Công nghệ quét 3D mở ra cánh cửa mới cho việc bảo tồn di sản

Công nghệ quét 3D độ phân giải cao và chụp ảnh kỹ thuật số đang giúp các nhà nghiên cứu tiếp cận các hiện vật cổ và di sản lịch sử theo cách chưa từng có, mà không cần chạm trực tiếp vào hiện vật. Nhờ các phần mềm mới, người dùng có thể "cầm nắm" hiện vật trong không gian số, quan sát từ mọi góc độ, phóng to từng chi tiết và thậm chí điều chỉnh nguồn sáng để nghiên cứu bề mặt.

Một trong những đơn vị tiên phong trong lĩnh vực này là Factum Foundation - tổ chức phi lợi nhuận được thành lập năm 2009 bởi nghệ sĩ kiêm chuyên gia công nghệ Adam Lowe. Tổ chức này ghi lại bề mặt, màu sắc và hình dáng của các hiện vật và di tích văn hóa với độ chính xác rất cao, giúp các nhà nghiên cứu cũng như công chúng có thể tiếp cận chúng trong môi trường số.

Factum Foundation sử dụng nhiều công nghệ không tiếp xúc do chính đơn vị phát triển, như quét 3D, lidar, đo ảnh lập thể (photogrammetry), ảnh đa phổ và hệ thống chụp ảnh độ phân giải siêu cao. Khác với ảnh chụp thông thường, các công nghệ này có thể ghi lại cả độ nổi, kết cấu bề mặt và màu sắc của hiện vật. Dữ liệu thu được được sử dụng để hỗ trợ các chuyên gia bảo tồn, giám tuyển bảo tàng và giới học thuật nghiên cứu, theo dõi tình trạng hiện vật cũng như xây dựng phương án phục chế.

"Điều Factum Foundation thực sự hướng tới là phân tích kỹ lưỡng bề mặt của hiện vật để khám phá nhiều thông tin hơn về chính hiện vật đó, đồng thời đặt ra những câu hỏi về mối quan hệ giữa tính nguyên bản, tính xác thực và khả năng tiếp cận; tức là chúng ta thực sự có thể nhìn thấy và hiểu được những gì. Mục tiêu của chúng tôi là giúp con người có được sự thấu hiểu sâu sắc và gần gũi hơn đối với các hiện vật văn hóa, theo cách mà trước đây rất khó thực hiện", ông Adam Lowe, Nhà sáng lập Factum Foundation, cho biết.

Những dự án gần đây của Factum Foundation bao gồm số hóa khu mộ ngầm cổ Ipogeo dei Cristallini tại thành phố Naples (Italy) và trần nhà của Trường Thần học thuộc Thư viện Bodleian, Đại học Oxford (Anh). Đặc biệt, dữ liệu số hóa tại Oxford đã tạo ra hình chiếu trực giao, cho phép nghiên cứu chi tiết toàn bộ bề mặt trang trí trên trần nhà, vốn nằm ở độ cao khoảng 8 mét và rất khó quan sát trực tiếp.

Theo Adam Lowe, các công cụ số đang mang đến cho giới nghiên cứu khả năng tiếp cận những tác phẩm nghệ thuật mà trước đây gần như không thể tiếp cận. Người dùng có thể phóng đại hình ảnh lên tới 10 lần và thay đổi hướng chiếu sáng để quan sát rõ từng chi tiết bề mặt.

Không chỉ phục vụ nghiên cứu, dữ liệu 3D còn có thể được sử dụng để tạo ra các bản sao vật lý gần như chính xác tuyệt đối, đặc biệt trong trường hợp hiện vật gốc khó tiếp cận hoặc cần hạn chế tác động từ khách tham quan nhằm bảo đảm công tác bảo tồn.

Một ví dụ tiêu biểu là tác phẩm điêu khắc The Young Saint John the Baptist (San Juanito) của Michelangelo, từng bị phá hủy trong Nội chiến Tây Ban Nha. Từ các mảnh vỡ còn lại, Factum Foundation đã sử dụng công nghệ phục dựng số và chế tạo để tái hiện tác phẩm.

"Đây là 10 mảnh vỡ của một tác phẩm điêu khắc do Michelangelo thực hiện khi còn trẻ. Chúng tôi đã ghép các mảnh vỡ này để tái dựng hình dáng ban đầu của bức tượng cậu bé, dựa trên những bức ảnh tư liệu lịch sử. Mặc dù những bức ảnh đó ban đầu không được chụp nhằm phục vụ việc thu thập dữ liệu chính xác, chúng tôi vẫn có thể phục dựng toàn bộ những phần đã bị mất. Đó chính là cách công nghệ phục dựng kỹ thuật số được ứng dụng trong thực tế", ông Adam Lowe, Nhà sáng lập Factum Foundation, chia sẻ.

Tổ chức này cũng đã tham gia số hóa nhiều lăng mộ tại Thung lũng các vị Vua ở Ai Cập, đồng thời đào tạo các chuyên gia địa phương thông qua Chương trình Bảo tồn Nghĩa địa Thebes. Ngoài ra, Factum Foundation còn thực hiện số hóa tranh vẽ, bản thảo, tượng điêu khắc và các công trình kiến trúc tại châu Âu, Trung Đông, châu Phi và Mỹ Latinh.

Các chuyên gia nhấn mạnh, số hóa không thể thay thế việc bảo vệ hiện vật gốc. Tuy nhiên, việc lưu trữ dữ liệu số với độ phân giải cao sẽ tạo ra nguồn tư liệu tham chiếu quý giá cho tương lai, giúp theo dõi sự xuống cấp theo thời gian, đồng thời mở rộng cơ hội nghiên cứu, giảng dạy và trưng bày những hiện vật mong manh mà không làm gia tăng nguy cơ hư hại.

Bên cạnh đó, dữ liệu 3D độ phân giải cao cũng đang mở ra nhiều ứng dụng mới cho trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy (Machine Learning), cho phép các hệ thống nhận diện những đặc điểm độc nhất trên bề mặt tranh vẽ, bản thảo và nhiều loại hiện vật khác.