מאמר שיטה

שילוב סריקת לייזר קרקעית, בינה מלאכותית גנרטיבית ומציאות מעורבת לשחזור מורשת דיגיטלית

DOI:

10.3791/70841

⸱

26 במאי 2026

 ,  ,  ,  , 
1Manchester School of Architecture, Manchester Metropolitan University, 2Bartlett School of Architecture, University College London

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הפרוטוקול הניתן לשכפול זה מדגים תהליך עבודה לשחזור מורשת דיגיטלית. היא משלבת סריקת לייזר קרקעית ללכידת גאומטריית האתר, בינה מלאכותית גנרטיבית לשחזור אלמנטים תרבותיים אבודים ממקורות ארכיוניים, ומציאות מעורבת להמחשת אלמנטים מסונתזים במקום.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ההאצה המהירה של העיור באזורים המתפתחים יצרה משבר כפול למורשת האדריכלית: ההתדרדרות פיזית של מבנים וההתפזרות הבלתי מוחשית של זיכרון תרבותי. שיטות שימור מסורתיות, המתבססות בעיקר על תיעוד סטטי, כגון צילום ומדידות ידניות, הופכות לפחות ופחות מספקות לכידת הממדים המרחביים והזמניים המורכבים של אתרים היסטוריים אלו. מחקר זה מציג מסגרת מתודולוגית קומבינטורית חדשנית שנועדה לגשר על הפער בין ארכוב קפדני למעורבות ציבורית דינמית. אנו מפרטים תהליך עבודה שמשלב שלוש טכנולוגיות מובחנות: סריקת לייזר קרקעית (TLS) ללכידת התכונות הגאומטריות המוחשיות של המבנה בדיוק ברמת מילימטר; בינה מלאכותית גנרטיבית מותנית (CGAI) ליצירת ייצוגים ויזואליים היסטוריים של אלמנטים תרבותיים אבודים (במיוחד מבני יריד מקדשים מסורתיים) בהתבסס על אזכורים ארכיוניים; ומציאות רבודה (AR) באמצעות אוזניות הולוגרפיות כדי לשלב את השכבות הללו לחוויית מציאות מעורבת (MR) מאוחדת. הפרוטוקול מתאר את כל הצינור החל מאסטרטגיות רכישת נתונים ועיבוד ענן נקודתי ועד ליצירת מודלים מונחי בינה מלאכותית ולפריסה סופית. גישה זו מניבה סימולקרה דיגיטלית דינמית שמצליחה לשלב נתונים מרחביים מדויקים עם ויזואליזציות תרבותיות פרשניות, ומציעה זרימת עבודה טכנית אפשרית וניתנת להרחבה לשימור דיגיטלי ותצוגה מוגברת של אתרים עירוניים.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

שימור המורשת האדריכלית מהווה חובה קריטית בשיח העכשווי של תכנון עירוני וקיימות תרבותית 1,2. ככל שהערים עוברות מודרניזציה ודיגיטציה מהירה, המתח בין פיתוח לשימור הופך לחריף יותרויותר. תופעה זו בולטת במיוחד במישורי המרכז של סין, אזור המשמש כערש לציוויליזציה אך מתמודד עם הלחץ הבלתי פוסק של התפשטות עירונית 4,5. ההגנה על המורשת התרבותית חורגת מעבר לשמירה בלבד על שרידים פיזיים; הוא כולל שמירה על ההקשר ההיסטורי, העברת חשיבות תרבותית ושימור האותנטיות של אתר המורשת6. שימור המורשת אינו מעשה פסיבי של ארכיון אלא אסטרטגיה פעילה להתחדשות תרבותית, המעצבת את זהות האומות והאזורים תוך מתן אפשרות לדורות הבאים לשמור על קשר רציף עם עולמם הרוחני הקדום7. יתרה מזאת, שימור יעיל של אתרים אלו מטפח אקולוגיה תרבותית רב-ממדית הפועלת באופן דינמי עם הכלכלה העולמית, ומחזק את תדמית האזורבזירה בינלאומית.

