Digitalisering for bevaring

Også forvitringen av figurene kan overvåkes ved scanning av figurer med et visst mellomrom (f.eks ett år). Den nye scanneteknologien kan utvikles til å bli et viktig instrument for restaureringsarbeid både på steinfasader, helleristninger, treskulpturer og veggmalerier.

Nidaros Domkirkes Restaureringsarbeider har siden 1869 drevet en kontinuerlig og nitidig restaureringsprosess av Norges nasjonalhelligdom Nidarosdomen. Hundre år etter at arbeidet ble påbegynt, var selve gjenoppbyggingen av katedralen fullført etter delvis å ha ligget i ruiner. Mange av figurene som i dag danner den omfattende utsmykkingen av katedralen, ble under gjenreisningen gjenfunnet som fyllmateriale i forstøttningsmurer. Figurene ble kopiert ved hjelp av gipsavstøpninger, rekonstruert og hugget i stein. Rundt 4000 avstøpninger ble gjort, slik at man kunne sette på plass originalene. Det var disse gipsavstøpningene som ble borte under den fatale brannen i Erkebispegården på 80-tallet. Et stort arbeid og uvurderlig dokumentasjonsarbeid gikk tapt.

Figurene forvitrer

Nå viser det seg at mange av figurene som smykker Nidarosdomen er i ferd med å lide forvitringsdøden. Århundrer med klimatisk slitasje og erosjon begynner å sette sine spor. Enkelte figurer griner groteskt uten ansikt. Noe må gjøres for å dokumentere denne kulturskatten.

Ved restaureringsarbeidenes steinhuggerverksted jobbes det med å lage kopier av de mest utsatte figurene. Disse erstatter originalskulpturen, som i sin tur kan oppbevares innendørs i museet.

Enkelte av figurene er blitt så skjøre på overflaten at man ikke lenger kan lage avstøp av dem. For enkelte figurer er enhver berøring forbundet med risiko for at klebersteinen løser seg opp til sand.

Sammen med Nidarosdomens Restaureringsarbeider har VINN Design gjort et stykke pionerarbeid med skånsom dokumentasjon og reproduksjon av fornminner. Skulpturene er digitalisert slik at man får gjenskapt figurene i tredimensjonale datamodeller med bedre enn en tiendedels millimeters nøyaktighet. Datafilene er dokumentasjon bedre enn noen fysisk, manuell oppmåling. Ved hjelp av disse målingene kan man bygge opp en digital database med dokumentasjon av figurenes geometri.

Ved fremtidig behov for dokumentasjon kan man "skrive ut", dvs fysisk reprodusere datafilen som gjengir en gitt figur i en tredimensjonal "skriver", slik at man får en 3-dimensjonal plastmodell i naturlig størrelse. Denne plastmodellen kan igjen være mal for en steinhugger som skal hugge en kopi av en skadet figur.

Teknologien

Digitaliseringen av figurene gjøres ved hjelp av en 3-dimensjonal lysrasterscanner. Denne består av en kraftig lyskilde som projiserer et raster (linjemønster) på objektet, samt to høyoppløselige digitalkameraer. Kameraene registrerer lysrasteret som todimensjonale punkter.

Et lysraster projisert på et objekts overflate vil bøyes av som følge av objektets kurvatur. Den todimensjonale avlesningen av denne avbøyningen danner sammen med komplekse matematiske iterasjoner av fysiske formler utført i en kraftig datamaskin, grunnlaget for omsettingen av punkter i planet til romlige punkter. Man må som ved konvensjonell fotografering ta flere bilder for å "sy sammen" delbildene til en helhet, da man ikke klarer fange inn mer enn én side av objektet ad gangen. Programvaren vil ved scanning plassere de 3-dimensjonale lappene hvert bilde gir riktig i forhold til hverandre

Figuren er dermed dokumentert og dokumentasjonen kan lagres i database. Når man ønsker en fysisk kopimodell henter man datafilen ut fra basen. Filen kan da skrives ut i en tredimensjonal skriver, eller brukes som grunnlag for fresing i tre eller metall.

Bygging i tredimensjonal skriver

3d-skriveren som brukes er en såkalt stereolitografimaskin, til daglig betegnet som SLA. Med denne kan man "skrive ut" tredimensjonale figurer ved å bygge opp tynne lag av materiale. Den tredimensjonale datamodellen av den scannede figuren snittes opp i tynne skiver på 0,075mm langs én akse i en spesiell programvare . Etter delingen vil da figuren bestå av et utall snitt. Randkurvene representert i snittene danner da styringsbanen for en laserstråle som "tegner av" snittene på overflaten av flytende fotosensitiv resin (epoxy) i en tank. Der laserstrålen har sveipet, herder resinen umiddelbart til fast materiale. Ved oppstart ligger en nedsenkbar plattform rett under resinoverflaten, slik at det første materialet herder direkte på platen. I det neste snitt skal "avtegnes" i resinen, senkes plattformen 0,075mm ned, slik at det kommende lag materiale kan herde på det foregående. Idet alle snittene er avtegnet har man en ferdigbygget modell.

Dokumentasjon

Forvitringen av steinfigurene på Nidarosdomen skjer raskt, og vi ser for oss at det vil være verdifullt å få dokumentert så mye som mulig ved hjelp av scanning i løpet av kortest mulig tid. På den måten kan en digital database over figurene, slik de ser ut per dags dato bygges opp. Om man fra restaureringsverkstedet side ikke har kapasitet eller ønsker om å reprodusere disse figurene før senere år, så har man ialllefall dagens utgangspunkt å gå ut ifra, noe som vil være verdifullt med tanke på forvitringsprosessens. SLA-modellene i databasen kan dermed printes ut etter behov og ressurser.

Scannemetoden er svært godt egnet for registrering av geometriske avvik. Det vil si at man scanner en og samme figur med et lengre tidsrom mellom. I dette tidsrommet vil man potensielt ha en forvitringsprosess som har tæret av figurens geometri. Ved å legge to scan oppå hverandre kan man ved hjelp av en spesiell programvare avlese avviket som et kotekart eller ved hjelp av farvekoder som legges på den digitale geometrien. Ved å scanne en bestemt figur med et visst mellomrom (f.eks 1 år) kan man eksakt overvåke forvitringen i årenes løp, og kontinuerlig rapportere i et lettfattelig oppsett som kan leses og tolkes personer med ikke-teknisk bakgrunn.

Farveskanner

Scanning av geometrier med farge er en utbygging av dagens system. I tillegg til å dokumentere 3-dimensjonal geometri vil det utbygde systemet også kunne dokumentere farver, nyanser og tekstur på objekteter.

Et slikt system åpner mulighetene for utfyllende dokumentasjon av såvel treskulpturer (f.eks malte madonnafigurer og altertavler i kirker) som treskårne, rosemalte objekter og veggmalerier.

Les mer om restaureringsarbeidet på tu.no.

Artikkelforfatteren er sivilingeniør Snorre N. Bache, prosjektVINN Design