Πρωτόκολλα τεκμηρίωσης βάσει τρισδιάστατης ψηφιοποίησης διαφορετικών υλικών σε γλυπτά προπλάσματα του Γιάννη Παππά

Τσάγαρη, Αναστασία; Μαρκόπουλος, Χρήστος

Documentation protocols based on three dimensional digitazation of differnt materials in sculpture models by Yiannis Pappas

Πτυχιακή εργασία

Author

Τσάγαρη, Αναστασία

Μαρκόπουλος, Χρήστος

Date

2021-07-15

Advisor

Μακρής, Δημήτριος
Καραμπίνης, Λεωνίδας

TSAGARI_13029_MARKOPOULOS_13074.pdf (21.96Mb)

Keywords

Τρισδιάστατη απεικόνιση ; Φωτογραμμετρία ; Πρόπλασμα

Abstract

Οι τεχνολογίες τρισδιάστατης απεικόνισης γνωρίζουν τις τρεις τελευταίες δεκαετίες ραγδαία ανάπτυξη και βρίσκουν συνεχώς νέα πεδία και τομείς εφαρμογής τους. Ένας από αυτούς είναι η τεκμηρίωση, η συντήρηση, η προστασία, γενικά η διαχείριση τεκμηρίων πολιτιστικής κληρονομιάς. Ειδικά στην επιστήμη της συντήρησης, η τεχνολογία τρισδιάστατης απεικόνισης αναδεικνύεται όλο ένα και πιο έντονα σε ένα πολύτιμο εργαλείο. Η παρούσα πτυχιακή εργασία εντάσσεται στο πλαίσιο της προσπάθειας τρισδιάστατης καταγραφής και απεικόνισης γλυπτών που φιλοτεχνήθηκαν από τον Έλληνα εικαστικό Γιάννη Παππά. Πιο συγκεκριμένα η παρούσα εργασία καταπιάνεται με μια σειρά έξι γλυπτών προπλασμάτων μικρού μεγέθους (<15 εκ.) και διαφορετικών υλικών (γύψος, μπρούντζος, κεραμικό, πλαστελίνη) με θέμα τη μητέρα, το οποίο απασχόλησε αρκετά τον Γιάννη Παππά στην καλλιτεχνική του διαδρομή. Σκοπός της εργασίας είναι η τρισδιάστατη καταγραφή και απεικόνιση των γλυπτών προπλασμάτων με τη μέθοδο της φωτογραμμετρίας (παθητική) και την μέθοδο συστήματος φορητού μικρής εμβέλειας σαρωτή λέιζερ (ενεργητική) και στη συνέχεια η αξιολόγηση και η σύγκριση των αποτελεσμάτων των δύο τεχνικών σε σχέση με την μορφολογία, το υλικό και τα χαρακτηριστικά της υφής και του χρώματος της επιφάνειας των αντικειμένων κυρίως από το πρίσμα της ωφέλειας στην διαδικασία της τεκμηρίωσης και διάγνωσης των παθογενειών. Διερευνάται η επίδραση των διαφορετικών υλικών κατασκευής στην ποιότητα των παραγόμενων τρισδιάστατων μοντέλων. Στο θεωρητικό μέρος της εργασίας παρουσιάζεται συνολικά η ζωή, το έργο και ο τρόπος εργασίας του Γιάννη Παππά. Ιδιαίτερη αναφορά γίνεται στα προπλάσματα και γλυπτά του θέματος της μητέρας και στον χώρο του εργαστηρίου του Γιάννη Παππά στον οποίο φυλάσσονται και εκτίθενται, εξετάζοντας τις συνθήκες του περιβάλλοντος έκθεσης και διατήρησης. Στη συνέχεια αναλύεται η σημασία και ο ρόλος της τρισδιάστατης καταγραφής και τεκμηρίωσης της πολιτιστικής κληρονομιάς και το γενικό πλαίσιο της ροής εργασιών. Ακολουθεί η περιγραφή των ενεργητικών και παθητικών μεθόδων τρισδιάστατης καταγραφής και των κριτηρίων επιλογής τους. Αναλύονται διεξοδικά οι αρχές λειτουργίας , οι χρησιμοποιούμενοι αλγόριθμοι τόσο της φωτογραμμετρικής μεθόδου όσο και της τρισδιάστατης σάρωσης λέιζερ. Επίσης παρουσιάζονται οι διαφορετικοί τύποι σαρωτών και τα πεδία εφαρμογής τους. Το θεωρητικό μέρος ολοκληρώνεται με την παράθεση μιας σειράς παραδειγμάτων τρισδιάστατης ψηφιοποίησης τεκμηρίων πολιτιστικής κληρονομιάς με σκοπό την τεκμηρίωση, τον σχεδιασμό και την εκτέλεση εργασιών συντήρησης. Επίσης παρουσιάζονται περιληπτικά εργασίες ανάλογων προσεγγίσεων που μελετούν αντικείμενα παρόμοιων χαρακτηριστικών με παρεμφερείς μεθόδους ψηφιοποίησης και εξαγωγής συμπερασμάτων. Στο πειραματικό μέρος, αρχικά παρουσιάζονται τα τεχνικά χαρακτηριστικά και η διάταξη του απαιτούμενου εξοπλισμού των δύο μεθόδων για τη διαδικασία λήψης των πρωτογενών δεδομένων και ακολουθεί η λεπτομερής περιγραφή της ίδιας της διαδικασίας. Τα βήματα της προεπεξεργασίας- επεξεργασίας και μετεπεξεργασίας των πρωτογενών δεδομένων στα σχετικά λογισμικά, έως την τελική εκδοχή των παραγόμενων τρισδιάστατων μοντέλων, παρουσιάζονται πολύ αναλυτικά για κάθε αντικείμενο με τρόπο που θα μπορούσε να φανεί χρήσιμος ως οδηγός για τη διεξαγωγή μιας ανάλογης διαδικασίας στο μέλλον. Εντοπίζονται και αναδεικνύονται τα προβλήματα που προέκυψαν κατά τα στάδια της παραπάνω διαδικασίας και οι τρόποι που αντιμετωπίστηκαν με πλήθος δοκιμών και διαφορετικών προσεγγίσεων. Τέλος, αναλύονται τα εξαγόμενα συμπεράσματα από την αξιολόγηση και την σύγκριση των αποτελεσμάτων των δύο μεθόδων σε συνάρτηση με τα ιδιαίτερα μορφολογικά χαρακτηριστικά και τα υλικά κατασκευής των αντικειμένων. Επίσης διατυπώνονται παρατηρήσεις και προτάσεις για τη βελτιστοποίηση της όλης διαδικασίας και μελλοντικών προσεγγίσεων για αντικείμενα παρόμοιων χαρακτηριστικών, αλλά και για τα ίδια τα γλυπτά προπλάσματα της παρούσας εργασίας.

