ثقافتی آثار ملک کی قیمتی تاریخی دولت، تاریخی تحقیق، سائنسی رہنمائی اور عظیم اہمیت کے دیگر پہلو ہیں۔ تاہم، وقت گزرنے کے ساتھ، ثقافتی آثار کو پہنچنے والا نقصان اکثر ناگزیر ہوتا ہے، جس میں اوشیشوں کا قدرتی موسم اور حادثاتی طور پر تباہی دونوں شامل ہیں۔
اپریل 2019 میں، فرانس کے نوٹری ڈیم ڈی پیرس کو اب تک کی بدترین آگ کا سامنا کرنا پڑا، جس میں چرچ کے اوپری حصے میں لکڑی کا ڈھانچہ مکمل طور پر تباہ ہو گیا، جس کے پیچھے صرف پتھر کی باقیات رہ گئی، اور بہت زیادہ نقصان ہوا۔ خوش قسمتی سے، Notre Dame کے ڈیجیٹل 3D پوائنٹ کلاؤڈ ماڈل کو اس کی تباہی سے قبل الیکٹرانک طور پر محفوظ کیا گیا تھا، جو Notre Dame کے تباہ شدہ حصوں کی تعمیر نو میں مدد کے لیے کافی اور درست ڈیٹا فراہم کرتا تھا، جسے موجودہ ڈیٹا کی بنیاد پر ایک ایک کرکے بحال کیا جا سکتا ہے۔
لیزر سکیننگ اور ڈیجیٹائزڈ 3D آرکائیو ماڈل ورثے کے تحفظ اور بحالی میں مدد کر سکتا ہے، اور بحالی کی صداقت اور درستگی کو یقینی بنا سکتا ہے۔ متعلقہ محققین نے ٹیکنالوجی کی ترقی، کام کے اصول اور کامیابیوں کے پہلوؤں سے چین میں ثقافتی آثار کے تحفظ کے میدان میں 3D لیزر سکینر کے اطلاق کا خلاصہ کیا۔ Zhang Xiaoqing et al. 3D لیزر اسکیننگ اور ماڈلنگ سے متعلق ٹیکنالوجی کے پہلوؤں سے ثقافتی آثار کی تعمیر نو میں 3D پرنٹنگ کے اطلاق کا مطالعہ کیا۔ یہ مقالہ تین جہتی لیزر اسکیننگ اور تھری ڈی پرنٹنگ دو ٹیکنالوجیز کے امتزاج کے نقطہ نظر سے ثقافتی آثار کے تحفظ کی ڈیجیٹلائزیشن کے بنیادی عمل کو بیان کرتا ہے، تاکہ روایتی ثقافتی آثار کی ڈیجیٹائزیشن معلومات کو برقرار رکھنے اور مسئلے کی درست بحالی کو حل کیا جا سکے۔
سب سے پہلے، کام کے اصول
غیر رابطہ سکیننگ کے طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے لیزر سکیننگ، تیزی سے بڑے پیمانے پر ڈیٹا کی ہدف کی سطح حاصل کر سکتے ہیں، ثقافتی آثار کے تحفظ میں شاندار فوائد ہیں. تین جہتی لیزر اسکیننگ بنیادی طور پر ہائی اسپیڈ لیزر اسکیننگ پیمائش کے طریقہ کار کے ذریعے ہوتی ہے، جس میں آبجیکٹ کی سطح پر جیومیٹرک امیج ڈیٹا کی صف حاصل کرنے کے لیے پوائنٹ کلاؤڈ کی شکل میں ہوتی ہے۔ روایتی پیمائش کے ذریعے حاصل کردہ ڈیٹا بالآخر دو جہتی شکل میں پیش کی گئی ڈرائنگ کے ذریعے ہوتا ہے۔ روایتی پیمائش کے برعکس، 3D لیزر سکیننگ تین جہتی شکل میں ڈیٹا حاصل کرتی ہے، جس میں نہ صرف پلانر پوزیشن اور بلندی کے بارے میں معلومات ہوتی ہیں، بلکہ RGB رنگ اور جانچ کے تحت آبجیکٹ کی عکاسی کی معلومات بھی ہوتی ہیں۔ لہذا، 3D لیزر سکیننگ کے ذریعے حاصل کردہ معلومات بہت جامع ہے۔
