◎ ความท้าทาย：

การจัดทำข้อมูลดิจิทัลของโรงละครเก่าแก่ที่มีโครงสร้างซับซ้อนและมีหลายระดับ ซึ่งตั้งอยู่ในบ้านเกิดของ Ian “Lemmy” Kilmister มือเบสระดับตำนานแห่งวง Motörhead เพื่อใช้เป็นข้อมูลพื้นฐานสำหรับการวางแผนบูรณะและการนำเสนอโครงการเพื่อขอรับเงินทุนมูลค่าหลายล้านปอนด์

◎ วิธีแก้ปัญหา：

Artec Ray II, Artec Studio, Autodesk Revit, Twinmotion

◎ ผลลัพธ์：

แทนที่จะต้องใช้เวลาหลายเดือนในการร่างแบบแปลนพื้นใหม่หรือวัดขนาดพื้นที่โรงละครด้วยมือ เทคโนโลยีการสแกน 3 มิติของ Artec ถูกนำมาใช้เพื่อเก็บข้อมูลพื้นที่ทั้งหมดภายในเวลาเพียง 5 ชั่วโมง โดยแบบจำลองดิจิทัล (Digital Twin) ที่มีความละเอียดสูงซึ่งได้จากกระบวนการนี้ จะถูกนำไปใช้สำหรับการจำลองด้านเสียง, การนำเสนอโครงการ และการพาชมสถานที่ในรูปแบบ VR

◎ ทำไมต้อง Artec 3D ?：

เซ็นเซอร์ Artec Ray II มีระยะการตรวจจับที่ไกลและมีความแม่นยำสูง สามารถบันทึกภาพได้ทุกอย่าง ตั้งแต่เพดานหอประชุมไปจนถึงงานแกะสลักบนระเบียงที่ประณีต ในการสแกนเพียงครั้งเดียว ขณะที่ซอฟต์แวร์ Artec Studio จะเชื่อมต่อตำแหน่งการสแกนแต่ละจุดหลายสิบจุดเข้าด้วยกันเป็นภาพดิจิทัลเสมือนที่ไร้รอยต่อ

Artec Ray II กำลังทำการสำรวจพื้นที่หอประชุมของ Queen’s Theater ภาพได้รับความอนุเคราะห์จาก Europac3D

โดยทั่วไปแล้ว การรำลึกถึงนักดนตรีผู้ล่วงลับมักจบลงด้วยการสร้างรูปปั้น, แผ่นป้ายจารึก หรือการตั้งชื่อถนนเพื่อเป็นเกียรติแก่พวกเขา แต่ที่เมืองเบิร์สเลม (Burslem) ในเขตสโต๊ก-ออน-เทรนต์ (Stoke-on-Trent) ซึ่งเป็นบ้านเกิดของ Lemmy Kilmister ผู้ก่อตั้ง, นักร้องนำ และนักแต่งเพลงหลักของวง Motörhead นั้น ความมุ่งมั่นตั้งใจกลับยิ่งใหญ่กว่านั้นมาก

รูปปั้นสำริดของ Lemmy ตั้งตระหง่านอยู่แล้ว ณ จัตุรัสกลางเมือง และศูนย์บริการนักท่องเที่ยวที่สร้างขึ้นในฝั่งตรงข้ามก็ยังคงเปิดต้อนรับผู้มาเยือนจากทั่วทุกมุมโลก ทว่าการเชิดชูเกียรตินี้เป็นเพียงส่วนหนึ่งของโครงการที่มุ่งหวังผลลัพธ์ที่ยิ่งใหญ่กว่า นั่นคือการพลิกโฉมอาคารยุคเอ็ดเวิร์ดเดียนที่อยู่ในสภาพทรุดโทรมกึ่งร้าง ให้กลายเป็นพื้นที่สำหรับดนตรีสด, การบันทึกเสียง และกิจกรรมด้านการศึกษาสำหรับชุมชน