למרות החשיבות המוכרת של שימור המורשת, המחקר והמימון הנוכחיים לעיתים קרובות מעדיפים באופן לא פרופורציונלי אתרים בולטים ומונומנטליים כמו מקדש שאולין או המרכזים ההיסטוריים של לויאנג וקייפנג9. דבר זה משאיר אתרים אזוריים משמעותיים אך פחות גלובליים, כמו מקדש אל העיר בג'נגג'ואו, במצב של הדרה10. נבנה בתקופת שושלת מינג, מקדש אל העיר, כפי שמוצג באיור 1, מייצג דוגמה ייחודית לאדריכלות דתית שמורה היטב בז'נגג'ואו. היסטורית, הוא שימש לא רק כמקדש דתי אלא כמוקד תוסס של פעילויות חברתיות, כלכליות ועממיות — ובמיוחד יריד המקדש11. ירידים אלו היו מקור החיים של המקדש, ושילבו הקרבה, מסחר ובידור לביטוי תרבותי מגובש12. עם זאת, ההתפשטות של המסחרנות המודרנית ושינוי ייעוד עירוני הובילו להפסקת הירידים המסורתיים הללו, מה שיצר דילמה שימורית. בעוד שהשלד הפיזי של המקדש נשאר, הרוח הבלתי מוחשית — הרעש, החיות הוויזואלית והאינטראקציה החברתית — התפוגגה ברובה. אובדן המקום הזה (מרחב ותפקוד חברתי) מדגיש את הצורך הדחוף בשיטות שימור שיכולות לשקם הן את המבנה המוחשי והן את האטמוספירה הבלתי מוחשית13,14. לכן, הפרוטוקול המפורט במחקר זה מוגדר במפורש ותוכנן לאתרי מורשת המאופיינים בדיכוטומיה הספציפית הזו: מקומות שבהם המבנים האדריכליים הפיזיים נשארים שלמים מבחינה מבנית, אך ההקשר התרבותי החולף והממצאים הבלתי מוחשיים אבדו.

figure-introduction-1
איור 1. צילום של מקדש אל העיר בז'נגג'ואו המציג את מצב חזית הכניסה. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

הטמעת טכנולוגיה דיגיטלית בשימור מורשת תרבותית מציעה פתרון משנה חיים לדילמה זו. עקרון השימור דורש שמירה על הערך הכרונולוגי של האונטולוגיה החומרית6. שיטות אנלוגיות מסורתיות, כמו מדידה ידנית וצילום דו-ממדי, לעיתים קרובות לא מצליחות לתעד באופן מקיף את הגיאומטריות המורכבות של האדריכלות העתיקה ואינן מצליחות לשחזר סצנות חולפות שאבדו. כתוצאה מכך, התחום עבר לכיוון "תאומות דיגיטליות", מושג שמקורו בהנדסת תעופה וחלל, הכולל יצירת העתק וירטואלי של ישות פיזית המשתרעת על פני מחזור חייה15. בהקשר של מורשת, תאום דיגיטלי משמש כארכיון מדויק ובלתי ניתן לשינוי התומך באבחון, חיזוי ואינטראקציה16.

סריקת לייזר קרקעית (TLS) הפכה לטכנולוגיה הבסיסית לבניית השכבה הגיאומטרית של התאומים הדיגיטליים הללו. TLS משתמש ב-LiDAR (זיהוי וטווח אור) כדי ללכוד מיליוני נקודות נתונים בשנייה, ויוצר ענן נקודות בצפיפות גבוהה שמקליט כל סדק, הטיה ומרקם של מבנה בדיוק ברמת מילימטר17. הטכנולוגיה הזו אינה מגעית, מה שהופך אותה לאידיאלית למבנים שבריריים, ויעילה מאוד בהשוואה למדידת תחנה כוללת. יישומים עדכניים הוכיחו את יעילות TLS בתרחישים מורכבים: מרסלה ואח' השתמשו ב-TLS להערכת הבטיחות המבנית של בזיליקת פטרוס הקדוש בוותיקן, תוך זיהוי עיוותים זעירים שאינם נראים לעין בלתי. באופן דומה, Barontini ואחרים פיתחו מסגרת למידול מידע על מבנים היסטוריים (HBIM) המשלבת נתוני TLS לשימור מונע. היכולת של TLS לאבחן מצבים טכניים—כגון סדקים בקיר, התיישבות יסודות וסטיית רצפה—מספקת בסיס מדעי להתערבויות שיקום פיזי20,21.

