مليار نقطة ليزر أعادت الحياة إلى كاتدرائية نوتردام

بعد الحريق الكارثي الذي تعرضت له قبل خمس سنوات، أعيد افتتاح كاتدرائية نوتردام دو باريس هذا الشهر لتبدو كما كانت عليه تقريباً عندما شُيدت لأول مرة عام 1163.

كان مشروع إعادة الإعمار الضخم شهادة ليس فقط على العمل الشاق الذي قام به الفرنسيون - ولكن أيضًا على أشعة الليزر والطائرات بدون طيار وغيرها من التقنيات المتقدمة التي أعطت القائمين على إعادة البناء نافذة على ماضي المبنى.

قالت إيمي بونسزل، نائبة الرئيس التنفيذي للهندسة المعمارية والهندسة والبناء في شركة أوتوديسك للبرمجيات ثلاثية الأبعاد، لشبكة CNN: "لم يكن الإطار الزمني ممكنًا بدون سجل ما كان موجودًا". كانت شركتها جزءاً رئيسياً من إنشاء نموذج للمبنى كما كان موجوداً قبل الحريق، مما أعطى جهود إعادة الإعمار نوعاً من الدليل لما يجب القيام به. "كان الأمر سيتطلب الكثير من التخمين. تخيل التقاط الملايين من الصور الفوتوغرافية السياحية (كنقطة مرجعية) مقابل الحصول على تمثيل واحد موحد مثالي."

وقد سمحت هذه التقنية لفرنسا بتحقيق هدف الرئيس إيمانويل ماكرون الطموح الذي يمتد لخمس سنوات لإعادة بناء المعلم. استغرق الأمر فرقًا في عدة شركات تجمع بين جولات تقييم الأضرار والخرائط التي تم إنشاؤها خصيصًا والتقنيات المتقدمة التي تُستخدم الآن في كل شيء بدءًا من الرسوم المتحركة للأفلام وحتى البناء.

كما تطلب الأمر القليل من الحظ أيضاً.

مليار نقطة ليزر

بدأت عملية إعادة الإعمار، بمعنى من المعاني، حتى قبل الحريق. ففي ضربة حظ، في عام 2015، قام مؤرخ الفن أندرو تالون بمسح المبنى بعناية باستخدام الليزر. كان تالون، الذي درس العمارة القوطية، يحاول فهم كيفية تشييد البنائين في العصور الوسطى لبعض الكاتدرائيات العظيمة في أوروبا.

تطلّب جهده الأولي - قبل أربع سنوات من التهام النيران للكاتدرائية - 12 جهاز ليزر وفريقاً من سبعة مهندسين لمسح المبنى وجمع 46,000 صورة، وفقاً لبونسزل. واستخدم في الخريطة المكانية التي أنشأها أكثر من مليار نقطة تم قياسها بالليزر، وكشف عن بعض التفاصيل التي لم تكن معروفة من قبل عن الكاتدرائية - مثل عدم اصطفاف الأعمدة الداخلية في الطرف الغربي من الكاتدرائية.

توفي تالون في عام 2018، قبل أشهر فقط من حريق أبريل 2019 الذي هز باريس. وبحلول الوقت الذي أخمد فيه مئات من رجال الإطفاء النيران، كان معظم الهيكل قد دُمّر، بما في ذلك البرج الأيقوني الذي يبلغ ارتفاعه 315 قدمًا، والذي انهار من خلال السقف.

وفي حين كشفت عمليات الاستبيان التفصيلية التي أجراها الكثير عن الهيكل القديم - الذي خضع لعدد لا يحصى من التعديلات والتغييرات الصغيرة عبر القرون - إلا أنها لم تكن كافية في حد ذاتها لبناء نموذج مفصل من النوع المطلوب لترميم نوتردام.

وهنا تدخلت شركة أوتوديسك. بعد الحريق، عملت شركة Autodesk مع شركة الليزر الفرنسية AGP لتركيب ماسحات ضوئية حول الكاتدرائية والتقاط مليارات النقاط اللازمة لإنشاء نموذج رقمي كامل النطاق. وقد تبرعت الشركتان بخدماتهما إلى مؤسسة ريباتير نوتردام، وهي المؤسسة العامة التي قادت جهود الترميم.