อาคาร Queen’s Theater แห่งนี้มีจุดเริ่มต้นเมื่อกว่า 100 ปีก่อนในฐานะศาลาว่าการเมือง Burslem โดยส่วนที่เป็นหอประชุมนั้นเพิ่งถูกสร้างเพิ่มเติมเข้ามาในภายหลังเหมือนเป็นสิ่งที่คิดขึ้นมาเสริมทีหลัง ปัจจุบันกำลังมีการวางแผนเพื่อบูรณะและปรับเปลี่ยนการใช้งานพื้นที่ดังกล่าว ให้กลายเป็นสถานที่จัดแสดงดนตรีที่ทันสมัยตามมาตรฐานศตวรรษที่ 21 พร้อมด้วยห้องบันทึกเสียงที่ออกแบบมาโดยเฉพาะ ซึ่งเพียบพร้อมไปด้วยอุปกรณ์ทั้งแบบอนาล็อกและดิจิทัลที่ทันสมัย

อย่างไรก็ตาม การบูรณะปรับปรุงครั้งใหญ่ด้วยงบประมาณ 19 ล้านปอนด์นี้ถือเป็นงานที่ซับซ้อน ซึ่งต้องอาศัยความร่วมมือจากทั้งสถาปนิก, วิศวกรด้านเสียง และผู้เชี่ยวชาญด้านระบบเสียงอีกมากมาย ในขั้นตอนการวางแผนซ่อมแซม สิ่งจำเป็นอันดับแรกคือข้อมูลสภาพอาคารตามความเป็นจริง และเนื่องจากแบบแปลนดั้งเดิมสูญหายไป Europac3D ซึ่งเป็นพันธมิตรของ Artec (Artec Ambassador) จึงได้รับมอบหมายให้เข้ามาสแกนพื้นที่โรงละครด้วยเครื่อง Artec Ray II เพื่อช่วยฟื้นคืนชีวิตชีวาให้กับสถานที่อันทรงคุณค่าทางประวัติศาสตร์แห่งนี้

เชิดชูเกียรติฮีโร่ของบ้านเกิด

Andy Edwards เป็นประติมากรผู้เชี่ยวชาญในการรังสรรค์รูปจำลองบุคคลให้กลายเป็นอนุสาวรีย์ที่คงทนถาวร ตลอดระยะเวลาที่ผ่านมา เขาได้สร้างสรรค์ผลงานประติมากรรมสาธารณะมาแล้วกว่า 50 ชิ้น ไม่ว่าจะเป็นอนุสรณ์สถานวง The Beatles ในเมืองลิเวอร์พูล หรือรูปปั้นของ Lemmy ที่ตั้งตระหง่านอยู่ ณ จัตุรัสตลาดเมือง Burslem ในปัจจุบัน ผลงานชิ้นแรกนี้เองที่เป็นจุดเริ่มต้นให้ Andy ได้ร่วมงานกับ Europac3D ซึ่งทั้งสองฝ่ายยังคงสานต่อความร่วมมือกันมาอย่างต่อเนื่อง ทั้งในด้านการสแกนหุ่นจำลองขนาดเล็กเพื่อขยายขนาด หรือการสแกนรูปปั้นสำริดขนาดเท่าของจริงเพื่อย่อขนาดลง

สำหรับโครงการ Queen’s Theater นั้น Edwards ไม่จำเป็นต้องแปลงโมเดลขนาดจิ๋วหรือรูปปั้นสำริดให้เป็นข้อมูลดิจิทัล แต่เขาต้องการเก็บข้อมูลของอาคารทั้งหลัง ด้วยองค์ประกอบต่าง ๆ เช่น พื้นที่หลายระดับ, บันได, ระเบียง และทางเดิน การสแกนโรงละครแห่งนี้ให้เสร็จสิ้นในการกวาดสแกนเพียงครั้งเดียวนั้นทำได้ยาก เขาจึงใช้วิธีสแกนทั้งหมด 40 ครั้งจากจุดต่าง ๆ ที่มีการเหลื่อมซ้อนกัน แล้วค่อยนำข้อมูลมาจัดเรียงและประกอบเข้าด้วยกันในขั้นตอนถัดไป

