Выполняемые работы

Лазерное сканирование и 3D моделирование произведений искусства

3D-модели скульптур, памятников архитектуры, предметов искусства из стекла, фарфора, керамики, ювелирных украшений, предметов прикладного искусства в руках реставраторов, архитекторов, искусствоведов и других специалистов – это новый инструмент, способный помочь обеспечению сохранности оригиналов, проведению реставрационных работ, идентификации подлинников или быть основой при создании прототипов.

Высокая квалификация наших специалистов и опыт решения подобных задач в промышленности позволяют с высокой точностью и в сжатые сроки создавать сложные компьютерные 3D-модели объектов любого размера и формы.

Выполнение высокоточного лазерного сканирования предметов искусства

Огромное значение при реставрации и копировании имеет сохранение оригинала и непричинение ему вреда. Однако традиционные методы создания форм и копий по существующим оригиналам требуют непосредственного контакта с объектом, что, несомненно, оказывает негативное влияние на его сохранность. Если же копирование выполняется, основываясь исключительно на визуальное восприятие мастера, то фактически при этом создается новое произведение искусства по мотивам существующего оригинала.

Стремительное развитие цифровых технологий в области высокоточных геометрических измерений, моделирования и обратного инжиниринга позволяет создавать модели произведений искусства полностью бесконтактно. В этом случае первым шагом при создании 3D-модели является лазерное сканирование.

Для сканирования поверхности объекта нашими специалистами применяются последние достижения в области промышленной метрологии. В зависимости от фактуры поверхности, габаритов объекта и других условий для сканирования используется измерительный манипулятор Romer со сканирующей головкой CMS 108, сканирующая система TScan c абсолютным лазерным трекером Leica AT901 или сканер белого света Cognitens WLS400A. Иногда очень хорошие результаты дает совмещение этих систем с цифровыми фотограмметрическими методами. Для сканирования памятников архитектуры мы используем лазерный сканер Surphaser или Leica ScanStation.

В результате сканирования на поверхности объекта полностью бесконтактно определяется положение от сотен тысяч до десятков миллионов точек.

В большинстве случаев с одной точки стояния прибора невозможно отсканировать весь объект и для получения полной картины приходится производить измерения с разных точек. Труднодоступные части поверхности объекта могут быть отсканированы с помощью специального метрологического зеркала. Параметры сканирования (шаг и точность) выбираются в зависимости от характера рельефа (орнамента) фактуры поверхности обмеряемого объекта.

Уникальное оборудование, которое используют специалисты ЗАО «Промышленная геодезия», в частности измерительный манипулятор Romer со сканирующей головкой CMS 108, позволяет выполнять измерения с точностью определения координат до сотых долей миллиметра.

Полученные с разных точек стояния прибора облака точек (так называемые сканы) сводятся в единую систему координат и в дальнейшем обрабатываются совместно.

Сканирование фарфоровой вазы «Сплетницы» из экспозиции Государственного Эрмитажа

Создание 3D-моделей объектов

Сведенные в единую систему координат сканы редактируются. Из них удаляются грубые промахи и уточняется положение еще не отсканированных участков поверхности. В дальнейшем на этой основе формируется высокоточная полигональная модель. Современное программное обеспечение и оригинальная технология, используемые нашими специалистами, позволяют выполнить построение 3D-модели реставрируемого объекта с высочайшей точностью.

Сканируемые объекты, облака точек, 3D-модели и фарфоровые изделия, изготовленные по данным сканирования

Специализированный пакет программ позволяет рассмотреть объект под разными углами и с разных сторон; виртуально восстановить недостающие детали и даже рассчитать количество необходимых для проведения работ материалов.

Компьютерная реконструкция утраченных деталей реставрируемого объекта

Используемые нашей фирмой технологии позволяют не только создать 3D-модель произведения искусства, но и восстановить утраченные с течением времени детали объекта с помощью современных методов трехмерного моделирования.

Сканирование фарфоровой скульптуры «Офелия» из коллекции Государственного Эрмитажа с целью воссоздания утраченных элементов

Изготовление твердых копий сканируемых объектов

Мы применяем детально проработанную нашими специалистами технологию, включающую полную цепочку работ от сканирования до получения твердых копий объектов. Твердая копия может быть изготовлена следующими способами:

  • на программируемом фрезерном станке из различных твёрдых материалов;
  • методом лазерной стереолитографии из фото-полимера.
Элемент вазы «Сплетницы» и изготовление гипсовой мастер-модели на программируемом фрезерном станке

3D-модель может быть подготовлена с учетом пожеланий скульптора, который будет заниматься последующей обработкой. При этом учитываются особенности технологии дальнейшего использования копии или формы.

Таким образом, лазерное сканирование и 3D-моделирование при создании копий предметов искусства даёт следующие преимущества по сравнению с традиционными методами:

  • высочайшая точность и достоверность результатов измерений;
  • отсутствие контакта с объектом сканирования;
  • существенное сокращение времени на создание прототипа;
  • возможность многократного создания прототипа в любом масштабе;
  • создание сечений и форм для любой детали модели;
  • виртуальная реставрация и воссоздание произведений искусства;
  • возможность сличения оригинала, вернувшегося после экспозиции вне стен музея, с математической моделью, хранящейся в базе данных музея;
  • замена скульптур и монументов, находящихся на открытом воздухе и подверженных вредному влиянию внешних факторов;
  • использование 3D-моделей для компьютерной анимации.