עם זאת, בעוד ש-TLS מצטיינת בתיעוד המציאות הפיזית הקיימת, היא אינה יכולה לשחזר את המציאות ההיסטורית שנעלמה. ענן נקודות הוא מדויק, אך הוא סטטי וחסר הקשר היסטורי. כדי לשחזר את הסצנות ההיסטוריות החסרות — כמו האווירה הסואנת של יריד המקדש — מחקר זה פונה לתחום המתפתח של בינה מלאכותית גנרטיבית מותנית (CGAI). בניגוד למידול תלת-ממדי ידני מסורתי, שהוא דורש עבודה רבה ותלוי במידה רבה בפרשנות הסובייקטיבית של המודליסט, CGAI (למשל, Stable Diffusion או Tencent Huiyuan 3D) עושה שימוש באלגוריתמים של למידה עמוקה ליצירת תוכן חזותי המבוסס על תיאורים טקסטואליים22. על ידי ניתוח מאגרי נתונים עצומים של סגנונות ומרקמים אדריכליים היסטוריים, CGAI יכולה לסנתז או לשחזר אלמנטים היסטוריים סבירים — פנסים, דגלים, דוכנים זמניים — בהתבסס על טקסט ארכיוני ונתונים חזותיים. זה מייצג שינוי פרדיגמה מתיעוד בלבד של מה שקיים לסימולציה של מה שהיה קיים היסטורית, תוך שימוש בלוגיקה מונחית נתונים כדי למלא את הפערים בארכיון הפיזי23.

האתגר האחרון הוא בהפצת הסימולקרום הדיגיטלי הזה. תאום דיגיטלי המאוחסן בשרת בעל ערך חברתי מוגבל אם הוא אינו נגיש לציבור. טכנולוגיות מציאות רבודה (AR) ומציאות מעורבת (MR) מגשרות בין העולם הפיזי לווירטואלי, ומאפשרות להניח את התאום הדיגיטלי על האתר הפיזי24. בניגוד למציאות מדומה (VR), שמבודדת את המשתמש בסביבה סינתטית לחלוטין, AR שומרת על החיבור לאתר המורשת הפיזי תוך שיפור המידע הדיגיטלי. פלטפורמות כמו Fologram ומכשירים כמו Microsoft HoloLens 2 מאפשרות הקרנה של מודלים תלת-ממדיים מדויקים למערכת הקואורדינטות האמיתית, ומאפשרת דיאלוג ישיר בין המבקר להיסטוריה המשוחזרת25. גישה סוחפת זו הוכחה כמגבירה משמעותית את מעורבות וההבנה של המבקרים, והופכת את הצפייה הפסיבית לחקירה פעילה26.

בעוד שהספרות הנוכחית לעיתים מתייחסת לטכנולוגיות שימור דיגיטליות בנפרד, הפרוטוקול המשולב המוצע במאמר זה מציע חידוש מתודולוגי ייחודי. ראשית, בניגוד לתהליכי תיעוד TLS סטנדרטיים שמניבים ארכיונים גאומטריים מדויקים מאוד אך תרבותיים סטריליים, השיטה שלנו מציגה הקשר סמנטי דינמי. שנית, בעוד ששחזורים מבוססי פוטוגרמטריה מצטיינים בטקסטורה של משטחים פיזיים קיימים, הם אינם מסוגלים מבחינה מבנית לחדש חפצים תרבותיים אבודים לחלוטין שחסרים שרידים פיזיים. לבסוף, בניגוד למערכות ויזואליזציה קיימות של AR שמסתמכות לעיתים קרובות על נכסים תלת-ממדיים גנריים וידניים או מבודדות משתמשים ב-VR, זרימת עבודה זו משתמשת ב-CGAI ליצירת ויזואליזציות היסטוריות ספציפיות לאתר ומעוגנות ישירות לנתוני TLS מדויקים במילימטרים. זה ממלא פער קריטי על ידי פירוט פרוטוקול קפדני וניתן לשחזור. כדי לפתור עמימות מושגית ולקבוע נימוק מתודולוגי ברור, אנו מגדירים במפורש את המרכיבים המרכזיים של תהליך העבודה הזה. גאומטריה מתועדת מתייחסת להעתק המרחבי התלת-ממדי המדויק והסטטי של הארכיטקטורה הפיזית הקיימת; TLS נדרש כאן כדי ללכוד את המציאות האמפירית הבלתי ניתנת להכחשה הזו בדיוק ללא מגע. לעומת זאת, שחזור פרשני שנוצר על ידי בינה מלאכותית מציין ייצוגים חזותיים של חפצים תרבותיים אבודים (למשל, קישוטי פסטיבל) שמקורם בטקסט ארכיוני; CGAI נדרש לשלב זה כי הוא מסנתז פרשנויות הסתברותיות ומבוססות היסטורית במקום אמיתות פיזיקליות מוחלטות. לבסוף, MR נדרש לוויזואליזציה במקום, ומשמש כמדיום חווייתי שמשלב בצורה חלקה את השכבות התרבותיות הפרשניות על גאומטריה פיזית מתועדת בעולם האמיתי. על ידי בניית הגישה שלנו סביב מושגים מוגדרים אלו, זרימת העבודה הקומבינטורית הזו לא רק מספקת מסלול טכני לדיגיטציה של המורשת התרבותית העירונית במישורים המרכזיים, אלא גם מציעה מודל תיאורטי חדש לאופן שבו אנו מגדירים "שימור" בעידן הדיגיטלי—מעבר לשימור החומר להחייאת הזיכרון27. 28.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. איסוף נתונים היסטוריים וניתוח אתרים