ภาพงานแกะสลักบนหลังคาที่บันทึกด้วย Artec Ray II และแสดงผลภายในโปรแกรม Artec Studio (ภาพโดย Europac3D)

ด้วยการทำงานอย่างเป็นระบบ Mark Beckett จาก Europac3D สามารถเก็บข้อมูลพื้นที่ทั้งหมดของหอประชุม, เวที, โถงต้อนรับ และระเบียงที่นั่งได้ภายในเวลาเพียง 5 ชั่วโมง แม้ว่าบริเวณระเบียงที่นั่งจะมีรายละเอียดซับซ้อน ทั้งจากงานไม้แบบดั้งเดิมและลวดลายตกแต่งที่ยากต่อการเก็บข้อมูล แต่เขาก็ยังสามารถสร้างแบบจำลองที่สมบูรณ์ออกมาได้สำเร็จ อีกทั้งด้วยความแม่นยำสูงถึง 1.9 มม. เครื่องสแกนจึงยังคงรักษามาตรฐานความเที่ยงตรงไว้ได้อย่างดีเยี่ยม โดยสามารถเก็บรายละเอียดต่าง ๆ ได้อย่างครบถ้วนและคมชัดน่าทึ่ง

“สิ่งที่น่าประทับใจเป็นพิเศษเกี่ยวกับ Artec Ray II คือรายละเอียดที่เก็บได้เมื่อวางเครื่องไว้ใกล้กับพื้นผิว” Beckett อธิบาย “มันสามารถบันทึกภาพงานประติมากรรมนูนต่ำอันวิจิตรบรรจงบริเวณขอบระเบียงได้อย่างยอดเยี่ยม ในขณะเดียวกันก็ยังเก็บรายละเอียดอันซับซ้อนของเพดานได้แม้จะอยู่ห่างออกไปถึง 20-30 เมตร การสำรวจพื้นที่ขนาดใหญ่และอาคารทั้งหลังได้อย่างรวดเร็วโดยไม่สูญเสียรายละเอียดพื้นผิวที่ละเอียดอ่อน ถือเป็นหนึ่งในจุดแข็งที่สุดของ Ray II”

ช่วยสนับสนุนงานปรับปรุงด้วย Artec Ray II

เมื่อกลับมาที่สำนักงาน Beckett ได้ตรวจสอบและปรับปรุงการจัดเรียงข้อมูล (registration) ลบข้อมูลที่ไม่ต้องการออก และรวมข้อมูลจากการสแกนเข้าเป็นชุดข้อมูลเดียวกันที่มีความสม่ำเสมอในโปรแกรม Artec Studio จากนั้น Europac ได้ส่งข้อมูล Point Cloud ดังกล่าวไปยังทีมสถาปนิกในลอนดอน เพื่อใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงในการสร้างแบบจำลองอาคารที่สมบูรณ์แบบด้วยโปรแกรม Autodesk Revit สำหรับโครงการปรับปรุงอาคารที่วางแผนไว้

ชุดข้อมูลเดียวกันนี้ยังถูกส่งต่อไปยังที่ปรึกษาด้านเสียงของโครงการ ซึ่งนำข้อมูลไปใช้ในการปรับแต่งระบบเสียงของหอประชุมที่ได้รับการปรับปรุงใหม่ โดยรูปทรงของแผงที่ติดตั้งบนผนังภายในจะส่งผลให้คลื่นเสียงสะท้อนกลับมาด้วยความถี่ที่แตกต่างกัน การมีข้อมูลจากการสแกนแบบ 3 มิติช่วยให้สามารถดำเนินการปรับแต่งนี้ในรูปแบบเสมือนจริงได้ โดยอาศัยการจำลองเพื่อแสดงให้เห็นว่าการปรับเปลี่ยนรูปแบบการจัดวางจะมีผลต่อคุณภาพเสียงอย่างไร

