法國人別怕!這「十億數據點」完美紀錄燒毀前的巴黎聖母院

【為什麼我們要挑選這篇文章】聖母院燒毀後,法國政府動員世界要員重建古蹟,富翁捐錢、人民出力;在技術進步的時代,科技可以怎麼幫忙?(責任編輯:陳伯安)

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即使這一生沒去過巴黎的人,也都曾在中學課本上讀過維克多・雨果筆下的巴黎聖母院。

大教堂坐落在巴黎市中心塞納河上的一個小島  ÎledelaCité  之上,其標誌性的 扶壁,玫瑰窗和肋骨拱頂結構,被認為是法國哥特式建築的最佳典範之一。而其中收藏的眾多珍貴藝術品,更是無價的世界文化遺產。

花一世紀建造的巴黎聖母院毀於一旦

巴黎當地時間下午 6:30(台灣時間 030),大教堂發生大火,火勢迅速蔓延,教堂的尖塔和屋頂已經坍塌。

這座塞納河畔輝煌雄偉的教堂,始建於 1160  年,花了整整一百年時間,才在 1260  年完工,距今約 760  年歷史,期間幾度經歷重修,而今正經歷著他生命長河中又一次重創。

經過消防隊員的搶救,火勢已趨於穩定,巴黎聖母院主體結構得以保留。但火災已導致巴黎聖母院頂部塔尖倒塌,左塔上半部被燒毀,世界著名的玫瑰花窗也被摧毀。火災的原因尚不明瞭,據美聯社報道,火災中沒有人死亡。相關部門表示他們會盡可能搶救出館內藝術作品,目前館內的所有作品基本都已經被轉移保存。

法國總統馬克龍在推特表示:聖母院的火焰吞噬了巴黎,而悲痛的情緒席捲整個法國,此次此刻我感到很痛心,我們每個人內心都有一小部分被大火燒掉了。

馬克龍也發誓要重建大教堂,並表示他將尋求國際幫助。他說,週二將啓動全國籌款活動,並呼籲全球協助這項工作。馬克龍告訴記者。「我們將重建巴黎聖母院,因為這是法國人所期待的,因為這是我們的歷史,這是我們的命運。」

巴黎聖母院早在 2015 成為「十億個數據點」

重建巴黎聖母院絕不是一件容易的事情。但是,與一個世紀前被火燒的圓明園相比,巴黎聖母院依然是幸運的。

據《國家地理(National Geography)》的報導,早在 2015  年,藝術歷史學家安德魯・塔隆就曾利用雷射掃描,非常精確地記錄下了這一個哥特式大教堂的全貌。

這一次精准的雷射掃描耗時數年,掃描點囊括了大教堂內外的 50  多個地點,對聖母院內的每一個細節都進行了多次掃描、數據回傳,最終收集了超過 10  億個數據點。

目前,儘管現實中的大教堂已經無法恢復,但被數字化的「巴黎聖母院」仍然精確地留存在人類世界。而通過這一數據留存,重建巴黎聖母院成為可能,後人也仍然可以一覽它曾經的雄偉。

長期以來,用於測量中世紀建築的工具幾乎與建築本身一樣古老:鉛錘、繩子、尺子和鉛筆。使用它們十分繁瑣,耗時且容易出錯的。

而雷射掃描具有精確的精度,不會遺漏任何東西。每次進行掃描時,先捕獲相同三維空間的相同位置拍攝球形全景照片,再將那張照片映照到雷射產生的掃描點上,每個點成為照片中該位置的像素的顏色,累計創建大教堂三維圖像,可精確到  毫米。因此,最後得出的全景照片非常準確。

安裝在三腳架上的雷射掃描器通過掃描巴黎聖母院內外的 50  多個位置來收集數據。

數據被拼接在一起形成了一個包含 10  億個點的「Point Cloud」,最後加上光影效果,建立出非常逼真準確的三維模型。這個三維模型不僅可以清楚的展示大教堂的全貌,也能夠輔助對大教堂進行內部結構的可視化研究。

在採訪中,麻省理工學院的工程師  John Ochsendorf  說:「你不能只用直升機飛過建築,就算完成掃描了。」的確,哥特式大教堂的精妙絕倫在於內部的每一處細節,而塔隆使用的掃描技術足以給一個小規模的布爾日大教堂做出 3D 列印 ,從屋頂的頂部、拱頂的頂部、樓梯間的內部,以及人們通常看不到的所有隱藏空間來重塑教堂。

未來,我們甚至也有可能見到一個精確的巴黎聖母院 3D 列印 模型。

目前,塔隆開源發佈了他掃描並重建的所有哥特教堂,並在線構建了一座哥特教堂  3D  博物館,巴黎聖母院也在其中。(網站 傳送門

創造計畫的偉人是誰?

