Chuyển đổi số là sự tích hợp các công nghệ kỹ thuật số vào một lĩnh vực nào đó, tận dụng các công nghệ để thay đổi căn bản cách thức vận hành, mô hình quản lý và cung cấp các giá trị mới cho đối tượng hướng đến của lĩnh vực đó.
Trong công cuộc chuyển đổi số, số hóa đóng vai trò then chốt cho sự thành công của toàn quá trình. Lĩnh vực bảo tồn bảo tàng cũng không nằm ngoài quy tắc này. Dữ liệu số hóa càng chi tiết, càng mang lại hiệu quả cao trong cả công tác quản lý và khai thác.
Dữ liệu số hóa hiện vật và di tích văn hóa mang đặc thù phải bao gồm dữ liệu cấu trúc hình học, tính chất vật liệu, và các nguồn thông tin khác có liên quan. Do đó, mục tiêu của số hóa phải đảm bảo các nguồn dữ liệu này. Đồng thời các dữ liệu này phải được tích hợp tại một đầu mối.
Trong quá trình chuyển đổi số, các công tác liên quan như quản lý và khai thác đều được bổ sung thêm những cách thức mới, những thay đổi mới hiệu quả hơn, từ đó phát huy khả năng truyền đạt trực quan bỏ qua hạn chế bởi không gian và thời gian.
Số hóa truyền thống là các hình thức số hóa cơ bản như:
Ảnh 360o là công nghệ hình ảnh panorama đảm bảo góc nhìn toàn cảnh 360o. Đây là công cụ sử dụng trong số hóa không gian có hiệu quả nhất, cho chất lượng hình ảnh cao, trung thực, cùng góc nhìn toàn cảnh cung cấp cho người trải nghiệm cuối cảm giác chân thật.
Việc kết hợp nhiều ảnh 360o tạo thành mô hình đa trạm ảnh, trong đó người dùng có thể di chuyển như trong không gian thật. Triển khai đa trạm ảnh còn cung cấp đầu vào cho việc tái tạo mô hình bề mặt, kết hợp với ảnh 360o tạo ra không gian trung thực, khả năng di chuyển và nhiều góc nhìn hơn trong không gian số hóa.
Bên cạnh hình ảnh thực về không gian, các ảnh 360 còn cho phép tích hợp thêm thông tin bằng cách đính kèm các điểm thông tin (infospot) ngay bên trong ảnh, giúp việc biên tập dữ liệu trở nên phong phú, đảm bảo các thông tin đi kèm và các trình diễn đa phương tiện khác; từ đó, giúp truyền tải thông tin đầy đủ hơn về các di tích.
Ảnh 360o có khả năng hiển thị cả trên thiết bị màn hình phẳng thông thường cũng như các thiết bị kính thực tế ảo, góp phần tăng hiệu ứng trong trải nghiệm.
Ảnh 360o có thể thu thập mặt đất hoặc trên không và tăng thêm những góc nhìn khác lạ mà du khách khó thực hiện được ngay cả khi trực tiếp tham quan. Công nghệ này thích hợp cho việc số hóa cả không gian mở và kín. Có nhiều thiết bị thu thập dữ liệu khác nhau, tùy vào mục tiêu có thể sử dụng kết hợp nhiều phương án tại cùng một vị trí.
Tham khảo về công nghệ này:
Avalon Saigon
Vietnam Arhat Coridor
Photogrammetry và Aerial Photogrammetry: Photogrammetry là kỹ thuật tái tạo bề mặt đối tượng thông qua ảnh chụp từ nhiều góc độ khác nhau. Về nguyên tắc hình học, khoảng cách giữa 2 đối tượng trên bức ảnh có tỷ lệ thu phóng tương đương với khoảng cách thực. Do đó chỉ cần biết tỷ lệ này và đo được giá trị trên bức ảnh có thể tính toán được khoảng cách thực tế. Sau đó từ các ảnh chụp với độ chồng ghép lớn (75 – 85%), có thể tái tạo được mô hình của vật thể.
Aerial Photogrammetry cũng là công nghệ tương tự nhưng sử dụng ảnh chụp là không ảnh, từ đó có thể tái tạo bề mặt của các khoảng không gian lớn, phức tạp cả về địa hình lẫn công trình. Với Aerial, có thể triển khai với các diện tích lên đến hàng trăm hecta.
Công nghệ này tận dụng các thiết bị bay chụp không ảnh kết hợp với việc định vị GPS. Mỗi tấm hình khi chụp luôn được lưu trữ kèm tọa độ GPS, do đó tăng độ chính xác khi ghép ảnh và tái tạo mô hình có độ chính xác cao hơn.
Bãi San Hô thị xã Sông Cầu tỉnh Phú Yên
Bên cạnh việc tái tạo mô hình, Photogrammetry còn tự động tạo ra chất liệu bề mặt của đối tượng. Do đó, cung cấp mô hình có thể hiện hoàn toàn giống như thực tế.
Photogrammetry thường được sử dụng để số hóa các hiện vật có kích thước lớn, còn Aerial Photogrammetry được sử dụng cho việc số hóa bằng mô hình các phạm vi rộng hoặc sử dụng kết hợp cho các hiện vật có kích thước lớn.
