遺跡の裏側丨3D プリントで千年前の宝物の外観をどう保存できるのか?

文化遺産は、人類が歴史的発展の過程で残した遺物や遺跡であり、人類文明の重要な現れです。考古学者は、遺物を発掘して分析することで、古代から残された手がかりから過去に何が起こったかを遡ることができます。時間が経つにつれ、多くの貴重な文化遺産が認識できなくなっています。文化遺産をより良く保存し、人類の文明を継承する方法は、新時代の考古学者が直面しなければならない問題となっています。

そして、壊滅的な問題は、しばしばさらに残酷なものになります。 1818年に設立されたブラジル国立博物館は、今年で創立200周年を迎えます。しかし、開館100周年を迎えるはずだった人類学、動植物標本の宝庫は、現地時間9月2日夕方、火災に見舞われた。所蔵していた2000万点以上の文化財が一夜にして灰燼に帰し、生き残ったのは所蔵品のわずか10％にとどまった。

ユネスコ緊急対策本部の責任者クリスティーナ・メネガッツィ氏は最近、ブラジルの首都ブラジリアで、火災により悲劇的に破壊されたリオ国立博物館のコレクションは、他の博物館からの寄付と3Dプリント技術の使用により再建できると述べた。メネガキ氏は、コレクション内の遺物の中にはユニークなものもあるが、類似したものもあり、他の博物館から寄贈された類似の遺物を通じて再現できると指摘した。完全に破壊された遺物については、メネゲージ氏は3Dプリント技術を使って再建することを提案した。「コレクションの重要性は、物理的な遺物だけではなく、遺物の特徴を記述するデータの保存と維持でもあるからです」

3Dプリントと3Dスキャンは、さまざまな国の博物館のコレクションの「工芸品」となっている
近年、考古学の分野での3Dプリントの応用は確かに深まっており、世界中の考古学者が3Dプリント技術を使用して文化遺産の修復や修復を始めており、多くの貴重な文化遺産の再現が可能になっています。文化財に関する正確なデータを取得し、貴重な文化財の魅力と精神を次世代に伝えるため、国内外で博物館のデジタル構築が強く支持され、多くの博物館や文化財修復作業員が3Dプリントや3Dスキャン技術を利用して、断片化された文化財を蘇らせ、栄光を取り戻し始めています。

幸いなことに、リオデジャネイロ・カトリック大学は2000年以来、ブラジル国立博物館と協力して、同大学のコレクションにある約300点の遺物を3Dスキャンしてきました。 9月2日の火災後、コンピューターに保存された文化財のスキャンファイルは、博物館内の破壊された文化財を「再現」する最後のチャンスです。進行中の3Dプリント作業に加えて、ブラジルのソーシャルネットワーク上のネットユーザーも協力し、ブラジル国立博物館を訪れたすべての観光客に、焼け落ちた記憶を復元するために撮影したビデオ素材を提供するよう呼びかけている。

9月初旬、ブラジルのリオデジャネイロにある国立博物館で火災が発生し、多くの文化財が焼失した。
写真はブラジル国立歴史博物館に収蔵されている人類化石「ルシア」の復元像です。
(画像はウィキメディア・コモンズより、著者: Dornicke、CCBY-SA4.0)

昨年、ロンドン自然史博物館（NHM）は1881年の創設以来初の大規模な改修工事を行い、20歳のシロナガスクジラの骨格標本「ホープ」が新たな目玉となった。ホープは全長25.2メートル。改修工事中、NHMはホープを哺乳類ギャラリーから控えの間に移し、3Dスキャンすることにした。NHMは、骨格の壊れやすい部分を3Dプリントしたレプリカに置き換え、骨格のいくつかの欠けた部分には補填用の骨をプリントした。ケイト王女とデイビッド・アッテンボロー卿も「Hope」の除幕式に出席した。

ロンドン自然史博物館はクジラの骨格のレプリカを3Dプリントすることを「希望」している

文化遺産の 3D プリントと修復は、小さな物体や大きな記念碑の色の修復に限定されなくなり、宮殿などの巨大な文化遺産を実際にプリントできるようになり、現代文明が歴史を保持できるようになります。

シリアの都市パルミラにあるベル神殿は、西暦32年頃に建てられ、かつてはパルミラ遺跡の中で最も代表的かつ最も保存状態の良い神殿遺跡とみなされ、ユネスコの世界遺産に登録されました。しかし、2015年8月23日、この2000年の歴史を持つ寺院は過激派テロ組織ISISによって容赦なく破壊されました。ハーバード大学、オックスフォード大学、ドバイ未来博物館の研究者らがデジタル考古学研究所（IDA）を設立し、デジタル画像と3Dプリント技術を使ってISISによって破壊された古代の建造物を復元する計画を立てている。ベル神殿の部品は上海の大型3Dプリンターで印刷されました。印刷後、部品は後処理のためイタリアに送られ、その後展示のためイギリスのトラファルガー広場に送られます。同時に、IDAは、いつの日か3Dプリント技術を使ってベル神殿全体を修復したいと考えていると述べた。

破壊される前のベル神殿。我が国のいくつかの科学研究機関も、貴重な文化遺産の本来の歴史的な外観を保存するために、3Dプリント技術を使用して文化遺産を複製し始めています。例えば、雲岡石窟研究所は浙江大学文化財研究所の文化財デジタル化チームと協力し、2年かけて雲岡石窟の第三洞窟の1:1の復元を達成しました。 3Dプリント技術を使用して文化遺産の再現プロジェクトを実施した結果、洞窟内の雄大で精巧に彫刻された彫像と完全な洞窟構造が保存され、数千年にわたる洞窟の風化の痕跡も復元され、本当に息を呑むほどです。