  1. התחל את הפרויקט על ידי ביצוע סקירה ארכיונית מקיפה. אסוף רשומות היסטוריות, תצלומים, שרטוטים אדריכליים ותיאורים טקסטואליים הקשורים לאתר המורשת היעד (במקרה זה, מקדש אל העיר של ג'נגג'ואו) מארכיונים מקומיים, משרדי ניהול מקדשים ומשרדי מורשת תרבותית רלוונטיים.
  2. נתחו את הנתונים הטקסטואליים במיוחד כדי לזהות תיאורים של אלמנטים חולפים שאבדו, כגון קישוטי יריד מקדש, דוכנים זמניים, דגלים וסידורי תאורה ספציפיים (למשל, "פנסים אדומים", "ריקודי דרקון").
  3. בצע חקירה שטחית ראשונית בשעות האור כדי להבין את טופוגרפיית האתר ולתעד את מצב השימור האדריכלי הנוכחי (איור 2). תעד את פריסת המתחם, תוך ציון הציר המרכזי, מיקום האולם הראשי, מגדלי הפעמון והתופים, ומכשולים פוטנציאליים כמו עצים עתיקים או מסדרונות צרים שעלולים לחסום קווי ראייה בסריקת לייזר.

figure-protocol-1
איור 2. התמונה הנוכחית של חצר המקדש שצולמה במהלך החקירה הראשונית באתר. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

  1. פתח אסטרטגיה מפורטת / תוכנית פריסה לתחנת סריקה. זהה מיקומי קואורדינטות ספציפיים לסורק הלייזר הקרקעי (TLS) כדי להבטיח כיסוי של 360° לכל המבנים. תכננו מינימום של 12 תחנות, עם גמישות להרחיב ל-18 תחנות בהתאם למורכבות האתר.
  2. לקבל אישורים מנהליים נדרשים לגישה לאתר בשעות הלא ציבוריות (בדרך כלל מוקדם בבוקר 07:00–08:30 או מאוחר אחר הצהריים 17:00–18:30) כדי למזער רעש נתונים הנגרם מתנועת הולכי רגל.

2. רכישת סריקת לייזר קרקעית (TLS)

