In onzekere tijden, zoals oorlog of natuurrampen, is het behoud van erfgoed niet altijd een prioriteit. 3D-scans van (nog) niet bedreigde bouwwerken kunnen echter een nieuwe manier zijn om de digitale conservering van erfgoed te ondersteunen. Veel initiatieven in Europa onderzoeken al de mogelijkheden. Maar kunnen 3D-modellen ook verder gaan dan een digitale recreatie en reconstructies in het echte leven helpen?
De vraag lijkt relevanter dan ooit, aangezien er steeds meer berichten uit Italië binnenkomen. Bewoners in en rond Napels worden geconfronteerd met aardbevingen en een zogenaamde 'supervulkaan', die ook gevolgen zouden hebben voor de grote hoeveelheden cultureel erfgoed die in het gebied aanwezig zijn.
Het is zeker niet de eerste keer dat inwoners van Napels te maken krijgen met aardbevingen en vulkanen. De oude Grieken, die de regio ook bewoonden, noemden het gebied net ten westen van Napels de 'Campi Flegrei', oftewel brandende velden. Onder het oppervlak bevindt zich een netwerk van ondergrondse vulkanen.
Hoewel de veiligheid van de bewoners terecht bovenaan de lijst moet staan, moet ook de veiligheid van het gebouwde erfgoed in aanmerking worden genomen. De omgeving van Napels is een van 's werelds oudste continu bewoonde regio's. Het lijkt echter een onmogelijke klus om elk gebouw, ruïne, kasteel of standbeeld aardbevingsbestendig te maken. Zijn deze gebouwen gedoemd verloren te gaan als er een ramp plaatsvindt?
3D-scan?
Een manier om deze gebouwen 'levend' te houden, zelfs nadat ze zijn vernietigd, zou kunnen zijn door het maken van 3D-modellen van constructies. Op die manier kunnen we ze veilig houden in een digitale wereld, zelfs als ze in de echte wereld beschadigd of vernietigd raken. Hoe werkt dat?
Ten eerste heb je een zogenaamde 3D-scanner nodig: een speciale camera die geen gewone foto's maakt, maar in plaats daarvan miljoenen kleine puntjes in de 3D-ruimte vastlegt. De scanner gebruikt laserstralen of licht om de afstand van de scanner tot verschillende punten op het oppervlak van het gebouw te meten. Om het hele gebouw te scannen, liep er doorgaans iemand omheen, of plaatste hij de scanner in verschillende posities. Terwijl ze dit doen, zendt de scanner laserstralen of licht uit dat tegen de oppervlakken van het gebouw weerkaatst.
Wanneer de laser of het licht het gebouw raakt, stuitert het terug naar de scanner. De scanner meet hoe lang het duurt voordat het licht terugkeert en helpt zo de afstand tot dat punt op het gebouw te berekenen. Dit proces wordt vele malen per seconde herhaald, waardoor veel metingen ontstaan. Deze metingen zijn als een wolk van punten die de vorm en details van het gebouw weergeven.
Al deze verzamelde punten worden gebruikt om een 3D-model van het gebouw te maken. Stel je voor dat je de punten verbindt om een virtuele versie van het erfgoedgebouw te vormen. Sommige 3D-scanners kunnen ook de kleur en textuur van het oppervlak van het gebouw vastleggen, zoals de verf of de patronen in de steen. Dit zorgt ervoor dat het 3D-model er realistisch uitziet. Om het 3D-model accuraat en bruikbaar te maken, wordt speciale software gebruikt om de gegevens op te schonen, eventuele fouten te verwijderen en een soepel, gedetailleerd model te creëren.
Europees initiatief
Velen in het erfgoed ondernemen al stappen om te kijken hoe we (erfgoed)structuren kunnen digitaliseren. Een bekend voorbeeld is het zgn Tweeling! Campagne, gerund door Europeana Initiative. Het doel van het project is 'het verzamelen en presenteren van emblematische en hoogwaardige voorbeelden van Europa's culturele rijkdommen in 3D.' Het project is een concreet antwoord op de aanbeveling van de Europese Commissie uit 2021, waarin het belang van een gemeenschappelijke Europese dataruimte voor erfgoed wordt benadrukt.
Tegen 2030 worden de Europese lidstaten aangemoedigd om 'alle monumenten en locaties die als bedreigd worden beschouwd, 3% van de fysiek meest bezochte culturele en erfgoedmonumenten, gebouwen en locaties, in 50D te digitaliseren, en speciale aandacht te besteden aan specifieke categorieën erfgoed met een laag niveau van digitalisering.'