3D لیزر سکینر کسی مخصوص افقی اور عمودی سکیننگ ریزولوشن کے مطابق آبجیکٹ کی پیمائش کرنے کے لیے ایک لیزر کو خارج کرنے والے روشنی کے منبع کے طور پر استعمال کرتا ہے، اور ناپے گئے آبجیکٹ کے سطحی ڈیٹا کو حاصل کرنے کے لیے ایک غیر رابطہ طریقہ اختیار کرتا ہے۔ مقامی پوائنٹ کوآرڈینیٹس کیلکولیشن کا اصول نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ لیزر کو اسکیننگ سینٹر تک ناپا جانے والی آبجیکٹ سے فاصلہ S حاصل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اور پھر ڈیوائس کے اندر بنایا گیا عین مطابق گھڑی کے زیر کنٹرول انکوڈر کا استعمال افقی اسکیننگ زاویہ کے مشاہدے کی قدر اور طول بلد اسکیننگ زاویہ کے مشاہدے کی قدر کو ہم وقت سازی کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ ہر لیزر پلس، اور پیمائش شدہ نقطہ کے مقامی سہ جہتی نقاط کا حساب ایک لائن عنصر اور دو کونیی عناصر کا استعمال کرتے ہوئے مقامی تین جہتی ہندسی تعلق کے ذریعے کیا جا سکتا ہے۔ مقامی نقطہ کے X، Y، Z نقاط۔ 3D لیزر اسکیننگ کے ذریعے حاصل کیا گیا ڈیٹا عام طور پر آلات کے اندر ایک الگ کوآرڈینیٹ سسٹم میں ہوتا ہے، جس میں ٹرانسورس سکیننگ جہاز میں X-axis، X-axis پر کھڑے ٹرانسورس سکیننگ جہاز میں YY-axis، اور Z-axis ہوتا ہے۔ قاطع سکیننگ ہوائی جہاز کے لیے کھڑا۔
مقامی نقطہ کوآرڈینیٹ کیلکولیشن کا اوپر کا اصول خاکہ
3D پرنٹنگ ٹیکنالوجی سہ جہتی اشیاء کو پرنٹ کرنا ہے، سلائسنگ کا استعمال اور پھر رفتار کی بحالی، اعلی درجہ حرارت پگھلنے والے خام مال کو ڈیجیٹل ماڈل کو بحال کرنے کے لیے ٹریکٹری اسٹیکنگ کے اصول پر عمل کرنا ہے۔ 3D پرنٹنگ ٹیکنالوجی وسط میں نمودار ہوئی{{ 3}}، درحقیقت، لائٹ کیورنگ اور پیپر لیمینیشن اور دیگر ٹیکنالوجیز جیسے کہ جدید ترین اضافی مینوفیکچرنگ ڈیوائس کا استعمال ہے۔ یہ بنیادی طور پر عام پرنٹنگ کے ساتھ کام کرنے کا ایک ہی اصول ہے، پرنٹر دھات، سیرامکس، پلاسٹک، ریت اور دیگر مختلف مواد جیسے خام مال کا استعمال کرتا ہے، کمپیوٹر سے منسلک ہوتا ہے، کمپیوٹر کے زیر کنٹرول سلائسنگ ٹریجیکٹری کے ذریعے، خام مال کی تہہ بہ تہہ۔ نیچے سے اوپر والے اسٹیک کی رفتار تک، اور بالآخر کمپیوٹر ڈیجیٹل تھری ڈائمینشنل الیکٹرانک ماڈل کی اسکیننگ پر ایک جسمانی چیز میں۔
