Kryzysowe skanowanie na Ukrainie

Autor: Megan Hansen

XVIII-wieczny kościół Dominikanów na starym mieście we Lwowie w ciągu wieków swojego istnienia był architektonicznym świadkiem zmieniających się epok. Katedra w stylu barokowym jest, podobnie jak wiele kościołów w całym kraju, ważnym obiektem dziedzictwa kulturowego, ucieleśniającym kawałek historii kultury ukraińskiej.

W marcu 2022 r. grupa specjalistów od danych 3D i przedsiębiorców społecznych o nazwie Skeiron LLC cyfrowo udokumentowała Kościół Dominikanów wewnątrz i na zewnątrz. Zarejestrowali okazałe arkady, malowidła, ławki i małe rzeźby schowane w niszach, uchwycone w 120 stanowiskach i 4 000 obrazach. Dzięki tym danym stworzyli nawigowalny, fotorealistyczny model 3D, umożliwiający wirtualnym zwiedzającym poznanie najciekawszych cech katedry, od widoku z lotu ptaka na misternie wzorzyste kafle, po oglądanie z bliska wotów i złotych cherubinów.

Kościół Dominikanów jest tylko jednym z 39 miejsc, które Skeiron zeskanował w ramach projektu #SaveUkranianHeritage od czasu rozpoczęcia wojny na Ukrainie. Ich misja uchwycenia i stworzenia modeli 3D struktur dziedzictwa kulturowego, ważnych w każdym momencie, nabrała zupełnie nowego pilnego charakteru, ponieważ ponad 210 ukraińskich obiektów kulturowych uległo zniszczeniu od lutego 2022 roku.

Praca Skeiron zapewnia, że miejsca, które skanują, są zachowane cyfrowo tak jak dziś, bez względu na to, co przyniesie przyszłość. 

Od przyjaciół z dzieciństwa do współzałożycieli firmy

Andrij Hryvnyak, Yura Prepodobnyi i Volodymyr Zaiats byli przyjaciółmi przez całe życie i kolegami ze studiów na Politechnice Lwowskiej, zanim założyli Skeiron. Yura studiowała geodezję, a Andrij i Wołodymyr informatykę. Ich połączone specjalizacje i oko do innowacji rozwinęły się w firmę, która czerpie korzyści z nich obu.

"Na uczelni razem uczyliśmy się korzystać z różnych technologii i widzieliśmy, że cyfryzacja to wielka szansa pozwalająca nam współpracować i tworzyć coś nowego" - wspomina Andriy.

"Zawsze chcieliśmy zrobić coś razem i w 2016 roku założyliśmy naszą firmę. W tym czasie drony i powiązane technologie bardzo się rozwijały" - wyjaśnia Yura - "i na początku skanowaliśmy wyłącznie za pomocą dronów."

Stosownie do podniebnej technologii swoich początków, nazwali firmę Skeiron po greckim bogu północno-zachodniego wiatru. Z czasem jednak rozszerzyli swoją ofertę instrumentów o naziemne skanery laserowe, wykorzystując chmury punktów i fotogrametrię, aby rozwinąć swoją ofertę w innowacyjny sposób.

"Na podstawie skanowania laserowego stworzyliśmy pocztówki z rozszerzoną rzeczywistością (AR), które współpracują z telefonem i wyświetlają różne miasta lub regiony Ukrainy, takie jak Odessa, Charków i Lwów. Ta technologia umożliwiła nam również współpracę z muzeami w zakresie prezentacji i eksponatów AR i wirtualnej rzeczywistości" - mówi Andriy.

Współpraca cyfrowa pomaga zebrać więcej danych i rozszerzyć oddziaływanie

Przedsiębiorczość społeczna zawsze była ważna dla Skeiron, o czym świadczy ich wolontariat polegający na skanowaniu zagrożonych budowli i tworzeniu małych modeli 3D zabytkowych budynków dla niewidomych dzieci. Jednak wojna skłoniła ich do zintensyfikowania tej uwagi poprzez projekt #SaveUkrainianHeritage.

"Kiedy zaczęła się wojna, Wołodymyr poszedł walczyć za Ukrainę na froncie. My również chcieliśmy zrobić coś z naszej strony" - wyjaśnia Andriy. "Zdaliśmy sobie sprawę, że możemy pomóc poprzez skanowanie, a skupiamy się na obiektach dziedzictwa kulturowego, ponieważ podczas wojny nigdy nie wiadomo, co wydarzy się jutro".

Po zeskanowaniu tysięcy ważnych kulturowo struktur w całym kraju, Skeiron zarządza projektem na dużą skalę za pośrednictwem współpracującej bazy danych.