  1. פרוס סורק לייזר קרקעי מדויק עם הזזת פאזה. ודאו שמטען הסוללה מספיק למשך הסריקה ושכרטיס האחסון SD בעל קיבולת מספקת.
  2. התקן את חצובת הסורק בנקודת התחנה הראשונה שנקבעה מראש (תתחיל מהאולם הראשי/אזור A). כוון את רגלי החצובה כדי להבטיח יציבות על המדרכה האבן.
  3. יישר את הסורק באמצעות רמת הבועה המובנית או האינקלינומטר הדיגיטלי בממשק המכשיר. ודאו שהנטייה נמוכה מ-0.5° כדי להבטיח את האנכיות של נתוני ענן הנקודה.
  4. הגדר את פרמטרי הסריקה דרך ממשק המסך המגע המובנה:
    1. הגדר את הרזולוציה ל-1/4 או 1/5 (בהתאם למגבלות הזמן), כדי להבטיח מרווח נקודות של כ-6 מ"מ ב-10 מ'.
    2. הגדר את האיכות ל-3x או 4x כדי להפחית רעש.
    3. הפעל לכידת צבעים (מצלמה משולבת) כדי לשכב את הטקסטורה אדום, ירוק, כחול (RGB) על הגיאומטריה.
    4. ודא שטווח הסריקה מכסה 0.6 מ' עד 120 מ' עם דיוק טווח של ±2 מ"מ.
  5. בצע סריקה פיילוט של קטע קטן (למשל, מגדל הפעמון) כדי לוודא את תנאי התאורה. בדוק את התצוגה המקדימה אם יש חשיפה מופרזת באזורים חיצוניים או חשיפה נמוכה בגגות מוצלות.
  6. המשך עם רצף הסריקה המלא. לכל תחנה, הפעל את הסריקה והתרחק משדה הראייה של הסורק כדי להימנע מהטלת צללים או הופעה בנתונים (העלמות רפאים).
  7. העבר את הסורק לתחנה הבאה, תוך הבטחת חפיפה מינימלית של 30–40% עם התחנה הקודמת. חפיפה זו קריטית לתהליך ההרשמה מענן-לענן בהמשך.
  8. לצלם תמונות ייחוס ברזולוציה גבוהה באמצעות מצלמת DSLR חיצונית עם עדשה דיגיטלית בודדת (DSLR) בכל תחנה, כדי להשלים את המצלמה הפנימית של הסורק, במיוחד לגילופים מפורטים או לוחות קליגרפיים.

3. עיבוד נתוני ענן נקודתי

  1. העבר את נתוני הסריקה הגולמיים (פורמט .fls) מכרטיס ה-SD לתחנת עבודה בעלת ביצועים גבוהים שמריצים תוכנת עיבוד.
  2. ייבא את הסריקות הגולמיות לתוך מרחב העבודה של פרויקט התוכנה.
  3. החלו מסנני עיבוד מוקדם על הנתונים הגולמיים: השתמשו במסנן נקודות תועה להסרת אבק וחרקים מעופפים.
  4. השתמשו במסנן נקודת סריקה אפלה כדי להסיר נתונים שגויים ממשטחים בעלי החזרות או סופגים גבוהים.
  5. בצע רישום אוטומטי. אפשר לתוכנה ליישר את הסריקות בהתבסס על זיהוי תכונות גאומטריות ונתוני GPS.
  6. בדוק את דוח הרישום. ודאו ששגיאת המתיחה הממוצעת (המרחק הממוצע בין נקודות מתאימות) מתחת ל-4 מ"מ. אם השגיאה חורגת מהסף, יש לבצע רישום ידני. בחר שלוש נקודות משותפות מובחנות (למשל, פינות בניין, עמודים) בשתי סריקות חופפות כדי לכפות יישור.
  7. הפעילו את מסנן האובייקטים הנעים כדי לזהות ולהסיר אוטומטית רעשים חולפים כמו הולכי רגל או ציפורים שעברו בסצנה במהלך הסריקה.
  8. בצע איזון צבעים (התאמת חשיפה מרובה) כדי לאזן את הבהירות בין השמיים הבהירים לפנים המקדש הכהה.
  9. צור ענן נקודות פרויקט וייצא את המודל הסופי כ-. E57 או . קובץ OBJ. ודא שגודל הקובץ ניתן לניהול (למשל, להוריד דגימה למרווח רשת של 5 מ"מ אם הקובץ עולה על 10GB).

4. מידול בינה מלאכותית גנרטיבית מותנית (CGAI)