Abstract

3D imaging technologies have been growing rapidly over the last three decades and are constantly finding new fields and areas of application. One of them is the documentation, the conservation, the protection, in general the management of cultural heritage items. Especially in the science of maintenance, 3D imaging technology is becoming more and more of a valuable tool. This dissertation is part of the context of the effort of three-dimensional recording and illustration of sculptures created by the Greek artist Giannis Pappas. More specifically, the present work deals with a series of six sculptures models of small size (<15 cm.) and different materials (plaster, bronze, ceramic, plasticine) with the theme of the mother, which occupied a lot of Giannis Pappas in his artistic career. Its purpose The aim of the work is the three-dimensional recording and display of the sculptural models with the method of photogrammetry (passive) and the method of portable system of short-range laser scanner (active) and then the evaluation and comparison of the results of the two techniques in relation to the morphology, the material and the characteristics of the texture and the color of the surface of the objects mainly from the prism of the benefit in the process of documentation and diagnosis of pathogens. The effect of different construction materials on the quality of the three-dimensional models produced is investigated. The theoretical part of the work presents the life, work and the way of work of Giannis Pappas. Special reference is made to the models and sculptures of the mother theme and in the laboratory of Giannis Pappas in which they are kept and exhibited, examining the conditions of the exhibition and conservation environment. Then the importance and role of the three dimensional recording and documentation of cultural heritage and the general context of the workflow are analyzed. The following is a description of the active and passive 3D recording methods and their selection criteria. The operating principles, the algorithms used of both the photogrammetric method and the three-dimensional laser scanning are analyzed in detail. Also presented are the different types of scanners and their fields of application. The theoretical part concludes with a series of examples of 3D digitization of cultural heritage items for the purpose of documentation, design and execution of conservation work. Also presented are summaries of similar approaches that study objects of similar characteristics with similar methods of digitization and drawing conclusions. In the experimental part, first the technical characteristics and the layout of the required equipment of the two methods for the process of obtaining the primary data are presented, and the detailed description of the process itself follows. The steps of pre-processing and post-processing of primary data in the relevant software, to the final version of the produced 3D models, are presented in great detail for each object in a way that could be useful as a guide for conducting a similar process in the future. The problems that arose during the stages of the above process and the ways that were addressed with a number of tests and different approaches are identified and highlighted. Finally, the conclusions drawn from the evaluation and comparison of the results of the two methods in relation to the particular morphological characteristics and the construction materials of the objects are analyzed. Remarks and suggestions are also made for the optimization of the whole process and future approaches for objects of similar characteristics, but also for the sculptural models of the present work.