Projekt 3D skeniranja i reverzibilnog inženjerstva – 3D modeliranja za potrebe 3D dokumentiranja, revitalizacije i izrade 3D rekonstrukcije starohrvatskog broda condura croatica

ViaKornel  je početkom 2021. godine započeo s provođenjem projekta 3D dokumentiranja (korištenjem tehnologije 3D skeniranja), 3D rekonstrukcije te izvlačenja i izradom CAD dokumentacije postojećih ali i rekonstruiranih linija forme brodova tipa Condura Croatica. Iako ViaKornel  sa svojim timom i iskustvom na području reverzibilnog  inžinjerstva, te specijaliziranog 3D modeliranja iz područja brodogradnje te izrade 3D rekonstrukcija ima već nekoliko većih projekata iza sebe, ovaj projekt je bio ipak priča za sebe. Radom na dosad izvedenim 3D rekonstrukcijama iz područja tradicionalne drvene brodogradnje, uglavnom su korišteni postojeći sačuvani nacrti, forografije ali i pisana dokumentacija pa ponekad čak i  stare uljane slike za definiranje boja, jedrilja ili snasti takvih brodova. Ovaj puta to je izostalo, iz razloga što se radi o brodu starome oko  900 – tinjak godina, koji je gotovo isto toliko ležao namjerno potopljen u mulju stare srednjovjekovne  Ninske luke. Naravno,  pored osnovnih skica i istraživačkih nacrta podvodnih arheologa i konzervatora, adekvatne  tehničke dokumentacije za ove brodove nijepostojalo. Uostalom, to je i bio razlog nastanka projekta za potrebe dokumentiranja i  3D očuvanja / restoracije brodova u vidu izrade nacrtne i 3D dokumentacije. Razvojem modernih 3D tehnologija, softvera i aplikacija iz područja reverzibilnog inžinjerstva, iste je moguće primijeniti i na povijesno značajne i tradicijski građene brodove, a ViaKornel je uz pomoć partnerske tvrtke Niteh d.o.o, ovaj puta učinio upravo to, primijenio jednu od trenutno najkvalitetnijih tehnologija 3D skeniranja za potrebe dobivanja ulaznih podataka i 3D modela postojećeg stanja olupina.

OPIS PROVOĐENJA PROJEKTA

ViaKornel ima već nekoliko odrađenih projekta u izradi 3D rekonstrukcija iz područja tradicionalne drvene brodogradnje, poput bracere, Lošinjske pasare ili drvenog kutera iz prvog svjetskog rata, međutim  tu su isključivo koršteni postojeći nacrti za izradu 3D rekonstrukcija u vidu detaljnih 3D modela. Za potrebe projekta dokumentacije olupina brodova tipa Condura Croatica, jedina realna tehnička dokumentacija su bili upravo oni sami. Plan je bio pomoću tehnologije 3D skeniranja dokumentirati cjelokupnu preostalu konstrukciju brodova te na temelju zaprimljenog 3D modela krenuti u reverzibilno izvlačenje linija. Ipak, zbog specifičnosti procesa konzervacije i restauracije olupina, iste su se uslijed odstranjivanja naslaga mulja, te sušenja drva, u dređenome udijelu počele izvijati, razdvajati na pojedinim elementima te rasušivati. Zbog tih razloga postavljene su u metalne “koljevke” te još dodatno učvršćene zaštitnom mrežom s vanjske strane oplate kako manji elementi trupa nebi uslijed daljnjeg izlaganja ispadali i razmjestili se  s njihovih originalnih pozicija. Iz navedenog razloga, 3D skeniranje je izvedeno “samo” s unutarnje strane oplate brodova, na način da su detaljno poskenirani elementi kobilice, rebara i oplate broda (vanjska zaštitna mreža se nije smjela izmaknuti zbog zaštite i pridržavanja olupine a ta ista mreža bi bunila skener i njegov rad što bi rezultiralo da zaprimljeni podaci 3D skeniranjem u potpunosti budu tehnički neiskoristivi). Postupkom 3D skeniranja je rukovao ing. Andro Perković, specijaliziran za rukovanje Go!SCAN SPARK 3D skenerom, kao djelatnik tvrtke Niteh d.o.o., dok je pripremom dokumentacije za izradu 3D rekonstrukcije i samom organizacijom skeniranja rukovodio Nikola Budimir, mag ing. član tima a ujedno i vlasnik ViaKornel – obrta  specijaliziranog za 3D modeliranje i reverzibilno inžinjerstvo. Proces detaljnog 3D skeniranja uspješno je izveden unutar ukupno 6 radnih sati za dvije olupine brodova, nakon čega je sljedila optimizacija i „dobivanje“ za daljni proces adekvatnog 3D modela, tj. mesh objekta cjelokupne unutrašnjosti te vanskog ruba broda kako bi se moglo započeti s  daljnim procesom izrade tehničko – nacrtne dokumentacije te izrade 3D rekonstrukcije broda. Time su iz modela uklonjeni svi nepotrebni i za rekonstrukciju neiskoristivi elementi poput slomljenih ostataka dasaka, rebara i raznoraznih otkinutih i oštećenih dijelova ključne konstrukcije broda. Nadalje, izuzeti su svi elementi rebara koji nisu odgovarali njihovom originalnom obliku, dok je ostatak odgovarajućih rebara pravilno pozicioniran, zarotiran i postavljen na lokacije unutar trupa koje njima u usporedbi s formom oplate najviše odgovaraju. Tijekom cjelokupnog procesa optimizacije 3D modela, komunicirano je s voditeljicom projekta Anitom Jelić, koja je svojim savjetima i uputstvima usmjeravala samu izradu rekonstrukcije sukladno povijesnim izvorima i originalnim tehnologijjama gradnje broda.