  1. זהה את האלמנטים ההיסטוריים הספציפיים שיש לשחזר בהתבסס על הניתוח בשלב 1.2 (למשל, דוכני יריד מסורתיים, פנסים).
  2. השתמש בפלטפורמת CGAI נבחרת.
  3. בנה הנחיות טקסט מדויקות על ידי תרגום ישיר של תיאורים סמנטיים ורשומות היסטוריות שנמצאות במקורות ארכיוניים (למשל, דברי ימי מחוז ג'נג) לפרמטרים ויזואליים. לדוגמה, קלט: "פנס אדום מסורתי מתקופת שושלת מינג, זוהר, תלוי על גגות, פרטים גבוהים" או "דוכן שוק מעץ, סגנון עתיק, דגל בד, מרקם תלת-ממדי."
  4. בצע את תהליך היצירה. בדרך כלל, יש להפיק אצווה של 20–30 איטרציות לכל אלמנט היסטורי כדי להבטיח מדגם מספק של וריאציות סגנוניות ואפשרויות מבניות.
  5. לכנס פאנל אימות רשמי המורכב מהיסטוריוני מורשת ומומחי תחום לפני שילוב כל נכס שנוצר בוויזואליזציה הסופית של MR. בחר פלטים היסטוריים סבירים על ידי השוואת קבוצות הבינה המלאכותית לארכיונים ויזואליים ששרדו ולקונצנזוס היסטורי מבוסס.
  6. השליכו כל תוצאה שמציגה תכונות אנכרוניסטיות או אי-אפשרויות מבניות. חזרו על ההנחיות הטקסטיות בהתבסס על המשוב המפורש של פאנל המומחים כדי לשפר את הדיוק ההיסטורי של המודלים.

5. אינטגרציה ובניית תאומים דיגיטליים

  1. פתח את סביבת המידול התלת-ממדי.
  2. ייבא את ענן נקודות ה-TLS המעובד (. OBJ) לתוכנת המידול התלת-ממדי.
  3. ייבא את הנכסים שנוצרו על ידי CGAI.
  4. יישור ומיקום ידני של נכסי CGAI בתוך סביבת ענן הנקודות. הניחו את הפנסים מתחת לגגות ומקמו את הדוכנים במרחב החצר לפי ניתוח הפריסה ההיסטורית.
  5. השתמש בכלי המידול של התוכנה כדי לנקות כל חיתוך רשת או פערים בקנה מידה בין ענן הנקודות למודלים של הבינה המלאכותית.
  6. מרקם את המודל המשולב. החלו את תמונות הטווח הדינמי הגבוה (HDR) מהסורק על רשת הענן הנקודתי, וודאו שלנכסי הבינה המלאכותית יש תכונות חומריות מתאימות (חספוס, מתכתיות).
  7. ייצוא את מודל Digital Twin המשולב במלואו כ-. קובץ GLTF (פורמט שידור שפת גרפיקה). פורמט זה מותאם ליישומי ווב ו-AR.

6. פריסת מציאות רבודה (AR)

  1. התקן תוסף פריסת MR לתוכנת המידול התלת-ממדי על תחנת העבודה.
  2. התקן את אפליקציית הליווי על משקפי המציאות המעורבת.
  3. חבר גם את תחנת העבודה וגם את אוזניות MR לאותה רשת Wi-Fi מקומית בתדר 5GHz כדי להבטיח העברת נתונים עם השהיה נמוכה.
  4. הפעל את תוסף ה-MR בתוכנת המידול כדי לייצר קוד QR למושב.
  5. תלבש את האוזניות של MR ותפעיל את האפליקציה הנלווית. סרוק את קוד ה-QR כדי לסנכרן את הסשן.
  6. העריך את תנאי הסביבה באתר לפני הפריסה. קבע בקפדנות סשנים של ויזואליזציה של MR בשעות הבוקר המוקדמות או אחר הצהריים המאוחרים כדי להימנע מהפרעות אינפרא-אדום חזקות מהשמש בצהריים, שפוגעת קשות ביכולות המעקב המרחבי של האוזניות וגורמת לסטיית מודל.
  7. ביצוע יישור מודלים באתר וקבעו אסטרטגיות רישום מרחבי:
    1. פרוס סימני מעקב פיזיים (למשל, סמנים של ArUco או קודי QR) בנקודות עיגון יציבות בעולם האמיתי, כמו בסיס האבן של מבער הקטורת הראשי. אנו ממליצים במפורש על מעקב מבוסס סימנים על פני מיפוי סביבה מרחבית בלבד כדי להתמודד עם הפרעות אינפרא-אדום מאור שמש ישיר, להבטיח יציבות מודל תחת תאורה מאתגרת בשעות היום ולשמש כגיבוי חזק אם עוגנים מרחביים טבעיים נכשלו.
    2. השתמשו בחיישני האופטיקה של האוזניות כדי לזהות את הסימנים ולנעול אוטומטית את המודל הווירטואלי במערכת הקואורדינטות הנכונה, תוך שימוש במחוות יד ידניות באוזניות רק לכיוונון סיבובי קל עד שענן הנקודות הדיגיטלי חופף בצורה מושלמת למבנה הפיזי.
  8. נעל את מיקום הדגם.
  9. עברו באתר כדי לוודא את יציבות הרישום. ודא שסף דיוק היישור נשמר בקפדנות, תוך סבלנות לסטיית ראייה מקסימלית של 2–5 ס"מ בלבד במהלך תנועת משתמש פעילה כדי לשמר את האשליה הטוחפת.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

