歷時 5 年，巴黎圣母院終于重生了！重建后的內(nèi)部景觀，再次閃爍著這座歷經(jīng)數(shù)百年哥特式建筑的光輝。
就連馬斯克本人轉(zhuǎn)發(fā)視頻，驚嘆巴黎圣母院已完成修復(fù)。
2019 年 4 月 15 日，一場突如其來的大火摧毀教堂尖頂，震驚了全世界。圍觀的路人默默注視，有的人甚至發(fā)出「我們一部分的文化靈魂在燃燒」的感慨。
當(dāng)時，法國政府迅速制定了目標(biāo)，誓要 5 年內(nèi)重建巴黎圣母院。
據(jù)稱，這場毀滅性的災(zāi)難動員了 250 多家公司，2000 多名工匠，斥資約 7 億歐元（53 億元）。
這場重建還多虧了 AI，科學(xué)家們對損壞的建筑進(jìn)行 3D 數(shù)字建模，并通過模擬去設(shè)計方案，還有無人機(jī)提供復(fù)雜的內(nèi)部視圖等等。
涅槃重生后的巴黎圣母院，即將在 12 月 7-8 日正式對外開放。屆時，所有人將會見證到古老工藝與尖端科技的完美融合體。
重建巴黎圣母院，3D 數(shù)字孿生
《國家地理》最新報道中，獨(dú)家揭秘修復(fù)后巴黎圣母院的內(nèi)部。
巴黎圣母院被大火摧毀的地方不僅有尖頂，還有拱頂部分區(qū)域塌陷，以及屋頂，尖角閣的損壞。如下圖中紫色、黃色、紅色區(qū)域所示。
據(jù)統(tǒng)計，整個屋頂?shù)男迯?fù)使用了 2400 棵橡樹，內(nèi)部 2000 多座雕塑和裝飾物也進(jìn)行了重建。
在大火發(fā)生后不久，法國向全球建筑師發(fā)出征集設(shè)計方案的邀請。
值得一提的是，在 2018 年 11 月去世的 Vassar College 藝術(shù)學(xué)院副教授 Andrew Tallon，在其生前便完成了對巴黎圣母院的掃描工作，各個角度的建筑全景、3D 和細(xì)節(jié)圖片。
為了快速重建，知名設(shè)計軟件巨頭 Autodesk 被請來開發(fā)巴黎圣母院的數(shù)字模型。
在那時，諸如現(xiàn)代建筑信息模型（BIM）軟件、強(qiáng)大云計算等技術(shù)加持下，建筑師、工程師能夠開啟對教堂和周邊區(qū)域 3D 數(shù)字模型的搭建。
Autodesk 的 CEO Andrew Anagnost 稱，3D 建模能夠讓你真正理解建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。
他們耗時一年多，建模出 12000 個對象、超 30000 平方米的石墻、超 3900 平方米的鉛制屋頂，以及 186 個教堂拱頂。
緊接著，又有一家設(shè)計公司 Art Graphique et Patrimoine（AGP）參與了這場重建。因 AGP 在教堂被燒毀前曾對其內(nèi)部大部分結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)字掃描。
AGP 聯(lián)手 Autodesk 再次對現(xiàn)場進(jìn)行了重新掃描，以了解火災(zāi)對建筑造成的變化。
然而，這是一個極其復(fù)雜的過程?，F(xiàn)場工作人員使用激光和攝影設(shè)備去捕捉教堂的點(diǎn)對點(diǎn) 3D 幾何結(jié)構(gòu)，同時還需遵守相關(guān)的嚴(yán)格規(guī)定。
隨后再將捕捉到的數(shù)據(jù)點(diǎn)，轉(zhuǎn)換成詳細(xì)的形狀和對象，并精確到單塊的建筑石材。
由此，專家們才能清晰看到建筑物是否在火災(zāi)中出現(xiàn)位移情況，這在規(guī)劃重建過程中，對評估穩(wěn)定性問題至關(guān)重要。
Autodesk 副總表示，僅將這些點(diǎn)轉(zhuǎn)化成可以使用的對象，大約花費(fèi)了一年的時間。