Odlična stvar je upravo to što je na temelju 3D skeniranog modela bilo moguće optimizitranje unutarnjih elemenata konstrukcije na njihove pozicija a bez potrebe da se iste dira ili premiješta na originalnome brodu u ovoj osjetljivoj fazi njihove konzervacije i daljneg restauriranja. Sljedeća faza projekta je bio posupak izvačenje postojećih linija forme broda, dakle linije rebara i oplate na način da je dokumentirano zatečeno stanje olupine broda. Tek kada je to učinjeno, moglo se je nastaviti s “peglanjem” linija, tj postavljanjem linija koje odgovaraju pravilno posloženim elementima rebara i konstrukcije broda. Na taj način omogućeno je da se izrade zapravo dvije verzije 3D rekonstrukcije s njima pripadnim 2D nacrtima forme; a to je model zatečenog stanja – izrađen uglavnom na temelju skeniranih elemenata, te model 3D rekonstrukcije koji predstavlja kompletno revidirani i rekonstruirani model povijesnog izgleda broda. To znači da su izvedeni propali ili nedostajući elementi broda, rekonstruirane pukotine, napuknuća ili rupe uslijed djelovanja morskih organizama, tereta mulja i morske okoline. Tako uređeni i rekonstruirani 3D elementi rebara, statvi i kobilice broda poslužili su kao glavni parametri za izvođenje odgovarajuće forme 3D rekonstruiranog trupa i oplate broda. Tek po završetku izrade 3D rekonstrukcije, bilo je moguće započeti  s izvlačenjem linija forme rekonstruiranog broda.

Cjelokupnu pripremu 2D nacrtne tehničke dokumentacije, također je trebalo “počistiti” i optimizirati za potrebe izrade preglednih i jasnih nacrta linija broda. Dakle, kao i u pripremi za 3D modeliranje, svi elementi koji su htjeli biti prikazani na 2D nacrtima, morali su biti optimizirani. Što to znači? Sve 2D linije su dobivene na temelju projiciranja na 3D skenirane površine, što za posljedicu ima da se također vide svi obrisi utora, pukotina i deformacija. Tek kad su se iste uklonile, linije su mogle predstavljati relevantnu formu broda u 2D nacrtima. Ovaj dio posla izrade precizne nacrtne dokumentacije sukladno povijesnim činjenicama i restauratorskim smjernicama također je odradio ViaKornel, a za njega je bio zadužen  Robert Perčić mag.ing, koji je sve izrađene nacrte dokumentirao sukladno smjernicama restauratora i voditelja projekta revitalizacije olupina.

Zadnju fazu projekta, koja je zapravo još trenutno u tijeku razvoja, predstavlja izrada kvalitetnih fotorealističnih vizualizacija rekonstrukcije Condure Croatic-e, što znači da se model “boja” i vizualizira isključivo prema povijesno korištenim materijalima u gradnji broda, a u ovome slučaju, u najvećemu udjelu se radio materijalu nekoliko vratsa hrasta. Po završetku projekta, biti će moguće izračunati i ukupni volumen te odgovarajuću težinu nekada korištenog i ugrađenog drvenog materijala u brodove na temelju izrađenog 3D modela, i to za sve ključne elemente same konstrukcije brodova.

MOGUĆNOSTI U BLIŽOJ BUDUĆNOSTI

3D skeniranje samo je jedna od novih tehnologija da pripomogne u tome da se dokumentiraju, zabilježe i prikažu predmeti i objekti od velikog povijesnog značenja za buduće naraštaje. Jednom tako dokumentirani predmeti, uvijek se mogu naknadno 3D rekonstruirati, obnoviti ili i izraditi kao replike, prema svome jednom davno postojećem originalnom izdanju. Spregom i korištenjem tehnologije 3D printa, laserkog izrezivanja i CNC obrade glodalicama te specijaliziranim alatima, na temelju izvedenih i ovako rekonstruiranih 3D modela moguće je izraditi i zamijeniti dotrajale ili previše propale elemente, gotovo u desetinku milimetra identične originalima.  Nadalje, ubrzanim razvojem aplikacija proširene i virtualne stvarnosti (engl. augmented / virtual reality) moguće je novostvorenu i rekonstruiranu tehničku 3D /2D građu približiti posjetiocima muzeja, brodograditeljima ali i svim zainteresiranima za povijesnu i tradicijsku brodogradnju u vidu atraktivnih virtualnih maketa i animacija, te na taj način spojiti tehničku dokumentaciju s modernim digitalnim tehnologijama. Na svim navedenim područjima ViaKornel već razvija određene projekte, te se nadamo da će ih u skorije vrijeme biti moguće i detaljnije predstaviti u ovako specijaliziranim časopisima poput Burze Nautike.