قالت بونسزل إن عملية ما بعد الحريق لم تكن دائمًا سلسة.

وقالت: "كانت الكاتدرائية غير مستقرة للغاية بعد الحريق مباشرة. "كان عليهم أن يبنوا هياكل مؤقتة وأن يجروا استبياناً مستمرًا أثناء عملية إعادة البناء."

إعادة إنشاء التاريخ

في نهاية المطاف، تم التقاط المنظر الكامل من خلال وضع طبقات من الاستبيان الجديد بالليزر ولقطات الطائرات بدون طيار مع عمليات الاستبيان السابقة التي قام بها تالون.

وبسبب التعقيد والتفاصيل الهيكلية وحجم كاتدرائية نوتردام، استغرق الأمر أكثر من عام لإنشاء النموذج ثلاثي الأبعاد الأحدث. ومقارنةً بالطرق التقليدية لتوثيق الهياكل التاريخية، فإن هذه الأنواع من الاستبيان الضوئي تسرّع العملية بشكل كبير. تطلبت نوتردام استبياناً مستمرًا أيضًا.

على الرغم من أن الكاتدرائية الجديدة تبدو متطابقة تقريباً مع الكاتدرائية الأصلية، إلا أنه تم تحديث بعض المناطق: إضافة أنظمة الرش وإخماد الحرائق، وتحسين وضع الإضاءة ومظهر أنظف بفضل سنوات من السخام الأقل من استخدام الشموع وتشغيلها.

كما أعيد تصميم الساحة خارج الكاتدرائية بمساعدة تقنية Autodesk. وقد دعمت الشركة أربعة فرق متنافسة لإنشاء تصورات ثلاثية الأبعاد لمقترحاتهم قبل أن يتلقوا مدخلات الجمهور، وتم اختيار فائز في النهاية https://adsknews.autodesk.com/en/news/notre-dame-competition-winner/.

تتمتع شركة Autodesk، التي تأسست عام 1982، بتاريخ طويل في استخدام النمذجة ثنائية الأبعاد وثلاثية الأبعاد في كل شيء بدءًا من الرسوم المتحركة للأفلام وألعاب الفيديو إلى البناء. وقد لعبت تكنولوجيا المسح الضوئي الخاصة بها دورًا رئيسيًا خاصة في التعافي من الكوارث والحفاظ على التاريخ. بعد أن ألحق زلزال كبير أضرارًا بكاتدرائية كرايستشيرش في نيوزيلندا في عام 2011، ساعدت تقنيتها في إعادة بناء الهيكل باستخدام طائرات بدون طيار وكلب آلي - مزود بجهاز ليزر مثبت - استخدمته لاستبيان المناطق غير الآمنة.

وفي الولايات المتحدة، ساعدت التكنولوجيا نفسها في إنشاء نسخة رقمية طبق الأصل من مبنى الكابيتول في ولاية ميشيغان ووسط مدينة براونزفيل التاريخية في ولاية بنسلفانيا لدعم جهود الحفاظ على التراث.

يعتقد فلاديك فوكس، أستاذ الهندسة المعمارية والتنمية المجتمعية في جامعة ديترويت ميرسي، أن المزيد من الحكومات والمؤسسات يجب أن تفكر في إجراء استبيان للمباني في حالة وقوع مأساة أو كارثة طبيعية. وهو يشارك حاليًا في مشروع لإعادة بناء مدينة فولتيرا القديمة في إيطاليا باستخدام النمذجة ثلاثية الأبعاد بالشراكة مع ورشة عمل الحفظ الرقمي لمؤسسة فولتيرا-ديترويت.

يقول: "تضرب الكوارث في أماكن غير متوقعة، ولكن إذا أمكن توثيق أثمن هياكل تراثنا الثقافي بهذه الطريقة، فإن الآثار ستكون أقل تدميراً".

بالنسبة لكاتدرائية نوتردام، فإن أحدث نموذج ثلاثي الأبعاد ليس فقط كوسيلة لتكريم الماضي، بل هو أيضًا استثمار سيؤتي ثماره لسنوات قادمة.

قالت بونسزيل: "من الآن فصاعدًا سيكون لديهم تمثيل ثلاثي الأبعاد للمبنى يمكنهم استخدامه للصيانة"، "بالإضافة إلى التخطيط للمستقبل."