通過將兩個不同數(shù)據(jù)集組合在一起，工程師們不僅能看到屋頂?shù)钠茡p支出，還能看出主體結(jié)構(gòu)是否發(fā)生了位移。
3D 建?？梢砸?1-2mm 精度、每秒測量數(shù)十萬個點(diǎn)獲取建筑的三維幾何信息。
整個主體建模完成后，項目中建筑師和工程師可以使用這個 3D 模型做各種工作。
比如，模擬重建教堂的不同照明方案，詳細(xì)規(guī)劃如何在教堂所在的巴黎小島上放置卡車、起重機(jī)和其他設(shè)備。
AI 還原古代遺跡
除此以外，AI 在幫助修復(fù)古跡，還能做到什么呢？
曾在 2020 年，一家著名旅游公司 Expedia 通過征集，讓藝術(shù)家將世界七大建筑奇觀重建，并還原成他們當(dāng)初的樣子。
這七大建筑分別是，納什維爾的帕特農(nóng)神廟、朱庇特神廟、英國尼克城堡、埃及的盧克索神廟、墨西哥太陽金字塔、科巴大金字塔。
無一例外的是，這七個建筑不是殘缺，就是大面積被損換，得以 AI 才重塑出所有人看不到的建筑。
從技術(shù)層面上講，AI 在古老建筑修復(fù)領(lǐng)域主要涉及兩步：高精度成像的無人機(jī)技術(shù)，基于 3D 模型的 AI 數(shù)字化修復(fù)。
正如巴黎圣母院一樣，構(gòu)建 3D 數(shù)字模型之前，需要以高精度圖像作為基礎(chǔ)。無人機(jī)能夠?qū)ㄖ臄啾跉堅M(jìn)行拍攝，無論是局部還是整體，都需要精確成像。甚至，某些破損的地方，研究人員還需要進(jìn)行樣本采集和標(biāo)定。
有了一切圖像數(shù)據(jù)之后，AI 就會進(jìn)行數(shù)字化虛擬修復(fù)，在殘存的建筑圖像上生成 3D 的修復(fù)效果。
目前，解決方法包含許多算法，比如視覺特征抽取與索引、相機(jī)參數(shù)恢復(fù)、幾何模型網(wǎng)格生成、深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 2D 或 3D 模型訓(xùn)練、紋理合成等等。
鐘聲再次響起，內(nèi)部修建樣貌
11 月 8 日，巴黎圣母院北鐘樓再次敲響了鐘聲，這一聲跨越了 5 年的時間。八枚鐘依次敲響，鐘聲持續(xù)了約 5 分鐘。
修復(fù)的幕后團(tuán)隊正在進(jìn)行全面的深度清潔，為即將盛大的開幕做準(zhǔn)備。
圣母院的中殿修復(fù)的樣貌。
中殿中座椅和禮儀家具已擺放整齊。
閃閃發(fā)光的玫瑰窗。
已經(jīng)修復(fù)完成的巴黎圣母院整體外觀如下。
參考資料：
https://x.com/elonmusk/status/1859593835535331439
https://www.forbes.com/sites/tonybradley/2024/11/21/restoring-notre-dame-a-triumph-of-art-innovation-and-resilience/
https://www.fastcompany.com/90881189/digital-modeling-restoring-notre-dame-cathedral
https://www.nationalgeographic.com/history/article/notre-dame-cathedral-restoration-reopening
本文來自微信公眾號：微信公眾號（ID：null），作者：桃子，原標(biāo)題《5 年浴火，800 余歲巴黎圣母院重生！馬斯克激動轉(zhuǎn)發(fā)，AI 數(shù)字建模創(chuàng)奇跡》
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