Realização: IES parceiras: CATEGORIA: CONCLUÍDO
ÁREA: CIÊNCIAS SOCIAIS APLICADAS
SUBÁREA: Arquitetura e Urbanismo
INSTITUIÇÃO: UNIVERSIDADE DE FRANCA - UNIFRAN
AUTOR(ES): GABRIELA DA CRUZ GONÇALVES
1 RESUMO
O presente artigo tem como objetivo destacar como o uso do scanner a laser 3D em levantamentos de Patrimônios Culturais, com foco nos monumentos arquitetônicos e urbanísticos, pode auxiliar na obtenção de dados mais acurados e detalhados, e com isso permitir registros e estudos com maior precisão, além da possibilidade de usar tais informações para a divulgação do patrimônio ao público. Tendo em vista os diversos resultados obtidos, durante e após o processamento de dados, pretende-se também relacionar os modelos virtuais usados para exposições virtuais e pesquisas com os usados para na produção cinematográfica. Dada a influência da indústria de entretenimento no cotidiano das pessoas, ela apresenta capacidade de auxiliar a divulgar informações e a reforçar a importância do monumento para a comunidade à qual pertence e para o mundo, além da possibilidade de trocar dados obtidos com os levantamentos por scanner a laser 3D com pesquisadores que irão realizar estudos ou projetos de restauro.
Palavras-chave: scanner a laser 3D; Patrimônio Cultural; registro; divulgação.
2 INTRODUÇÃO
O uso do escaneamento a laser 3D para a preservação de patrimônios é uma técnica relativamente recente, que proporciona novas possibilidades para o registro e causa menos impacto durante o levantamento. Além disso, parte dos produtos podem ser usados pela indústria de entretenimento, que possui grande potencial para ajudar na divulgação do patrimônio e a criar laços entre as pessoas e o objeto de estudo.
A técnica é utilizada há décadas em outras áreas profissionais, mas continua pouco explorada, principalmente para aplicação no patrimônio cultural no Brasil, devido ao custo alto para a utilização, dentre outras dificuldades comuns à tecnologia. Outra problemática a ser estudada é a possibilidade de unir as áreas de arquitetura (preservação), de engenharia (tecnologias para levantamento de dados) e de design e entretenimento (filmes, jogos, livros, entre outros) para a divulgação do patrimônio histórico arquitetônico e seus dados de maneira digital, interativa e precisa.
3 OBJETIVOS
O artigo tem como objetivo analisar o papel do escaneamento a laser 3D no registro e divulgação do patrimônio cultural arquitetônico, dado que ele fornece dados mais precisos e em maior quantidade que os métodos de levantamento tradicionais e seus resultados podem ser empregados em outros setores que possuem princípios semelhantes ou iguais àqueles do campo acadêmico da arquitetura, urbanismo e preservação. Busca-se, com o artigo, analisar a viabilidade do uso dessa tecnologia e avaliar como é possível que, junto à outras áreas do conhecimento, ela aproximar as pessoas dos monumentos e divulgar informações de forma mais acessível.
4 METODOLOGIA
O artigo será um estudo teórico para abordar o conceito de patrimônio, e o reconhecimento de seu valor e significado para a sociedade, de modo que não será necessária a aplicação prática do scanner. Por se tratar de um assunto multidisciplinar, diversos trabalhos serão usados como base de pesquisa, dentre eles destacam-se: notícias de sites de jornais sobre o uso da tecnologia e de seus produtos para diversas aplicações, informações técnicas dos fornecedores dos equipamentos e pesquisas acadêmicas. Vale lembrar que, por ser um assunto não tão explorado no Brasil, algumas referências são internacionais e foram traduzidas pela autora.
5 DESENVOLVIMENTO
5.1 PATRIMÔNIO CULTURAL
Segundo o Instituto do Patrimônio Histórico e Artístico Nacional (IPHAN), é considerado patrimônio cultural “o conjunto de manifestações, realizações e representações de um povo, de uma comunidade” cuja presença é notada em diversos lugares e atividades do cotidiano da população à qual pertence. Duas das categorias de patrimônio cultural mencionadas pelo Instituto são os monumentos, que podem ser arquitetônicos, esculturais ou pinturas e estruturas naturais, e os conjuntos de construções que tenham valor histórico, artístico ou científico.