دوسرا، تکنیکی فوائد کا تجزیہ
تین جہتی لیزر اسکیننگ میں تیز رفتار ہے (تقریباً 1 ملین پوائنٹس فی سیکنڈ)، ہدف سے رابطہ کرنے کی ضرورت نہیں ہے (غیر رابطہ پیمائش)، بڑی مقدار میں ڈیٹا، اعلیٰ درستگی اور دیگر خصوصیات۔ ان میں سے، غیر رابطہ کی پیمائش ناپے گئے آبجیکٹ کی سطح پر بڑے پیمانے پر ڈیٹا حاصل کر سکتی ہے، ثقافتی آثار کو ڈیجیٹائزیشن کے عمل میں ثقافتی آثار کو پہنچنے والے نقصان سے مؤثر طریقے سے گریز کرتی ہے۔ ایک ہی وقت میں، اس بات سے کوئی فرق نہیں پڑتا ہے کہ ناپے ہوئے ہدف کی ساخت کتنی ہی پیچیدہ کیوں نہ ہو، اسے اصل شکل کے مطابق حاصل کیا جا سکتا ہے۔ 3D لیزر سکیننگ کی پیمائش کی درستگی ملی میٹر کی سطح یا یہاں تک کہ ذیلی ملی میٹر کی سطح تک پہنچ سکتی ہے، جو ثقافتی آثار کی اصل ظاہری شکل کو درست طریقے سے ریکارڈ کر سکتی ہے اور آرکائیونگ کے لیے اعلیٰ درستگی والے 3D ڈیجیٹائزڈ ماڈل حاصل کر سکتی ہے۔ تھری ڈی پرنٹنگ ٹیکنالوجی کا استعمال، مناسب ایڈجسٹمنٹ اور ترمیم کے لیے آرکائیو شدہ ہائی پریسجن ڈیجیٹائزڈ ثقافتی آثار کے بعد اسکین کیا جا سکتا ہے، ماڈل کو پرنٹ کرنے کے لیے تھری ڈی پرنٹرز کا استعمال، اور پھر ماڈل کی پالش، رنگنے اور دیگر پوسٹ پروسیسنگ، ثقافتی آثار کی ایک کاپی حاصل کریں۔ 3D پرنٹنگ ٹیکنالوجی ایک تیز رفتار میں ماڈل کا فائدہ ہے، بحالی کی اعلی صحت سے متعلق ماڈل بغیر کسی رکاوٹ لیزر سکیننگ سے منسلک کیا جا سکتا ہے. لہذا، ثقافتی آثار کی ڈیجیٹلائزیشن اور بحالی میں استعمال ہونے والی تین جہتی لیزر اسکیننگ اور 3D پرنٹنگ ٹیکنالوجی کے امتزاج کا ایک منفرد فائدہ ہے۔
تیسرا، بنیادی عمل
تین جہتی لیزر اسکیننگ اور 3D پرنٹنگ کا استعمال ثقافتی آثار کو ڈیجیٹائزیشن اور فیلڈ کی بحالی میں مدد کے لیے موجودہ مرکزی دھارے میں شامل ترقی کا رجحان ہے۔ ناپے گئے ہدف میں ایک مختصر فاصلہ، اعلی درستگی کے تقاضے ہوتے ہیں، تین جہتی لیزر سکیننگ کے ثقافتی آثار کے تحفظ پر لاگو ہوتا ہے، عام طور پر ہینڈ ہیلڈ یا سٹیشن لے جانے والا اور آلہ کے ہدف کو حاصل کرنے کے لیے مرحلے کے فرق کا اصول منتخب کیا جاتا ہے۔ بنیادی عمل میں بنیادی طور پر ہدف کی تعیناتی، ڈیٹا کا حصول، ماڈل سپلیسنگ، ماڈل پروسیسنگ، ماڈل سلائسنگ، 3D پرنٹنگ اور دیگر پہلو شامل ہیں، جیسا کہ ذیل کی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ مختلف مراحل پر عمل کے بہاؤ کو واضح کرنے کے لیے ژاؤزو پل کو ایک مثال کے طور پر لیں۔
