Cercetări interdisciplinare. Documentare fotogrammetrică 3D şi scanarea cu lumină structurată a unor artefacte descoperite în praetorium consularis de la Apulum


Domeniul patrimoniului cultural ȋn general se pretează foarte bine tehnologiilor inovative de documentare fotografică computaţională (analitică). Prin intermediul acestor tehnologii sunt posibile acum obţinerea de noi produse digitale, ...destinate nu doar atȃt prospectării şi apoi studiului aprofundat cȃt şi vizualizării şi diseminării către comunitatea ştiinţifică şi publicul larg a unor versiuni digitale tri-dimensionale cȃt şi a unor descrieri riguroase de obiect, structuri şi teritoriu. Aceste produse devin la rȃndul lor instrumente puternice ȋn analiza şi explorarea ipotezelor de cercetare, asigurȃnd totodată şi suportul vizual al deciziilor de reconstrucţie, conservare şi restaurare. Domeniul fotografiei computaţionale, eminamente digitală, precum şi cel al procesării computerizate, conlucrează ȋn prezent ȋn crearea unor soluţii de redare tri-dimensională cȃt mai complexă a suprafeţelor şi texturilor obiectelor de patrimoniu, dar şi a monumentelor şi siturilor arheologice, aducȃnd un important aport documentării de specialitate, ȋn paralel reuşind şi o ridicare semnificativă a gradului de atractivitate a colecţiilor muzeale ȋn ochii publicului de toate vȃrstele3. Fotogrammetria este adeseori definită ca o ramură a topografiei care se ocupă cu studierea principiilor, metodelor şi procedeelor de determinare a formei şi a dimensiunilor obiectelor pe baza fotogrammelor / fotografiilor. Altfel spus, fotogrammetria este arta, ştiinţa şi tehnologia ce permite obţinerea de informaţie spaţială coerentă asupra obiectelor fizice şi mediului înconjurător prin procese de înregistrare, măsurare şi interpretare a datelor furnizate de imagini fotografice şi de altă natură.
Documentaţia fotogrammetrică pe situl de la Apulum - Palatul Guvernatorului (campania 2018) a fost realizată şi în acest an prin două mijloace, aeriană şi de la mică altitudine (de proximitate). Pentru documentare fotogrammetrică aeriană a fost utilizat un sistem UAV DJI Mavic PRO, programat prin software pentru o acoperire fotogrammetrică optimă, camera fotografică având o focală echivalentă de 28 mm, cu o rezoluţie de 12 Mp. La sol au fost dispuse 10 ţinte fotogrammetrice ale căror coordonate au fost culese în sistem Stereo70 (simultan cu WGS84 / ETRS89) cu ajutorul unităţii GPS RTK de precizie centimetrică Leica GG04. Datele au fost procesate cu ajutorul soluţiei software Agisoft Photoscan v.
1.4.1. Etapele de procesare sunt: extragerea norului de puncte (14 milioane de puncte), crearea suprafeţei mesh solide şi aplicarea texturii aferente. Odată georeferenţiat setul de date în coordonate Stereo70, au putut fi extrase principalele produse fotogrammetrice, orthofotomozaicul [pl. 01], modelul digital al elevaţiei [pl. 02], redarea lor complexă şi analiza spaţială fiind realizată cu ajutorul aplicaţiei Global Mapper v.19.Documentarea fotogrammetrică de proximitate (CRP) s-a realizat cu ajutorul unei camere DSLR de mare rezoluţie, Nikon D810 (36.2 Mp), echipată cu un obiectiv fix cu focala de 28 mm, pe trepied. Georeferenţierea s-a realizat folosind câte 5 ţinte fotogrammetrice codificate (12 bits) pentru fiecare din cele două unităţi de cercetare (S19 şi S20), ale căror coordonate au fost culese cu acelaşi sistem GPS RTK Leica GG04. Pentru suprafaţa S19 au fost necesare 147 de perspective, ce au permis extragerea unui nor dens de 153 milioane de puncte (153.952.368), cu o acoperire la sol (GSD) extraordinară de 0.464 mm / pixel, mult peste cerinţele iniţiale, de 5 cm / pixel. Produsele extrase [pl. 03-04] au asociate erori totale de maxim 2 cm, în limitele sistemului GPS RTK folosit. Rezoluţia modelului digital al elevaţiei este şi ea extraordinară, de 0.929 mm / pixel! Suprafaţa S20 a necesitat un număr total de 150 de fotografii de mare rezoluţie, ce au permis extragerea unui nor dens de 122 milioane de puncte (122.541.721), corespunzând unei rezoluţii la sol de 0.578 mm / pixel. Erorile totale de georeferenţiere sunt de 1.5 cm pentru întreg proiectul. Pentru redarea rezultatelor toate produsele georeferenţiate [pl. 05] au fost reunite cu ajutorul aplicaţiei Global Mapper v. 19, toate produsele exportate fiind în coordonate conforme sistemului naţional Stereo70. Transformarea acestora s-a făcut cu respectarea normelor ANCPI, cu ajutorul aplicaţiei TransDAT v.4. Pentru facilitarea unor viitoare utilizări ale staţiei totale precum şi pentru utilizarea unui sistem fix de referinţă absolută a cotelor de nivelment au fost instalate două borne topografice profesionale, de tip harpon FENO, ale căror coordonate 3D au fost măsurate cu sistemul GPS RTK GG04 pe o perioadă îndelungată, de aproximativ 2 ore.
O altă activitate interdisciplinară realizată în campania 2018 a fost scanarea 3D a unui prim set de 20 de artefacte descoperite în acest sit. Digitizarea artefactelor descoperite în situl de la Apulum – Palatul Guvernatorului şi aflate în colecţiile Muzeului Naţional al Unirii Alba Iulia s-a realizat prin metoda luminii structurate, folosind scanner-ul Artec SpaceSpider. Precizia acestui sistem este remarcabilă, de 0.01 mm, acest dispozitiv fiind încadrat în categoria sistemelor metrologice industriale. Pentru câteva din artefactele selectate (de exemplu altarul dedicat Eponei) documentarea s-a realizat prin metoda fotogrammetrică de proximitate [pl. 06]. Modelele 3D rezultate pot fi definite ca şi redări complexe,
detaliate şi fotorealistice ale suprafeţei artefactelor scanate, permiţând astfel documentarea de mare rezoluţie atât a geometriei, cȃt şi a cromaticii texturii, cu detalii esenţiale ce ţin de tehnicile de realizare, starea curentă de conservare etc. Modelele 3D realizate sunt publicate pe pagina Sketchfab a Muzeului Naţional al Unirii, accesibilă la: www.sketchfab.com/MNUAI, grupate sub forma unei colecţii separate [pl. 07].