Laser Scan là công nghệ phóng tia Laser từ trạm máy, tia này sẽ va chạm vật thể và phản hồi về máy, giúp thiết bị nhận diện được một điểm từ thực tế. Máy quét Laser có khả năng phóng ra hàng triệu tia như vậy để thu thập bề mặt từ không gian. Quá trình quét Laser được kết hợp với chụp ảnh và gán màu sắc nhận được cho điểm đã thu thập.
Bằng cách đặt nhiều trạm máy khác nhau trong một khu vực, ta có thể tái tạo được bề mặt của các đối tượng trong không gian. Đặc trưng của Laser scan là độ chính xác cao, có thể lên đến 0.01mm trong khoảng cách xa 20 – 30 mét.
Laser scan thu thập dữ liệu được gọi là đám mây điểm (Point Cloud) thường được sử dụng trong ngành xây dựng để so sánh sai khác giữa kết quả thi công thực tế với mô hình thiết kế. Point Cloud có độ chi tiết cao, có thể lên đến hàng trăm điểm trên 1 mi-li-mét vuông. Từ dữ liệu Point Cloud này có thể tái tạo lại bề mặt (mesh) của đối tượng thực tế.
Kết hợp Photogrammetry, Aerial Photogrammetry và Laser Scan: Điểm tương đồng của 3 công nghệ này là dữ liệu Point Cloud. Photogrammetry cũng có khả năng tạo ra dữ liệu Point Cloud trong quá trình tái tạo bề mặt. Phương án kết hợp Point Cloud từ cả 3 cách thức thu thập dữ liệu trên sẽ tạo nguồn đầu vào chất lượng cao cho việc tái tạo bề mặt đối tượng.
Sử dụng thêm các thiết bị định vị như quả cầu hấp thụ Laser hay tấm đánh dấu có thể tăng độ chính xác trong việc kết hợp các loại dữ liệu thu thập được. Từ dữ liệu tổng hợp này, mô hình được tái tạo với chất lượng cao do mật độ điểm dày đặc.
Chùa Vĩnh Nghiêm
Trên đây là hình ảnh ví dụ về các vị trí ảnh chụp và mô hình tái tạo đạt chất lượng độ chi tiết cao. Công nghệ này đã được các chuyên gia nước ngoài từ CyArk sử dụng để số hóa một phần tại Lăng Tự Đức, Thừa Thiên Huế. Tham khảo thông tin về dự án này tại liên kết sau:
Handhold 3D Laser Scan là Công nghệ quét 3D (hay còn gọi là sao chép mẫu) là việc sử dụng máy scan quét lên bề mặt bất kì đồ vật nào để lấy 100% thông số và cho ra một tập tin số mô tả đúng hình dạng 3D hoàn chỉnh. Tập tin 3D này mô tả đầy đủ hình dạng, các chi tiết và kích thước đồ vật đó trong không gian 3 chiều. Thiết bị quét laser cầm tay thường được sử dụng trong việc số hóa bề mặt hình học các hiện vật có kích thước nhỏ. Quá trình quét kết hợp ảnh chụp sẽ tái tạo bề mặt của đối tượng trong thời gian thực của quá trình quét. Nếu sản phẩm chưa đạt yêu cầu, người thực hiện có thể bổ sung bằng các lần quét tiếp theo. Công nghệ này dựa trên phép ghép nối bề mặt thu được ngay trong quá trình quét nên tốc độ thực hiện nhanh.
Quá trình tiến hành quét lại các hiện vật được thực hiện qua các bước:
– Thực hiện quét hiện vật để tạo mô hình bề mặt;
– Áp vật liệu phản ánh đúng thực tế;
– Xuất ra các định dạng số mong muốn.
Hạn chế của công nghệ này là nhận diện các bề mặt phẳng hay các bề mặt chất liệu có độ bóng cao. Để xử lý trường hợp này, có thể dùng các loại sơn phủ bụi để quá trình scan và nhận diện đạt chất lượng mong muốn, sau đó làm sạch bụi trên hiện vật. Trường hợp này cũng có thể sử dụng công nghệ Photogrammetry thay thế.
Lập trình nền tảng web: Website và ứng dụng trên nền web là công cụ hoàn chỉnh cho các công tác quản lý thông tin, biên tập các loại dữ liệu và trình diễn sản phẩm số hóa. Hiện nay, với sự phát triển của các hệ thống lập trình web, việc thể hiện các dữ liệu mô hình 3D và hình ảnh 360o đã không còn các hạn chế như trước đây.
Do đó, có thể xây dựng hệ thống web thể hiện đầy đủ thông tin về các hiện vật hoặc di tích văn hóa cùng khả năng đa phương tiện (hình ảnh, âm thanh đính kèm) với chất lượng cao, tạo ra hình thức giới thiệu quảng bá về các di sản hóa một cách hiệu quả hơn trong thời đại công nghệ số.
Nền tảng web không chỉ mang lại hiệu quả trong công tác quảng bá mà còn cung cấp công cụ hiệu quả hơn trong công tác quản lý khi dữ liệu được lưu trữ trực tuyến và tương tác theo thời gian thực.
Trung tâm dữ liệu và trợ lý du lịch ảo: Sau khi số hóa các nguồn dữ liệu và tận dụng các công nghệ mới để trình diễn dữ liệu trực quan qua công nghệ web, các dữ liệu liên quan được tập trung tại một trung tâm. Từ đó, nhà quản lý có thể tiến hành xây dựng trợ lý ảo, cung cấp thêm công cụ cho khách du lịch dễ dàng tìm kiếm thông tin họ mong muốn.
English