แบบจำลอง 3 มิติฉบับสมบูรณ์ของ Queen’s Theater ภาพได้รับความอนุเคราะห์จาก Europac3D

“คุณสามารถสวมชุดหูฟัง VR แล้วเลือกนั่งตรงไหนก็ได้ในโรงภาพยนตร์ จากนั้นวิศวกรเสียงจะคอยบอกคุณว่าคุณภาพเสียงในตำแหน่งที่นั่งนั้นเป็นอย่างไร” Edwards กล่าว “มันคือเรื่องของการรู้ว่าจะติดตั้งแผ่นกั้นเสียงและแผ่นสะท้อนเสียงไว้ตรงจุดไหน เพื่อให้เราสามารถควบคุมทิศทางเสียงและสร้างประสบการณ์เสียงแบบ 4 มิติได้อย่างแท้จริง นอกจากนี้ ผมก็ไม่อยากมองข้ามปัจจัยเรื่อง Lemmy ไปเลย เพราะมันเปรียบเสมือนศูนย์รวมใจของผู้คนทั่วโลก และเราก็โชคดีมากที่ฝ่ายบริหารมีความเชื่อมั่นในเทคโนโลยีนี้อย่างเต็มที่”

ขณะนี้มีการอัปโหลดโมเดลแบบตาข่าย (mesh) ที่แสดงสีสันสมจริงขึ้นสู่ระบบดูภาพออนไลน์แล้ว ซึ่งช่วยให้สามารถแบ่งปันข้อมูลกับผู้มีส่วนเกี่ยวข้องในโครงการได้อย่างสะดวก นอกจากนี้ การนำข้อมูลการสแกนไปประมวลผลผ่านซอฟต์แวร์ Twinmotion ยังช่วยสร้างประสบการณ์การเยี่ยมชมเสมือนจริง (VR tour) ที่ให้ความรู้สึกสมจริงเสมือนได้เข้าไปอยู่ในสถานที่นั้น โดยทาง Lemmy Bar ซึ่งเป็นสถานที่จัดกิจกรรมระดมทุนที่ตั้งอยู่ตรงข้ามกับรูปปั้น ได้นำผลงานนี้ไปใช้เป็นส่วนหนึ่งของแคมเปญสื่อประชาสัมพันธ์ในท้องถิ่น เพื่อนำเสนอภาพตัวอย่างของสถานที่แห่งใหม่นี้

ข้อมูลที่ได้มานั้นคุ้มค่ากับการลงทุนไปแล้ว การสแกนหลังคาด้วยโดรนช่วยตรวจพบจุดที่น้ำรั่วซึม ซึ่งหากปล่อยทิ้งไว้โดยไม่แก้ไข ความเสียหายที่ตามมาอาจมีมูลค่าสูงถึง 30,000 ปอนด์ภายในเวลาเพียง 3 เดือน ในขณะที่ค่าเช่าเครื่องสแกนนั้นคิดเป็นเพียง 10% ของมูลค่าความเสียหายดังกล่าว นอกจากนี้ การนำเสนอภาพสแกนแบบ 3 มิติแก่สภาเมืองและหน่วยงาน Historic England ยังมีส่วนช่วยให้สามารถบรรลุข้อตกลงการเช่าอาคาร ซึ่งช่วยผลักดันให้โครงการดำเนินต่อไปได้

พิมพ์เขียวสำหรับการอนุรักษ์เพิ่มเติมหรือ?

ด้วยความที่ไม่หยุดนิ่งอยู่กับความสำเร็จเดิม Beckett กำลังพิจารณาแนวทางปรับปรุงกระบวนการปรับปรุงพื้นที่ด้วยเทคโนโลยีดิจิทัล โดยเขากล่าวว่า “หากมองย้อนกลับไป ตอนนี้ผมคงเลือกใช้ Ray II ควบคู่ไปกับ Artec Jet ครับ แม้ว่า Ray II จะเหมาะอย่างยิ่งสำหรับหอประชุมและพื้นที่ขนาดใหญ่ แต่ Jet เป็นสแกนเนอร์ที่มีความคล่องตัวสูงกว่า จึงช่วยให้เก็บข้อมูลในพื้นที่แคบหรือซอกมุมที่การสแกนแบบตั้งจุดตายตัวทำได้ยากนั้นง่ายขึ้นมาก การใช้งานร่วมกันจะช่วยให้เราได้ชุดข้อมูลที่ครบถ้วนสมบูรณ์และรวดเร็วยิ่งขึ้นไปอีก”