3.1 ہدف بنانا
دو پڑوسی سٹیشنوں کے درمیان اہداف کے 3 جوڑوں سے کم کے ساتھ پل کے ارد گرد یکساں طور پر کروی اہداف رکھیں۔ کروی اہداف کے 3 جوڑے مختلف اونچائیوں پر واقع ہیں، انہیں ایک ہی سیدھی لکیر پر رکھنے سے بچنے کے لیے لڑکھڑاتے ہیں، تاکہ بعد کے مرحلے میں ایک ہی نام کے ساتھ ہمسایہ ڈیٹا کی سیدھ کی بنیاد تلاش نہ کر سکیں۔
3.2 ڈیٹا کا حصول
مناسب زاویہ کا انتخاب کریں، اسٹیشن لے جانے والے تین جہتی لیزر اسکینر کو ترتیب دیں، ڈیوائس پر اسکیننگ ریزولوشن اور کیمرے کے شوٹ کرنے کا طریقہ ترتیب دیں، اسکیننگ کے وقت کو کنٹرول کریں، اور ہدف کی 360 ڈگری غیر سمتی اسکیننگ کریں۔ ٹارگٹ سکیننگ مکمل ہو گئی ہے، ٹارگٹ بال سکیننگ کی درستگی کو چیک کریں، تصدیق کریں کہ آیا یہ کروی نقاط کو فٹ کرنے کے لیے سطحی نقطہ کلاؤڈ کے استعمال کی شرائط پر پورا اترتا ہے، اگر درستگی کافی نہیں ہے، تو آپ کو ہائی ریزولوشن کی دشاتمک سکیننگ کرنے کی ضرورت ہے۔ کروی ہدف. بار بار چیک کریں جب تک کہ کرہ کے مرکز کو فٹ کرنے کی شرائط پوری نہ ہوں۔
3.3 ماڈل الگ کرنا
لیزر سکیننگ کے کام کے اصول کے مطابق، پڑوسی سٹیشنوں کی طرف سے حاصل کردہ ڈیٹا مختلف آزاد کوآرڈینیٹ سسٹمز میں ہوتا ہے۔ ملٹی سٹیشن ڈیٹا کے کوآرڈینیٹ سسٹم کو یکجا کرنے کے لیے ICP اور دیگر متعلقہ الگورتھم کے اصول کو استعمال کرنا ضروری ہے، یعنی ماڈل الائنمنٹ کو مکمل کرنے کے لیے ہمسایہ سٹیشنوں کے کلاؤڈ ڈیٹا کے درمیان روٹیشن میٹرکس کا حساب لگا کر، اور مکمل پوائنٹ حاصل کرنا۔ پل باڈی کا کلاؤڈ ماڈل۔
3.4 ماڈل پروسیسنگ
الائنمنٹ کے بعد حاصل کردہ برج باڈی کے پوائنٹ کلاؤڈ ماڈل کو ڈی-نائزنگ، اسٹریم لائننگ، سیگمنٹیشن اور فیچر نکالنے کے بعد، سطح کے ڈیٹا کو ماڈلنگ اور ری کنسٹریکٹ کیا جاتا ہے، اور ماڈل ری کنسٹرکشن عام طور پر گرڈ کی تعمیر کے لیے پوائنٹ کلاؤڈ کو استعمال کرنے کا طریقہ اختیار کرتا ہے۔ مڑے ہوئے ثقافتی آثار کے لیے۔ اس طریقہ میں اعلی درستگی، اچھی سطح پر فٹ اور اعلی آٹومیشن ہے۔ پل کے ڈیجیٹل تھری ڈائمینشنل الیکٹرانک ماڈل کو حاصل کرنے اور اسے آرکائیو کرنے اور ڈیٹا بیس میں محفوظ کرنے کے لیے دوبارہ تعمیر شدہ پل گرڈ ماڈل پر سکننگ، ہول فلنگ، گرڈ کی مرمت، اسموتھنگ، شارپننگ، ٹیکسچر میپنگ وغیرہ کے ذریعے کارروائی کی جاتی ہے۔
3.5 ماڈل سلائسنگ اور 3D پرنٹنگ
