể xử lí các thiệt hại do thời tiết hay do xuống cấp.

Chắc chắn việc sử dụng scan bằng laser sẽ còn được tối ưu hóa nhiều hơn trong tương lai và được ứng dụng nhiều và hiệu quả hơn cho việc phục hồi, bảo trì, sửa chữa, cũng như phục tác các công trình xưa và các di sản cần được bảo tồn trên thế giới.

Tổng hợp bởi Jimmy Huy Nguyen

Reference:

Laser scans for the reconstruction of Notre Dame (world-of-photonics.com)

Notre Dame One Year After the Fire: Reconstruction and Reimagination

Autodesk University

Reality Capture Being Used on Notre Dame Rebuild - Reality Capture Group