O levantamento arquitetônico tradicional é feito usando trenas e níveis para a verificação das medidas, equipamentos topográficos como o teodolito e a estação total
para catalogar o terreno, e fotografias para registrar imagens dos elementos visuais, tais como texturas e cores de revestimentos. É valido notar que a precisão do levantamento e o nível de detalhes depende do responsável pelo processo, que, conforme CAMPIOTTO, “deve escolher um número reduzido de pontos estratégicos que sejam significativos, a fim de evidenciar os valores da obra.”
Como apontado pela Gestão do Patrimônio (2016, p.25), a sociedade têm desenvolvido um interesse cada vez maior sobre o tema, de forma que ele não é mais estrito à atenção de estudiosos e colecionadores. O documento cita (2016, p.81) que os programas de conservação e gestão do patrimônio devem levar em consideração que a comunicação com o público influencia na relação das pessoas com sua história e importância. E complementa que ambientes de aprendizagem associados a bens e patrimônios podem gerar repercussões positivas para o mesmo (2016, p. 82).
Logo, meios que auxiliem na divulgação do patrimônio e de suas informações são necessários para evidenciar sua importância na comunidade da qual faz parte, bem como a nível mundial (Patrimônios da Humanidade). Tais meios também podem desenvolver laços com as pessoas que se relacionarem com os patrimônios, seja de forma direta ou indireta (visita ao local ou passeios virtuais).
5.2 ESCANEAMENTO A LASER 3D
A palavra “laser” é uma sigla para “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiance”, traduzido como “Amplificação da Luz por Emissão Estimulada de Radiação.” Tratando-se de uma tecnologia relativamente recente (década de 60), o escaneamento a laser 3D ainda possui vários termos que variam de acordo com fornecedores e usuários. Os scanners podem ser de tripé, quando existe a possibilidade de alocar o equipamento no espaço, e de mão, quando o uso do tripé não for necessário ou possível. Segundo os textos de Rui et all (2010, p. 247) e de Cintra e Gonçalves (2019, p. 8,12) exemplos desses equipamentos são FARO LS 880 TLS, LS3D modelo TX8 da Trimble, ambos de tripé, e scanner de mão DPI-8, da Trimble, todos aplicados nos estudos citados. Para o processamento de dados os autores usaram os softwares FARO Scene e Trimble RealWorks.
Os dados são obtidos por um equipamento semelhante à estação total, que, dito de uma forma simples, emite vários feixes de luz em uma frequência determinada e que ao retornarem ao aparelho identificam a distância e o material do objeto que o
refletiu, segundo o tempo e a intensidade de retorno da luz. Quando identifica a posição de cada ponto, é gerado uma coordenada que compõe, junto aos demais, uma nuvem de pontos, ou em inglês “point cloud”. Ela também pode ser obtida por meio da estação total, todavia, como afirmado por Corrêa (2013, p.25-26, 39), é possível obter apenas alguns pontos por esse equipamento para o processamento, enquanto com a varredura a laser o número é muito maior (mais de 525.000 pontos por segundo) criando um modelo mais preciso e próximo à realidade.
A reconstrução do objeto em um modelo virtual 3D consiste em processar os pontos da nuvem gerando uma triangulação em que possa ser possível mesclar essa malha com o mapeamento das texturas obtidas por meio das ortoimagens, e identificar as faces do modelo para ajustar as partes necessárias e melhorar sua representação. Esta será mais precisa quanto maior for o número de escaneamentos. Entretanto, o arquivo demandará um computador potente, com muita memória de armazenamento e processamento, e contar com os softwares adequados e técnicos capacitados.
O escaneamento a laser é uma tecnologia que vem sendo aplicada em diversas áreas do conhecimento, desde o campo de exatas, até humanas e biológicas. Várias empresas, principalmente de engenharia e medicina utilizam variados modelos de scanners para fornecer informações estruturais, levantamentos de medidas, infraestrutura e instalações, planejamentos, exames hospitalares, entre outros, além de aplicações no ramo de investigação forense, cinematografia e realidade virtual.
No Brasil o foco dessa técnica é voltado à engenharia de minas e ao setor industrial. Devido ao custo de aquisição dos equipamentos e da necessidade de um profissional qualificado, o uso para o restauro é limitado a obras icônicas da arquitetura brasileira, como a Casa de Vidro e o Museu de Arte de São Paulo Assis Chateaubriand (MASP), ambos projetos da arquiteta italiana Lina Bo Bardi, e estudos em faculdades. Muitas instituições utilizam o escaneamento a laser 3D para estudos e registros de seus acervos, dentre elas o Smithsonian Institution (EUA), e empresas especializadas na área de preservação e patrimônio, como a CyArk, cuja missão é “registrar, arquivar e compartilhar em meio digital os patrimônios culturais mais significantes do mundo para garantir que esses locais continuem a inspirar admiração e curiosidade nas décadas seguintes.”1
1 Texto original: “[…] digitally record, archive and share the world's most significant cultural heritage and ensure
Um motivo para o uso da tecnologia dos scanners são as diversas possibilidades que a nuvem de pontos e o modelo 3D trazem para os profissionais, dentre as quais são citadas pela equipe da FARO: criar documentos para o registro e projeto de restauro e manutenções (desenhos técnicos em softwares como AutoCAD e plataformas BIM), monitorar a estrutura, identificar patologias, planejar sem intervir fisicamente no objeto de estudo de modo a evitar maiores desgastes, e fazer modelos para a reconstrução da aparência danificada.