קמפיין הסריקה בלייזר קרקעית, שבוצע בנובמבר 2024, השתמש ב-18 תחנות סריקה כדי להשיג כיסוי מקיף של האולם הראשי, כיכר הכניסה ואזורי האפס. כפי שמפורט בטבלה 1, פרמטרי הסריקה כויללו בקפדנות — תוך שימוש בהגדרת רזולוציה של רבע והגדרת איכות של 4x — כדי לספק מרחק נקודה של כ-6.1 מ"מ בטווח של 10 מטרים. כיול ספציפי זה היה חיוני לאיזון בין צפיפות נתונים גבוהה ליעילות רכישה באתר. כתוצאה מכך, במהלך עיבוד הנתונים הגולמיים בתוכנת עיבוד ענן נקודות, תהליך הרישום האוטומטי, בתוספת שיפור ידני ת...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקר זה מדגים בהצלחה מסגרת מתודולוגית קומבינטורית לרנסנס הדיגיטלי של המורשת האדריכלית. על ידי שילוב סריקת לייזר קרקעית (TLS), בינה מלאכותית גנרטיבית מותנית (CGAI) ומציאות רבודה (AR), יצרנו תהליך עבודה החוצה את מגבלות השימור הסטטי המסורתי, כפי שמסוכם במסגרת המתודולוגית (איור 8).

figure-discussion-1
איור 8. מסגר...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מצהירים שאין ניגוד עניינים. מחקר זה לא קיבל מימון חיצוני ומומן כולו על ידי המחברים.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אנו מודים בהכרת תודה להנהלת מקדש אל העיר ג'נגג'ואו על הענקת גישה וסיוע במהלך תהליך הסריקה. אנו מודים גם למחלקה למשאבי מים והידרואלקטריקה באוניברסיטת צפון סין על שיתוף הפעולה, ולפרופסור זאו לי מאוניברסיטת הטכנולוגיה של פיי על ההכוונה החשובה. הערכה מוקדשת ל-LetPub על הסיוע הלשוני.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
מצלמת DSLRצילום ייחוס ברזולוציה גבוההלא זמין
FARO Focus3D S120סורק לייזר קרקעי (TLS)FARO Technologies
סצנת פארו 2019תוכנת עיבוד נתוני ענן נקודתיFARO Technologies
פולוגרםתוסף לפיתוח MR ויישום אוזניותפולוגרם
תחנת עבודה בעלת ביצועים גבוהיםעיבוד נתונים ורינדורלא זמין
Microsoft HoloLens 2אוזניות מציאות מעורבת (MR)מיקרוסופט
ריינו 8סביבת מידול תלת-ממדירוברט מקניל & שותפים
כרטיס אחסון SDאחסון נתונים בסריקה גולמיתלא זמין
דיפוזיה יציבהמודל AI גנרטיבי מותנה (CGAI)בינה מלאכותית יציבה
טנסנט חויואן 3Dפלטפורמת בינה מלאכותית גנרטיבית מותנית (CGAI)טנסנט

