Ứng dụng công nghệ VR 360 VÀ Photoscan để tạo bảo tàng ảo: Phương pháp mới trong việc bảo tồn và truyền thông văn hóa

Ứng dụng công nghệ VR 360 VÀ Photoscan để tạo bảo tàng ảo: Phương pháp mới trong việc bảo tồn và truyền thông văn hóa

Nhóm: Trường Đại học Giao thông vận tải TP. Hồ Chí Minh

LĨNH VỰC CôNG NGHệ

Mô tả sản phẩm

Giới thiệu sản phẩm:

Bài dự thi này tập trung vào việc khai thác tiềm năng của công nghệ VR 360 và Photoscan để tạo ra bảo tàng ảo - một phương pháp mới trong việc bảo tồn và truyền thông văn hóa. Đây là một lĩnh vực đang phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là trong bối cảnh dịch bệnh COVID-19 khi du lịch bị hạn chế và việc tham quan các địa điểm văn hóa truyền thống trở nên khó khăn, đặc biệt là những đồng bào ở vùng sâu, vùng xa điều kiện đi lại bị hạn chế. Bảo tàng ảo cung cấp cho người dùng trải nghiệm tham quan tương tự như thực tế, đồng thời còn giúp bảo vệ và phục dựng các di sản văn hóa một cách chính xác và chi tiết. Sản phẩm nghiên cứu mới đây là một bảo tàng ảo (Bảo tàng Lâm Đồng https://3d.baotanglamdong.com.vn/) đầy đủ chức năng, được tạo ra bằng cách kết hợp hai công nghệ tiên tiến là VR 360 và Photoscan. Với việc sử dụng máy ảnh chuyên dụng để chụp hình các đối tượng và khu vực, dữ liệu hình ảnh được thu thập và xử lý bởi phần mềm Photoscan để tạo ra mô hình 3D chính xác và chi tiết. Sau đó, dữ liệu mô hình được kết hợp với công nghệ VR 360 để tạo ra một trải nghiệm thực tế ảo độc đáo, cho phép người dùng khám phá bảo tàng từ nhiều góc độ khác nhau, như thể họ đang ở trong bảo tàng thực tế. (https://youtu.be/hhpvE8P7yzE video giới thiệu webapp bảo tàng ảo). Sản phẩm này không chỉ đem lại trải nghiệm tuyệt vời cho người dùng, mà còn giúp bảo tồn các di sản văn hóa, lịch sử, nghệ thuật, giáo dục và truyền thống. Bảo tàng ảo cũng có khả năng truyền thông mạnh mẽ, giúp nâng cao ý thức của cộng đồng về giá trị của các di sản văn hóa và tạo ra cơ hội cho người dùng khám phá và học hỏi về lịch sử và văn hóa.

Tính năng cơ bản:

1) Tình trạng kỹ thuật của giải pháp Hiện tại, có tác giả đã xây dựng mô hình 3D từ dữ liệu ảnh máy bay không người lái (UAV) để thành lập bản đồ 3D với ưu điểm thời gian thực hiện tạo ra sản phẩm nhanh trên diện tích khu vực khảo sát lớn. Từ bản đồ 3D người sử dụng có thể khai thác được những đặc tính của các đối tượng có trên bản đồ (diện tích đất, số lượng nhà trên khu vực khảo sát, vị trí cao độ hiện trạng...). Với ưu điểm là thời gian thực hiện nhanh và phạm vi thực hiện khảo sát lớn nhưng nhược điểm của phương pháp này là độ chính xác không cao và không thể triển khai trong khu vực có diện tích khảo sát nhỏ như trong công trình xây dựng, các tầng sàn của nhà cao tầng, dưới các đường hầm và các khu vực cấm bay UAV (sân bay, khu vực quân sự, khu vực cơ quan nhà nước…). Bên cạnh đó, 3D laser scanning cũng là một ứng dụng được đánh giá là mang lại hiệu quả trong quản lý thông tin công trình. Đặc biệt, ứng dụng 3D laser scanning đã được áp dụng vào BIM - công nghệ quản lý thông tin hiện đại. Tuy nhiên, là thành tựu công nghệ nên việc áp dụng để đạt được hiệu quả cũng cần đảm bảo những yếu tố liên quan. Trong đó việc đầu tư nhân sự, cơ sở hạ tầng cần được quan tâm thích đáng. Đối với nhân sự cần yêu cầu có khả năng về chuyên môn trình độ để thực hiện sử dụng thành thạo, hiệu quả. Đối với hạng mục cơ sở hạ tầng thì máy móc thiết bị có sự tương thích để vận hành hiệu quả như máy tính kết nối cấu hình mạnh, ổ nhớ lớn mới đủ công năng thực hiện công việc. Điều này dẫn đến chi phí triển khai rất cao và cần những nhân sự phù hợp. Với giải pháp scan 3D quang học sử dụng máy chụp hình kỹ thuật số sẽ khắc phục được các nhược điểm đã và đang tồn tại của phương pháp mô hình đối tượng bằng ảnh máy bay không người lái UAV cũng như 3D laser scanning. 2) Bản chất kỹ thuật của giải pháp Scan quang học được sử dụng cho việc mô hình hóa 3D các đối tượng trong xây dựng để phục vụ cho việc khai thác thông tin của các đối tượng đó. Tối ưu hóa sử dụng công nghệ thông tin trong việc giám sát quản lý chất lượng thi công của công trình. Quy trình Phương pháp scan quang học được áp dụng dựa trên nguyên lý sử dụng ảnh lập thể để tạo ra mô hình 3D của đối tượng. Ưu điểm của giải pháp này là không tiếp xúc trực tiếp với đối tượng, quá trình thu thập dữ liệu nhanh chóng, thể hiện tính thời sự cao, hình ảnh thu nhận phản ánh trung thực. Một vật thể thực tế sẽ được chụp ảnh tất cả các góc của vật thể đó với điều kiện phạm vi chụp ảnh sau phải bao phủ tối thiểu 70% phạm vi chụp ảnh của ảnh trước. Khoảng cách từ máy chụp ảnh tới vật thể phụ thuộc vào độ chính xác của mô hình 3D và độ phân giải của ống kính. Ảnh chụp trong điều kiện ánh sáng tốt và không bị nhòe. Từ các ảnh được chụp tiến hành ghép và phân tích để thành lập mô hình 3D. Dùng phần mềm để xử lý theo các bước như sau: Bước 1. Ảnh chụp bằng máy ảnh kỹ thuật số import vào phần mềm; Bước 2. Định hướng ảnh; Bước 3. Khai báo các điểm khống chế ảnh; Bước 4. Xây dựng đám mây điểm (point cloud); Bước 5. Tạo mô hình 3D cho vật thể; Bước 6. Xuất mô hình 3D sang các định dạng theo yêu cầu để khai thác thông tin. Sản phẩm là các point cloud và mô hình 3D dưới dạng file số (định dạng véc-tơ).

Xuất xứ sản phẩm:

PGS. TS. Nguyễn Anh Tuấn; Trần Vũ Văn Hòa

Mô tả cơ bản:

Công nghệ VR 360 và photoscan đang được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực truyền thông, giải trí và quản lý công trình. Tuy nhiên, chúng cũng có thể được áp dụng trong việc tạo ra một bảo tàng ảo để giới thiệu và bảo tồn di sản văn hóa của một quốc gia hoặc khu vực. Trong đề tài này, chúng ta sẽ khảo sát khả năng ứng dụng của công nghệ VR 360 và photoscan trong việc tạo ra một bảo tàng ảo với mục đích giới thiệu và bảo tồn di sản văn hóa. Sự phát triển của công nghệ này đã mở ra cơ hội để tạo ra những trải nghiệm mới cho người dùng trên toàn cầu. Trong đó, bảo tàng ảo là một dạng trải nghiệm đầy thú vị, cho phép người dùng khám phá các tác phẩm nghệ thuật, kiến trúc, di tích lịch sử từ khắp nơi trên thế giới.

Công nghệ VR 360 và Photoscan đang được sử dụng phổ biến trong việc tạo ra bảo tàng ảo chân thực và đầy đủ chức năng. Bảo tàng ảo là một hình thức trải nghiệm ảo, cho phép người dùng khám phá các bộ sưu tập nghệ thuật, di tích lịch sử hoặc các vật phẩm khác một cách dễ dàng và linh hoạt. Dưới đây là quy trình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ VR 360 và Photoscan để tạo ra bảo tàng ảo chân thực và đầy đủ chức năng.