3D پرنٹنگ ٹکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے، آرکائیو شدہ ہائی پریسجن ڈیجیٹائزڈ الیکٹرانک کلچرل ریلکس ماڈل کو مناسب طریقے سے ایڈجسٹ اور ترمیم کیا جاتا ہے، اور کمپیوٹر کو ماڈل سلائسنگ، پرنٹ ریسٹوریشن ٹریکٹری کا حساب لگانے، اور G کوڈ تیار کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ مناسب 3D پرنٹر اور خام مال کو منتخب کرنے کے لیے ثقافتی آثار کی مادی قسم کے مطابق، 3D پرنٹر میں G کوڈ ان پٹ، پرنٹر پرت بہ تہہ اسٹیکنگ کے اصول کی رفتار پر عمل کرنے کے لیے نوزل ہائی درجہ حرارت پگھلنے والے خام مال کا استعمال کرتا ہے۔ ڈیجیٹل ماڈل کی اصل چیز کو بحال کیا جاتا ہے. جسمانی آبجیکٹ کو حقیقی ثقافتی اوشیشوں کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے جو بحالی کے حصے کو نقصان پہنچا ہے، حقیقی ثقافتی اوشیشوں کی بجائے نمائش کا دورہ کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔
Zhaozhou پل مرحلہ وار عمل کے نتائج ذیل میں دکھائے گئے ہیں۔
3.6 ڈیٹا کی اضافی بحالی
سٹیشن لے جانے والے 3D لیزر سکینر کے ساتھ سکیننگ کرتے وقت، یہ ناگزیر ہے کہ ڈیٹا میں خامیاں پیدا ہوں گی، اور ڈیٹا کی کمی ڈیجیٹل ماڈلز اور 3D پرنٹنگ کے قیام میں مشکلات کا باعث بنے گی۔ ایسے مسائل کو دو طریقوں سے حل کیا جا سکتا ہے۔ ایک سٹیشن لے جانے والی سکیننگ کے واحد استعمال کے علاوہ، ہینڈ ہیلڈ 3D لیزر سکیننگ سنکرونائزیشن کے ساتھ، ہینڈ ہیلڈ سکینر، لچکدار اور آسان کے ذریعے ڈیٹا گیپ کی وجہ سے پیدا ہونے والے زاویہ کی پریشانیوں کو پورا کیا جا سکتا ہے۔ دوسرا ڈیٹا پروسیسنگ کے دوران گمشدہ ڈیٹا کی تکمیل اور مرمت کرنا ہے، جس میں میش آپٹیمائزیشن، ہول فلنگ، ہموار اور تیز کرنا اور دیگر ذرائع شامل ہیں۔ ان میں، سوراخ بھرنا سب سے اہم ہے، بشمول گھماؤ، ٹینجنٹ، جہاز، اندرونی سوراخ، باؤنڈری ہولز، برجنگ اور بہت سے دوسرے طریقے۔ روایتی بحالی کے طریقوں کے مقابلے میں، اعلی صحت سے متعلق ڈیٹا حاصل کرنے کے لیے تین جہتی لیزر سکیننگ کے ذریعے، آپ ایک زیادہ حقیقت پسندانہ ڈیجیٹل سہ جہتی ماڈل قائم کر سکتے ہیں، ورچوئل بحالی کے لیے سافٹ ویئر کا استعمال، مختلف قسم کے بحالی کے اثرات فراہم کرنے کے لیے۔ انتخاب، حقیقی بحالی کے پروگرام کو بہتر بنانے کی بنیاد کے طور پر۔ ورچوئل بحالی میں بنیادی طور پر ثقافتی اوشیشوں کے مواد کے جسم کے خلا کو بھرنا، پینٹنگ کی مرمت، ساخت کی بحالی وغیرہ شامل ہیں۔ مرمت کے بعد، ماڈل ہموار اور ہموار اور واضح شکل بن جاتا ہے.