Entretanto há também elementos que dificultam a aplicação do scanner a laser 3D na área de arquitetura e patrimônio, dentre as quais estão as dificuldades relativas ao tamanho e material dos elementos, como os telhados e os materiais de alto grau reflexivo, translúcidos ou transparentes. Segundo Cintra e Gonçalves (2019, p. 7) o primeiro exige o levantamento por drone, gerando um modelo hibrido, e os demais, conforme Vincent Rossi, diretor do departamento responsável pelo programa de digitalização do Smithsonian Institute (apud FARO) são de escaneamento complexo. O registro de dados não processados possibilita futuras análises sem a necessidade de refazer o levantamento, o que permite maior segurança por não ser
preciso tocar no objeto para obter as informações (CINTRA, GONÇALVES, 2019, p.
3). Isso também reduz os gastos com técnicos para o uso dos equipamentos, e o tempo para a realização dos estudos, mesmo que o processamento de dados seja cerca de oito vezes mais demorado que o levantamento, de acordo com Rossi.
Moreira (2016, p. 13) diz que os modelos 3D vêm sendo cada vez mais solicitados para jogos, filmes, e outros campos da indústria, “substituindo metodologias já consolidadas por um custo menor de produção e uma reutilização constante” com benefício para ambas as partes responsáveis pelo levantamento. Fernando Palacios, professor da Escola Superior de Propaganda e Marketing, cita a influência da indústria do storytelling no cotidiano das pessoas em um artigo publicado no site da FIESP, no qual comenta como empresas têm conseguido atingir seu público alvo por meio de filmes. De acordo com o autor “a vantagem de uma longa história é que ela tem o poder maior de influenciar a forma de pensar, já que pode demonstrar uma série de preceitos”, logo é possível notar que empresas de entretenimento e storytelling podem auxiliar na divulgação dos patrimônios e influenciar o comportamento das pessoas em relação aos mesmos.
6 RESULTADOS A PARTIR DE UM ESTUDO DE CASO COM A CATEDRAL DE NOTRE DAME
A Catedral de Notre Dame, um importante monumento da cidade de Paris, França, cuja construção teve início no século XII e alterações ao longo de sua história, sofreu inúmeros contratempos, “sendo pilhada na revolução francesa e usada até como depósito durante guerras”, segundo João Abbde, e em 15 de abril de 2019 foi parcialmente destruída após um incêndio. Mas ela também já foi ameaçada de demolição, sendo salva, segundo o autor, pelo romance “O Corcunda de Notre Dame”, escrito por Victor Hugo em 1831, cujo sucesso causou uma sensação de pesar na população e resultou na proposta de restauração do monumento.
Quanto à restauração da catedral após o ocorrido em 2019, há dois projetos principais, além de outras fontes de pesquisa, que se especulam serem utilizados para auxiliar na obtenção de dados sobre o estado da construção e seus detalhes antes do incêndio: o modelo 3D resultado do escaneamento a laser 3D do Dr. Andrew Tallon, em 2015, e os dados utilizados no desenvolvimento do jogo Assassin’s Creed: Unity pela empresa Ubisoft, em 2014.
Imagem 1: Parte da descrição sobre a Catedral de Notre Dame no jogo Assassin's Creed: Unity, lançado em 2014.
Fonte: captura de tela, Gabriela Gonçalves, 2020.