世界初の3Dプリント洞窟で、メインの仏像は高さ10メートル。同時に、いくつかの観光地や文化財保護機関も3Dプリント技術を積極的に導入し、文化財の修復を行っています。 2014年、重慶市の大足石刻風景区では、千手観音像の修復に3Dプリント技術を導入した。 3Dレーザースキャンを通じて像の関連データを取得した後、像のモデルを1:3の比率で印刷できます。モデルの助けを借りて、彫像の頭の傾き、目の表情などを修復すると、彫像全体がより生き生きとリアルになります。

重慶大足石刻風景区の千手観音本尊像の修復プロジェクトには3Dプリント技術が導入された。実際、国家文化財保護部門や観光地の文化財保護機関に加え、国内のいくつかの3Dプリント企業も技術レベルを継続的に向上させ、文化財の修復に多大な貢献を果たしている。今年5月、国内の有名な3Dプリンターブランドである創祥3Dは、3Dプリント技術を使用して、三星堆の金色の仮面の人物の頭を再現しました。 3Dプリント技術の活用により、かつて栄華を誇ったものの数千年にわたって休眠状態にあった青銅文明が再現され、中国の青磁に対する人々の理解も深まりました。

文化財保護に警鐘：3Dデータで「本当の姿」が変わる
ブラジルの火災は、200年の歴史を持つ建物だけでなく、200年にわたる仕事、研究、知識も破壊し、人類は歴史の一部を失うことになりました。防災・減災対策を講じるだけでなく、その後の修復・復旧作業を容易にするために、収蔵品のデータを保全する必要があります。

01写真アーカイブ 文化財は2次元の形で展示されています。操作が簡単なのが利点ですが、2次元表示の限界により、写真アーカイブでは文化財の細部や3次元的特徴を保存できません。

023D データモデリングとアーカイブ 文化財の詳細を高精度な3次元データで表示します。 3Dスキャンの利点は、文化遺産のリアルで正確かつ完全なデジタルモデルを高精度で保存できることです。3次元データを使用して、文化遺産の3次元形状と局所的な詳細を表示できます。このデータは、科学研究、仮想表示、物理的な修復と再構築など、さまざまな応用分野で使用できます。 3次元表示には、文化財データを取得するための専門的な高精度3Dスキャン機器が必要です。主な機能は次のとおりです。

2.1 デジタルアーカイブ 3Dスキャンにより、文化財の高品質な3次元データを取得し、そのデータをアーカイブして仮想表示することができます。また、文化財の3次元データと高精度デジタル処理装置を利用して、損傷した文化財を再現・修復したり、既存の文化財の派生品や代替展示品を制作したりして、「物理・データ・物理」方式で文化財を「一般の人々」の家庭に届けることも可能となる。

2.2 文化財の修復 3Dスキャン機器の助けを借りて、修復が必要な損傷した文化財のデータを取得し、ソフトウェアを使用して文化財の修復データを設計します。前述のように、2014年に重慶市大足石刻風景区では3Dプリント技術を導入し、千手観音像などの修復工事が行われた。

2.3 科学研究と教育 得られた文化財の3次元データは科学研究や科学普及教育に活用することができ、学生が歴史や科学に親しみ、理解を深めることを可能にします。イタリアの COOPCLIMAX 組織は、長年にわたり博物館や個人収集家と協力し、アーカイブされた文書をデジタル化し、その 3 次元データを学生の歴史教育や科学研究教育コースに適用できるよう支援してきました。 2015年、ゲーム開発者のニルス・アンダーセン氏は、ノルウェー国立美術館のために、3Dプリント技術を使用してヨーロッパの「大移動」時代の剣を復元した。博物館の訪問者は、ガラスケースに保存されたオリジナルを見るだけでなく、刀を実際に体験することができます。

2.4 周辺機器非常にリアルな修復能力により、文化遺産のレプリカは本物とほとんど区別がつかなくなります。例えば、オランダのゴッホ美術館は2013年に、富士フイルムが開発した「エンボス・トモグラフィー」という新技術を3Dスキャンと高解像度印刷と組み合わせて、「ひまわり」などゴッホの最も有名な絵画5点を再現した。これらのレプリカは非常にリアルなので、1つあたり25,000ユーロで販売されています。同博物館は、これらの複製品を販売することで、博物館の改修と研究のための資金を調達したいと考えている。

文化遺産の 3D デジタルアーカイブと 3D プリントは、広範囲にわたる意義を持っています 3Dプリント企業は2009年から多くの博物館や個人収集家と協力し始め、古代の玉から商・周の青銅器、秦・漢の石彫から唐の陶磁器、宋代の彫刻から明・清の建築物まで、多くの文化財を次々にスキャンしてきました。時間的スパンは長く、文化財は素材が豊富です。これまでに、西安の漢代十六像や龍門石窟のデジタル保存など、300点以上の文化財がスキャンされています。さらに、各スキャン事例は文化や博物館の分野で古典として記録され、中国の文化財界における3Dデジタルアーカイブの先例を作り、それを推進し続けることになります。

3Dプリント技術の継続的な発展と成熟により、国内外の考古学研究や文化財保護活動は新たな歴史的段階に入り、より精巧な文化財が世界に披露されることになるだろう。同時に、3Dプリント技術とモノのインターネットなどの新世代情報技術を組み合わせ、文化財や遺跡のデジタルモデルの構築を加速することで、文化財修復事業全体が実りある成果を達成できるようになります。

出典：中国インテリジェント製造ネットワーク

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