نتیجہ اور امکان
4.1 نتیجہ
تین جہتی لیزر سکیننگ اور تھری ڈی پرنٹنگ ٹیکنالوجی کے امتزاج کے ذریعے ثقافتی آثار کے تحفظ اور بحالی کی موجودہ صورتحال، کام کرنے کا اصول، بنیادی عمل اور اس کے فوائد بیان کیے گئے ہیں۔ ثقافتی آثار کی سہ جہتی لیزر اسکیننگ مرمت سے نہ صرف اعلیٰ درستگی کے ساتھ بحال کیا جاتا ہے بلکہ ثقافتی آثار کو ڈیجیٹائزیشن کے عمل میں ثقافتی آثار کو ہونے والے ثانوی نقصان سے مؤثر طریقے سے بچا جا سکتا ہے۔ اس عمل کے ثقافتی آثار کے تحفظ اور بحالی کے میدان میں منفرد فوائد ہیں، اور یہ روایتی ثقافتی آثار کو ڈیجیٹل معلومات کی برقراری اور مسئلے کی درست بحالی کو حل کر سکتا ہے۔ موجودہ وقت میں، Dunhuang Mogao Grottoes مجسمہ لیزر سکیننگ اور 3D پرنٹنگ ٹیکنالوجی کے مسلسل استعمال ثقافتی اوشیش اور ثقافتی اوشیش پنروتپادن کے ڈیجیٹل آرکائیونگ حاصل کرنے کے لئے، ٹیکنالوجی آہستہ آہستہ مقدار غالب ہے، عمل کے تنوع کو آہستہ آہستہ بہتر کیا جا رہا ہے.
4.2 آؤٹ لک
اس وقت جن مسائل کو مزید حل کرنے کی ضرورت ہے وہ ہیں 3D پرنٹنگ کے خام مال کی تنوع، 3D پرنٹر نوزلز کی تعداد اور 3D پرنٹنگ کی کارکردگی اور 3D پرنٹنگ کی عملییت کو مزید بہتر بنانے کے لیے۔ ایک ہی وقت میں، 3D پرنٹنگ ٹیکنالوجی کے ساتھ مل کر لیزر سکیننگ کو لیزر سکیننگ کی بنیاد پر ہائپر اسپیکٹرل ٹیکنالوجی میں ضم کیا جا سکتا ہے، اعلیٰ صحت سے متعلق ماڈلز کی لیزر سکیننگ اور کلوز اپ فوٹوگرامیٹری انضمام سے حاصل ہونے والی اعلیٰ صحت سے متعلق ساخت، آپ محسوس کر سکتے ہیں۔ ثقافتی آثار کا ماڈل اور اعلی صحت سے متعلق دوہری بحالی اور مرمت کا رنگ، جو ثقافتی آثار کے تحفظ اور بحالی کے لیے بہت عملی اہمیت کا حامل ہے۔ الیکٹرانک پوائنٹ کے ڈیجیٹل آرکائیو کو اسکین کرنے کے بعد کلاؤڈ کلچرل ریلکس ماڈل کو ڈیٹا بیس میں محفوظ کیا جا سکتا ہے، انٹرنیٹ اور کلاؤڈ اسٹوریج ٹیکنالوجی کے ذریعے، ورچوئل رئیلٹی وی آر ٹیکنالوجی کے ساتھ مل کر، ایک آن لائن ڈیجیٹل میوزیم بنایا جا سکتا ہے، تاکہ سیاحوں کو بغیر چھوڑے جانے کا احساس ہو سکے۔ آن لائن براؤزنگ کا دورہ کرنے کے لئے گھر. ثقافتی آثار کی 3D پرنٹنگ کو ثقافتی آثار کی اصل نمائش اور تعلیم کے تھیم سے متعلقہ صنعتوں کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس ٹیکنالوجی کی مقبولیت اور اطلاق بہت اہمیت کا حامل ہے۔