Bước 1. Thu thập ảnh và dữ liệu

Trước hết, cần thu thập ảnh và dữ liệu của vật phẩm hoặc di tích cần tái hiện trong bảo tàng ảo. Việc này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng máy ảnh DSLR để chụp nhiều góc của vật phẩm hoặc di tích từ nhiều góc độ khác nhau. Dữ liệu bao gồm cả thông tin về kích thước, chiều cao, chiều rộng và chi tiết khác.

Bước 2: Xử lý ảnh và dữ liệu

Sau khi thu thập đủ ảnh và dữ liệu, cần tiến hành xử lý chúng để tạo ra một model 3D chân thực của vật phẩm hoặc di tích. Phương pháp photo scan sẽ được sử dụng để xử lý ảnh và tạo ra model 3D. Công việc này bao gồm việc phân tích các ảnh chụp và tạo ra một điểm mạng 3D từ dữ liệu thu thập được. Sau đó, một model 3D chi tiết sẽ được tạo ra dựa trên điểm mạng 3D.

Bước 3: Tái hiện bảo tàng ảo

Sau khi có được model 3D của vật phẩm hoặc di tích, cần tiến hành tái hiện chúng trong không gian ảo. Công nghệ VR 360 sẽ được sử dụng để tạo ra không gian ảo trong đó người dùng có thể di chuyển và khám phá các vật phẩm hoặc di tích. Các công nghệ VR 360 sẽ giúp người dùng cảm thấy như đang thực sự đứng trong bảo tàng ảo, có thể quan sát các vật phẩm hoặc di tích từ nhiều góc độ khác nhau

Yêu cầu đối với cơ sở hạ tầng cần thiết để triển khai ứng dụng sản phẩm:

Máy tính/ Laptop/ Máy tính bảng/ Điện thoại có kết nối Internet

Sản phẩm được phát triển trong khoảng thời gian:

Số người tham gia làm: 2

Sản phẩm có mặt trên thị trường hoặc đưa vào ứng dụng rộng rãi trong khoảng thời gian: 1 năm

Phạm vi thị trường và ngành ứng dụng:

Xây dựng; Kiến trúc; Giáo dục; Văn hóa; Du lịch

Tiêu chí tự đánh giá sản phẩm ý tưởng dự thi

Tính sáng tạo, đổi mới và công nghệ:

Giải pháp này của nhóm tác giả đã được Cục Sở hữu trí tuệ ra Quyết định chấp nhận đơn hợp lệ ngày 28/3/2022 về sáng chế: Phương pháp mô hình hóa đối tượng bằng quét ba chiều (3D). Do đó giải pháp đảm bảo tính độc đáo, sáng tạo, đổi mới và công nghệ. Bên cạnh đó, công nghệ này cũng đã được công bố rộng rãi trên báo Thanh niên ngày 14/4/2022: https://thanhnien.vn/giai-phap-dot-pha-nang-cao-chat-luong-cong-trinh-xay-dung-post1448443.html

Tính ứng dụng:

Giải pháp có triển vọng kinh doanh, sử dụng đơn giản, dễ dàng triển khai có thể áp dụng rộng rãi, đem lại giá trị kinh tế cho xã hội và cho cộng đồng

Tính hiệu quả:

So sánh với các sản phẩm Scan 3D có trên thị trường hiện nay, đây là một giải pháp mang tính đột phá trong các lĩnh vực Xây dựng; Kiến trúc; Giáo dục; Văn hóa; Du lịch nhờ những ưu điểm nhỏ gọn dễ thực hiện và giúp cho chủ đầu tư, các bên liên quan tiết kiệm được đáng kể ngân sách cũng như đảm bảo chất lượng công việc.

Tiềm năng phát triển:

Giải pháp được xây dựng bởi đội ngũ tác giả có đủ năng lực để biến ý tưởng thành hiện thực. Công nghệ này đã thu hút được đầu tư cơ sở vật chất, thiết bị để triển khai các dự án trong thực tế.

Tài liệu mô tả kỹ thuật cơ bản và hướng dẫn sử dụng sản phẩm:

https://3d.baotanglamdong.com.vn/