Naast het documenteren van Europese erfgoedstructuren in 3D-modellen, is het doel van de campagne om te laten zien waarom het belangrijk is om deze gebouwen in de digitale cloud in kaart te brengen. Europeana stelt dat 3D-modellen de toegang tot cultuur kunnen verbreden en een groter en diverser publiek kunnen bereiken. Door digitale reproducties te maken kunnen professionals meer te weten komen over hoe het is gebouwd en hoe het in de toekomst kan worden behouden of gerestaureerd. En het hebben van 3D-modellen van divers erfgoed zou kunnen leiden tot een impuls in de voorlichting van mensen over erfgoed en de toeristische sector.
Race tegen de klok
Tweeling! Is zeker een stap in de goede richting, maar wat gebeurt er als het in kaart brengen van erfgoed een race tegen de klok wordt? Een Oekraïens project laat zien hoe 3D-modellering van erfgoedgebouwen kan worden gedaan in tijden van conflict, wanneer er weinig aandacht is voor het potentiële verlies van erfgoed.
Toen de in Lviv gevestigde architect Julian Chaplinskyy bommen zag neerkomen op Kiev en Charkov, ging hij samenwerken met een plaatselijk bedrijf Skeiron. Samen proberen ze 3D-scans te maken van iconische monumenten in Oekraïne met behulp van lasers, Euronews gemeld. Op het moment van schrijven hebben ze zestig bouwwerken in Oekraïne vastgelegd en in kaart gebracht.
Notre Dame in kaart brengen
Het in kaart brengen en digitaal bewaren van een 3D-model van cultureel erfgoed is echter één ding. Het volledig opnieuw opbouwen van een dergelijk model – of beter gezegd de datametingen waarop de modellen zijn gemaakt – is eenvoudiger dan gedaan.
Toch is het niet onmogelijk. De snelle reconstructie van de Notre Dame in Parijs heeft dit aangetoond. Nadat de wereldberoemde kathedraal in 2019 in brand vloog, vroegen experts zich af hoe ze de beschadigde delen van de kerk zouden herbouwen. Gelukkig had architectuurhistoricus Andrew Tallon dit in 2001 gedaan uitgebreide 3D-kaarten van de kerk. Tallon – die in 2018 helaas overleed aan hersenkanker – zette op vijftig verschillende locaties in de kathedraal een statief op om verschillende digitale punten te scannen en te verzamelen met behulp van lasers om in kaart te brengen en te meten.
Meer dan twintig jaar later bleken de 3D-modellen van onschatbare waarde voor de snelle wederopbouw van de Notre Dame. Want ook al had de Franse staat bouwtekeningen of plattegronden rondslingeren, zo zou het gebouw er in de praktijk vaak niet hebben uitgezien.
Tallon legde de kathedraal vast zoals deze was op de dagen dat hij hem scande, in 2010. Uit de 3D-scans blijkt dat de structuur in de loop van de tijd is veranderd als gevolg van interne en externe krachten, tot op de millimeter nauwkeurig. De gegevens verkregen door laserscanners bieden veel nauwkeurigere metingen dan welke tekening dan ook, modern of historisch, ooit zou kunnen.
Er is alleen een probleem met dit soort uitgebreide 3D-scans, die uit miljoenen meetpunten bestaan. De scans zijn simpelweg te groot om op te slaan in een digitale cloud. Een artikel binnen De Atlantische Ik dacht dat de scans van hoge kwaliteit ongeveer één terabyte aan gegevens zouden bevatten. Klein genoeg om op een externe harde schijf te passen. Dus zelfs als u een indrukwekkende digitale reconstructie van een gebouw heeft, moet u de fysieke opslaglocatie veilig houden.
Scannen zolang het kan
Terug naar Italië, waar de Campi Flegrei blijven dreunen. Zoals eerder vermeld moet de veiligheid van mensen prioriteit nummer één zijn. Erfgoed wordt echter vaak vergeten als er zich een ramp voordoet. In het geval van Oekraïne zien we dat het digitaal bewaren van erfgoed soms een race tegen de klok kan worden.
Met de moderne technologieën die voor ons beschikbaar zijn, lijkt een plan om 3D-scans te maken van de belangrijkste herkenningspunten voor toekomstig gebruik geen slecht idee. Laten we dus het erfgoed in en rond Napels scannen. Wie weet wanneer we het de volgende keer nodig hebben?