Использование 3D-сканера Calibry для проведения архитектурно-археологического обмера

Кратко: 3D-сканер Calibry был использован для проведения замеров скульптурной композиции и барельефов в рамках подготовки объектов культурного наследия к проведению реставрационных работ.

Задача: произвести архитектурно-археологический обмер обелиска с максимальной точность и минимальными трудозатратами. 

Инструменты: 3D-сканер Calibry, программное обеспечение Calibry Nest. Прочее ПО, которое использовалось в работе, не разглашается в рамках коммерческой тайны. 

Полученный результат: по ГОСТ точность обмеров должна быть 5 мм. Благодаря 3D-сканеру точность обмеров получилась в 50 раз выше, что позволило задокументировать состояние монумента с максимальной точностью.

Обелиск Севера — памятник монументального искусства, посвященный созданию Северного края. Он был открыт 7 ноября 1930 года в городе Архангельск и относится к объекту культурного наследия народов РФ. 

Памятник сделан из пористого бетона, гранитной крошки и песчаника. На пятигранном постаменте расположена скульптурная композиция «Помор с оленем» и непосредственно сам обелиск. У основания постамента располагаются барельефы, которые отражают отрасли народного хозяйства севера. 

Властями было решено организовать реставрацию обелиска.

«Памятник изготовлен из хрупкого материала <…>, он подвергается постоянным и интенсивным разрушениям. В последние годы, <…>, он как раз стал интенсивно разрушаться.», — дает оценку ситуации руководитель инспекции по охране объектов культурного наследия Архангельской области Анна Ивченко.

Согласно ГОСТ, прежде, чем приступить к реставрационным работам, необходимо подготовить научно-проектную документацию (смета, технология выполнения работ), которая будет утверждена специальной комиссией. Архитектурно-археологический обмер является обязательной частью проектной документации.

Стандартно, в подобных работах взятие замеров ручным методом сопровождалось большим количеством фотографий, которые были необходимы для более полной демонстрации пропорций и масштабов объекта. 

В современных реалиях обмер скульптурой композиции производят либо посредством фотограмметрии, либо благодаря лазерному сканированию. Однако фотограмметрия — это долгий и кропотливый процесс по «сшиванию» кадров. К тому же она не дает той точности, которая обязательна по ГОСТ (5 мм). Лазерное сканирование обладает высокой точностью, но было невозможно из-за строительных лесов, которые располагались по периметру обелиска. 

Calibry — отлично подходит для сканирования средних и крупных объектов, таких как люди, скульптуры. Благодаря встроенному экрану, оператору легко контролировать процесс сканирования. Помимо этого, точность ручного 3D-сканера более чем подходила под требования ГОСТ, а его мобильность и легкость позволяла без труда работать на строительных лесах. 

Оцифровке подлежала скульптурная композиция «Помор с оленем» и 5 барельефов. Перемещение по строительным лесам и сканирование заняло в общей сложности 4 часа. Затем, полученное облако точек необходимо было обработать для получения 3D-модели. Пост-обработка (чистка и сшивание данных) проводилась в ПО Calibry Nest и заняла 5 часов. Разрешение полученной модели составило 0.1 мм, что в 50 раз точнее, чем требуется по ГОСТ.

Затем все 3D-сканы были переведены специалистом в твердотельный объект.

По твердотельной модели специалисты могут определить и задокументировать такие деформации, как разрушение бетона, оголение арматуры, трещины.

Вся эта информация ляжет в основу чертежей, которые затем будут презентованы комиссии. Следующим этапом будет проведение историко-архивных исследований и только после утверждения всех планов работ, специалистам может быть доверена реставрация обелиска Севера. 

Ручной 3D-сканер стал отличным решением для проведения архитектурно-археологического обмера. Благодаря малому весу и мобильности, им легко было работать в непростых условиях. Технические характеристики позволили получить высокую точность, которая превысила требуемые стандарты в 50 раз. К тому же, производство обмеров методом сканирования происходит быстрее, чем фотограмметрией, или ручным способом, что значительно экономит время специалистов.