時年 46  歲的塔隆並不是第一個意識到雷射掃描儀可以用來解構哥特式建築的人。但他卻是第一個帶隊對巴黎聖母院進行了全景及內部結構掃描的藝術史家,也在這次大火後成為了整個人類的「英雄」。

在《國家地理》的相關採訪影片中,塔隆身材瘦削,短髮、戴著眼鏡,在講話時身體微微向前傾斜,會用雙手比劃勾勒出建築形狀。他反覆從椅子上起身,渴望向參觀者展示投影圖像上的確切位置。

塔隆對高科技的熱愛似乎在人生初期就有端倪可尋,作為一個在密爾沃基長大的孩子,他從小就會拆開捲軸式磁帶錄音機取出裡面的合成器拿著玩。

和很多在巴黎長大的人一樣,塔隆也瘋狂沈迷著巴黎聖母院。他有一本遊客指南,當年他就像一個瘋子一樣在上面寫滿了注釋。他四年級的時候隨母親搬到巴黎,當時他的母親正在研究戲劇歷史有關的論文。他說到:「我渴望知道與巴黎聖母院有關的一切。是誰製造了這座建築?他們是怎麼做到的?我能不能參與其中?」

作為普林斯頓大學的學生,他主修音樂,但卻從未錯過研究哥特式建築結構的工程師羅伯特馬克教授的每一堂課。畢業之後一個偶然的契機 —— 哥倫比亞大學藝術歷史學家默里正在亞眠大教堂組建一個多媒體項目中,需要有人製作「大教堂可能發出的聲音」,塔隆被介紹參與了這個項目。也是在這次項目中,默里向他介紹了雷射掃描的技術。

塔隆稱這個項目是一種「有愛的勞作」。他說:「我終於意識到,我真正想做的就是能夠將所有這些東西混合在一起 —— 一切我熱愛的:中世紀建築,藝術,技術和知識。」

十多年後,塔隆成為了藝術部瓦薩學院的終身教授,並且完成了大約 45  座歷史建築的激光掃描數據留存。「用雷射掃描重現建築的時候我彷彿又成為了當年那個凝視著巴黎聖母院,想要進入巴黎聖母院的小孩子,而如今我做到了,我可以進入那些建築,包括屋頂的頂部,拱頂的頂部,樓梯間的內部,以及人們通常看不到的所有隱藏空間,這是最讓人激動的。」

在去年 11  月份,這位花費數年完成巴黎聖母院掃描工作的藝術史家,安德魯・塔隆去世了。不必看到自己深愛的聖母院被大火毀於一旦或許是塔隆的幸運,而他以 3D  復原的巴黎聖母院,將在數字世界永遠留存。

世界上其他保留聖母院樣貌的資料

除了塔隆,還有不少機構也用數字的方式保留了巴黎聖母院及相關資料。

不得不提的包括 Google Arts & Culture,它源源不斷地將世界各地的博物館高質量地搬到線上,免費開放,巴黎聖母院也在其中。

除了藝術家們,也有外媒援引此前採訪遊戲設計師 Caroline Miousse  時的介紹稱,《刺客信條:大革命》在製作時,工作人員曾花費超兩年時間學習研究聖母院的構造,並同歷史學家一道對巴黎聖母院的外觀進行了精確的數字復原,這或將成為重要的修復參考資料。

正是因為有這樣熱愛藝術與技術的人和機構的存在,巴黎和世界還可以再期待大教堂重新被修整開放的一天。

(本文經合作夥伴 大數據文摘 授權轉載,並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題,原文標題為 〈巴黎不哭!十亿数据精准扫描,帮卡西莫多重新找回他的玫瑰花窗 〉,首圖來自 國家地理頻道 Youtube Channel。)

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