"Na początku wojny stworzyliśmy dużą listę tego, co zrobiliśmy przez lata i udostępniliśmy to publicznie na naszej stronie internetowej", mówi Yura.

Dodali również budynki, które nie zostały jeszcze zeskanowane, zidentyfikowane przez krajowe organizacje chroniące zabytki. Opublikowana w listach regionalnych, ich baza danych pozwala każdemu zobaczyć postępy i zapewnić finansowanie lub współpracować, aby pomóc w zakończeniu zbierania danych.

"Zeskanowaliśmy już wiele miejsc, w tym niektóre obiekty UNESCO, zwłaszcza te o wysokim stopniu zagrożenia zniszczeniem" - mówi Yura. "Po tym, jak podzieliliśmy się niektórymi z naszych wyników, wszystko zaczęło poruszać się znacznie szybciej - zaczęło przypominać kulę śnieżną, z wieloma innymi osobami uczestniczącymi i dodającymi dane każdego dnia".

Publikacja modeli 3D na ich stronie internetowej i kanałach mediów społecznościowych również pomogła przyciągnąć partnerów i współpracowników, a projekt został zauważony przez międzynarodowe organizacje zajmujące się ochroną dziedzictwa kulturowego, takie jak Instytut POLONIKA z Polski czy Fundacja ALIPH ze Szwajcarii. Dodatkowo, projekt sprzyja współpracy z wolontariuszami, takimi jak francuski inżynier i ekspert w dziedzinie skanowania laserowego Emmanuel Durand, który skanował zniszczone obiekty we wschodniej Ukrainie na początku wojny.

"Mieliśmy duże zainteresowanie naszą pracą i wielu współpracowników. Połączyliśmy się z Emmanuelem i razem pracowaliśmy nad niektórymi miejscami. On połączył nas z firmą Leica i licencją Cyclone REGISTER 360, a my połączyliśmy go z kontaktami we wschodnich regionach, gdzie udał się, aby pomóc w skanowaniu" - wyszczególnia Yura. 

Szeroki zasięg cyfrowych bliźniaków: umożliwienie ochrony zabytków, edukacji i renowacji

Wykorzystując technologie cyfrowej rzeczywistości, w tym skanery laserowe Leica C10 i P20 oraz oprogramowanie do przechwytywania rzeczywistości, Skeiron tworzy bogate w dane wizualizacje, które opowiadają o strukturze wraz z archiwalnym zapisem jej dokładnych pomiarów.

Na przykład, aby uchwycić pochodzący z początku XVII wieku Kościół św. Andrzeja we Lwowie, charakteryzujący się unikalnym połączeniem architektury włoskiego renesansu i niemiecko-holenderskiego manieryzmu, Skeiron połączył skany z 75 stanowisk z 3500 zdjęciami. Dopasowując ustawienia stanowisk do każdego pomieszczenia, Leica REGISTER 360 automatycznie połączyła skany w jedną chmurę punktów. Następnie Skeiron połączył całą konstrukcję i wykorzystał tę uniwersalną chmurę punktów do budowy modelu 3D, wzbogacając go dzięki fotogrametrii.

"Po scaleniu danych eksportujemy skany w formacie E57 lub PTX i wykorzystujemy oprogramowanie do zaznaczania i dopasowywania do siebie zdjęć i skanów laserowych. Do tworzenia projektów architektonicznych, gdzie pomiary muszą być dokładne, ważne jest użycie skanerów laserowych, ponieważ sama fotogrametria może być przyczyną powstawania błędów, jak np. w przypadku odbić lub złotych powierzchni" - mówi Yura.  

Ta kombinacja metod umożliwia im tworzenie fotorealistycznych modeli 3D o wielopłaszczyznowych korzyściach dla edukacji i ochrony zabytków. W razie potrzeby modele te mogłyby, na przykład, służyć jako bogate w dane, szczegółowe zasoby do renowacji.

"Dla wielu osób te interaktywne modele będą zwiększać świadomość" - wyjaśnia Andriy. "Ale są one również bardzo dokładne i jeśli cokolwiek stanie się z tymi budynkami w przyszłości, będziemy mieli wszystkie dane, aby je odtworzyć".

"Skupiamy się na gromadzeniu danych i udostępnianiu ich konserwatorom zabytków. Chcemy, aby zeskanowane modele były częścią dużych projektów społecznych dotyczących Ukrainy i jej historii architektonicznej. Ostatecznie", podsumowuje Yura, "mamy nadzieję, że uda nam się dostarczyć bank danych, który może pomóc w promocji tysięcy ukraińskich zabytków i w razie potrzeby pomóc w ich odzyskaniu."

.