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Yan, W., Tan, K. K. H., Koo, A. C. Sustainable development practices in architectural design for cultural inheritance in Chinese cities. Wacana Seni J Arts Discourse. (Suppl 1), (2025).
  2. Guzmán, P. C., Roders, A. R. P., Colenbrander, B. J. F. Measuring links between cultural heritage management and sustainable urban development: an overview of global monitoring tools. Cities. 60A, 192-201 (2017).
  3. Zhou, T., Liu, H., Gou, P., Xu, N. Conflict or coordination? Measuring the relationships between urbanization and vegetation cover in China. Ecol Indic. , 109993 (2023).
  4. Su, H., Wang, Y., Zhang, Z., Dong, W. Characteristics and influencing factors of traditional village distribution in China. Land. 10, 1631 (2022).
  5. Liu, H., Zhao, B., Liu, J., Shen, Y. Land-use evolution and driving forces in urban fringe archaeological sites: a case study of the Western Han imperial mausoleums. Land. 8, 1554 (2025).
  6. Hardy, M. . The Venice charter revisited: modernism, conservation and tradition in the 21st century. , (2008).
  7. Li, Y. K., Cheng, X. Cultural heritage protection in China: problems and solutions. J Northwest Univ Philos Soc Sci Ed. (2), 130-138 (2023).
  8. Binay, R. A. . Urban regeneration policy impacts on the future of city: a comparative study in European and the Turkish context. , (2007).
  9. Zhu, Y., Maags, C. . Heritage politics in China: the power of the past. , (2020).
  10. Chinese Academy of Cultural Heritage. . Research report on the protection of world cultural heritage in China (2023). , (2023).
  11. Xie, J. J. . A study on the temple fair of Chenghuang Temple in Zhengzhou from the Ming and Qing dynasties onward. , (2022).
  12. Xie, H., Peng, Z., Kang, J., Liu, C., Wu, H. Soundscape evaluation outside a Taoist temple: a case study of Laojundong Temple in Chongqing, China. Int J Environ Res Public Health. 8, 4571 (2022).
  13. Yue, M., Xueyang, C., Ziyun, Q. A conceptual framework for the path of digital preservation of intangible cultural heritage: a thematic review. Multidiscipl Rev. 2, 2025045 (2025).
  14. Liu, Y. Application of digital technology in intangible cultural heritage protection. Mob Inf Syst. 1, 7471121 (2022).
  15. Lucchi, E. Digital twins for the automation of the heritage construction sector. Autom Constr. 156, 105073 (2023).
  16. Shafto, M., et al. Draft modeling, simulation, information technology and processing roadmap. Technol Area. , 1-32 (2010).
  17. Bagchi, S. . The digital reflection: implications of three-dimensional laser scanning technology on historic architecture documentation. , (2001).
  18. Marsella, S., Pozzi, D., Marzoli, M., Anastasi, D., Anastasi, O. Use of terrestrial laser scanners to increase the safety of the papal basilica of Saint Peter in the Vatican. , (2024).
  19. Barontini, A., et al. Development and demonstration of an HBIM framework for the preventive conservation of cultural heritage. Int J Archit Herit. 10, 1451-1473 (2022).
  20. Maravelakis, E., et al. 3D modeling and analysis techniques for the Apollo Temple in Delphi. Buildings. 7, 1730 (2023).
  21. Nowak, R., Orłowicz, R., Rutkowski, R. Use of TLS (LiDAR) for building diagnostics with the example of a historic building in Karlino. Buildings. 2, 24 (2020).
  22. Mishra, M., Lourenço, P. B. Artificial intelligence-assisted visual inspection for cultural heritage: state-of-the-art review. J Cult Herit. 66, 536-550 (2024).
  23. Uzun, F., et al. Utilising UV-mapping for the 3D-point cloud segmentation of architectural heritage. , (2024).
  24. Wu, Y., Hsiao, W., Chen, C. . The study on augmented reality positioning maps for historical and cultural site navigation. , (2024).
  25. Trento, A., Fioravanti, A., Kieferle, J., Woessner, U. Bridging cultural heritage ontologies in VR environment: a framework for querying and reasoning on the Temple of Venus and Rome restoration and documentation. ECAADE Proc. , 177-186 (2022).
  26. Akbaylar Hayreter, &. #. 3. 0. 4. ;., Güleç Özer, D., As Cemrek, H. Enhancing cultural heritage digitalization and visitor engagement through LiDAR scanning and gamification. , (2024).
  27. Wang, X. Photogrammetry enables the critical reinterpretation and regeneration of architectural heritage. , (2023).
  28. Yuan, F. Protection and regeneration of architectural heritage using digital twin technology. Archit Cult. (4), 1 (2024).
  29. Sharifi, A. A critical review of selected smart city assessment tools and indicator sets. J Clean Prod. 233 (1), 1269-1283 (2019).
  30. Farhan, S. L., Rahim, L. A. L., Samir, H. H., Aljashaami, B. A. A participatory digital framework for balancing urban development and cultural heritage preservation: a case study of the historic center of Karbala. Int J Sustain Dev Plann. 7, 2753-2763 (2025).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

מאמרים קשורים