Tallon (apud Cozzens) afirma que a precisão de seu modelo é de milímetros, e com mais de 50 levantamentos processados junto a imagens panorâmicas, obteve uma nuvem de pontos coloridos que formam um modelo virtual. Uma das perspectivas é apresentada na Imagem 3. O jogo, por sua vez, possui embasamento histórico suficiente para proporcionar uma experiência realista aos jogadores, que podem visitar a Catedral de Notre Dame, escalar até suas coberturas e ler resumos sobre
essa e outras edificações presentes na história. O nível de imersão é tamanho, que durante os testes os jogadores notaram a falta da flecha no telhado da construção, algo que não existia no período em que a história ocorre, mas que, devido a essa memória coletiva das pessoas, foi incluído no modelo. Segundo Alex Alcantara, da revista Casa, o cuidado que os designers e pesquisadores tiveram para elaborar o modelo dessa construção foi tamanho, a ponto de que:
[…] o jogo fosse uma referência de altíssima qualidade para uso da reconstrução da Catedral de Notre Dame, colocando a sociedade em reflexão acerca da importância dos jogos de videogame e como a tecnologia pode ser útil em questões tão delicadas como essa.
Imagem 2: Perspectiva do trifório esquerdo da Catedral de Notre Dame no jogo Assassin's Creed: Unity, lançado em 2014.
Fonte: captura de tela, Gabriela Gonçalves, 2020.
Imagem 3: Perspectiva do trifório esquerdo da Catedral de Notre Dame na nuvem de pontos na plataforma TruView Cloud.
Fonte: Dr. Andrew Tallon, 2019.
A Ubisoft, como meio de permitir que mais pessoas tenham a chance de conhecer a Catedral de Notre Dame, ofereceu o jogo gratuitamente por tempo limitado após o incêndio, visto que mesmo com algumas alterações para permitir a jogabilidade e o desenvolvimento da história como nos demais jogos da série, é possível notar a enorme semelhança com a realidade, nessa e nas demais construções que foram baseadas em edifícios reais. É possível fazer essa comparação nas imagens acima.
7 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Como abordado ao longo do artigo, é possível observar que ao se tornar mais moderna e avançada, a sociedade percebe a necessidade de identificar e preservar seus bens, pois são itens que contém partes de sua história, sendo portanto componentes da sua identidade. E para que o registro ocorra da forma adequada, vêm se tornando cada vez mais comum o uso de novas tecnologias, além dos métodos tradicionais, para realizar o levantamento de dados, pois quanto mais detalhes forem conhecidos, maior é a chance de entender o objeto, sua história, identificar patologias e propor estudos para sua restauração de forma com que todo o processo cause o menor estresse possível ao bem, que pode estar fragilizado.
Os scanners a laser 3D fazem parte das novas ferramentas de obtenção de informações desenvolvidas nas últimas décadas, e o investimento em equipamentos e pesquisa para o aprimoramento dos sistemas envolvidos cresce a cada dia mais, de forma que o custo, hoje uma das barreiras mais significativas, pode não ser um grande problema no futuro. Dado que a praticidade e precisão para a coleta de dados são maiores em relação aos métodos tradicionais, e a variedade de produtos que podem ser gerados a partir da nuvem de pontos coletada permite os mais variados usos, para pesquisas, planejamentos, e exposições virtuais e mais acessíveis, há motivos significantes para realizar o registro com tais equipamentos para que seja possível o estudo adequado sobre o patrimônio, mesmo com o custo atual.
Além dos motivos técnicos e acadêmicos propriamente ditos, também é importante notar que, assim como um livro teve a influência para que uma construção, agora considerada um Patrimônio Mundial, não fosse demolida devido à comoção que envolveu os leitores da época, filmes, jogos e outros meios de entretenimento também possuem a capacidade de cativar seu público de forma que ele adquira mais conhecimento sobre o monumento e possa até desenvolver curiosidade e empatia, entre outros sentimentos, que o leve a reconhecer a importância de tal para a comunidade à qual pertence e até a considerar essa peça como parte de sua história. Esses meios de lazer podem fazer uso dos modelos 3D resultantes do levantamento pelo scanner a laser 3D, criando um intercâmbio entre os dados coletados por pesquisadores e a indústria de entretenimento, ou cedendo os materiais necessários para que tais pesquisas sejam desenvolvidas.
8 FONTES CONSULTADAS
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<https://jovemnerd.com.br/nerdbunker/ubisoft-oferece-assassins-creed-unity-de-graca-apos-incendio-em-notre-dame/>. Acesso em: 13 abr. 2020.
ALCANTARA, Alex. Jogo de videogame pode ajudar no restauro da Catedral de Notre Dame. A realidade virtual criada por Caroline Miousse no game Assassin’s Creed: Unity poderá servir como base principal para restauro da Catedral. Disponível em: <https://casa.abril.com.br/news/jogo-de-videogame-pode-ajudar-no-restauro-da-catedral-de-notre-dame/>. Acesso em: 25 maio 2020.
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