นอกเหนือจากพื้นที่ Stoke-on-Trent แล้ว Europac3D ยังเล็งเห็นศักยภาพอันมหาศาลของการสแกน 3 มิติในการอนุรักษ์อาคารประวัติศาสตร์และอาคารที่มีความสำคัญทางสถาปัตยกรรม เทคโนโลยีนี้ช่วยบันทึกข้อมูลอย่างแม่นยำก่อนเริ่มดำเนินงาน รองรับการวางแผนบูรณะด้วยกระบวนการ Scan-to-BIM ให้ข้อมูลรูปทรงเรขาคณิตสำหรับการวิเคราะห์ด้านเสียง และช่วยให้สามารถเปรียบเทียบผลการสำรวจในอนาคตเพื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นตามกาลเวลาได้

ภาพจำลองแผนผังของ “Kilmister Halls” ภายหลังการปรับปรุง ภาพโดย Andy Edwards

ในส่วนของ Edwards นั้น เขาได้นำแนวทางเดียวกันนี้ไปปรับใช้กับโครงการอื่น ๆ แล้ว ซึ่งรวมถึงการสร้างรูปปั้นวง Beatles อีกชุดหนึ่งที่ย่าน Twickenham โดยเขามองว่าโครงการโรงละครแห่งนี้เป็นเครื่องพิสูจน์ถึงสิ่งที่ยิ่งใหญ่กว่าแค่เรื่องของอาคารประวัติศาสตร์เพียงแห่งเดียว สำหรับเขาแล้ว เทคโนโลยีการสแกน 3 มิติไม่ได้เป็นเพียงทางลัดในการทำงาน แต่เป็นเครื่องมือที่ช่วยขัดเกลาแนวคิดได้อย่างรวดเร็วและช่วยให้ตรวจพบข้อผิดพลาดได้ก่อนที่จะนำชิ้นงานไปหล่อเป็นสัมฤทธิ์จริง

“เมื่อก่อนผมเคยใช้เครื่องมือวัดที่เรียกว่า pantograph ในการทำงาน” Edwards กล่าวสรุป “พูดง่าย ๆ ก็คือ เทคโนโลยีการสแกนนั้นเปรียบเสมือนเครื่องมือดังกล่าวที่ได้รับการยกระดับประสิทธิภาพขึ้นไปอีกนับล้านเท่า ด้วยเทคโนโลยีนี้ ผมสามารถนำชิ้นงานที่มีขนาดและวัสดุแบบหนึ่งมาทำการพิมพ์สามมิติใหม่ในขนาดและวัสดุที่แตกต่างออกไปได้ ยกตัวอย่างเช่น หากผมมีรูปปั้นที่ส่วนหัวดูเล็กเกินไป สมัยก่อนผมคงต้องปั้นส่วนหัวขึ้นมาใหม่ทั้งหมด แต่เดี๋ยวนี้ผมเพียงแค่สแกนส่วนหัวนั้น ปรับแก้สัดส่วนให้เหมาะสม แล้วสั่งพิมพ์ออกมาใหม่ได้เลยโดยที่คุณภาพของงานยังคงเดิม”

“มันทำหน้าที่เป็นตัวคัดกรองที่ดีไม่ต่างจากบทบาทอื่น ๆ รวมถึงเป็นจุดเริ่มต้นในการสร้างสรรค์ผลงานด้วย” เขาเสริม “มันเป็นทั้งเครื่องมือตัดสินและตัวช่วยขัดเกลาผลงานที่ยอดเยี่ยมมาก”