Condura Croatica, novi stari brod
BN 240Primjena 3D skeniranja i reverzibilnog inženjerstva u rekonstrukciji starohrvatskog broda Condura Croatica
Iako iza sebe imaju dosta iskustva s 3D skeniranjem i reverzibilnim inženjerstvom, posebno sa skeniranjem brodova naše tradicionalne brodogradnje, ovo čega se sada prihvatila tvrtka ViaKornel priča je za sebe i projekt vrijedan pažnje. Radom na 3D rekonstrukcijama iz područja tradicionalne drvene brodogradnje, uglavnom su korišteni postojeći sačuvani nacrti, fotografije, ali i pisana dokumentacija pa ponekad čak i stare uljane slike za definiranje boja, jedrilja ili snasti takvih brodova. Ovoga puta to je izostalo, iz razloga što se radi o brodu starome oko 900 godina, koji je gotovo isto toliko dugo ležao namjerno potopljen u mulju stare srednjovjekovne ninske luke. Naravno, pored osnovnih skica i istraživačkih nacrta podvodnih arheologa i konzervatora, adekvatne tehničke dokumentacije za ove brodove nije bilo. Uostalom, to je i bio razlog nastanka projekta za potrebe dokumentiranja i 3D očuvanja restauracije brodova u vidu izrade nacrtne i 3D dokumentacije.
Razvojem modernih 3D tehnologija, softvera i aplikacija iz područja reverzibilnog inženjerstva, one se mogu primijeniti i na povijesno značajne i tradicijski građene brodove, a tvrtka ViaKornel je uz pomoć partnerske tvrtke Niteh d.o.o, ovoga puta učinila upravo to. Primijenjena je jedna od trenutno najkvalitetnijih tehnologija 3D skeniranja za potrebe dobivanja ulaznih podataka i 3D modela postojećeg stanja olupina.
Opis projekta
Za potrebe projekta dokumentacije olupina brodova tipa Condura Croatica jedina realna tehnička dokumentacija bili su upravo oni sami. Plan je bio pomoću tehnologije 3D skeniranja dokumentirati cjelokupnu preostalu konstrukciju brodova te na temelju zaprimljenog 3D modela krenuti u izvlačenje linija. Ipak, zbog specifičnosti procesa konzervacije i restauracije olupina, one su se uslijed odstranjivanja naslaga mulja i sušenja drva, u jednom dijelu počele izvijati, razdvajati i rasušivati. Zbog tih razloga postavljene su u metalne "kolijevke” te još dodatno učvršćene zaštitnom mrežom s vanjske strane oplate kako manji elementi trupa ne bi uslijed daljnjeg izlaganja ispadali i pomaknuli se iz originalnih pozicija. Zato je 3D skeniranje izvedeno samo s unutarnje strane oplate brodova, tako da su detaljno skenirani elementi kobilice, rebara i oplate broda.
Vanjska zaštitna mreža se nije smjela pomaknuti zbog zaštite i pridržavanja olupine, a i ta mreža bi bunila skener i njegov rad što bi značilo i da podaci zaprimljeni 3D skeniranjem ne bi bili u potpunosti tehnički iskoristivi.
Postupkom 3D skeniranja upravljao je ing. Andro Perković, specijaliziran za rukovanje Go!SCAN SPARK 3D skenerom, kao djelatnik tvrtke Niteh d.o.o., dok je pripremom dokumentacije za izradu 3D rekonstrukcije i samom organizacijom skeniranja rukovodio Nikola Budimir, mag. ing. član tima, a ujedno i vlasnik ViaKornel - obrta specijaliziranog za 3D modeliranje i reverzibilno inženjerstvo.
Proces detaljnog 3D skeniranja dviju olupina brodova uspješno je izveden unutar ukupno 6 radnih sati, nakon čega je slijedila optimizacija i „dobivanje" za daljnji proces adekvatnog 3D modela, tj. mesh objekta cjelokupne unutrašnjosti i vanjskog ruba broda kako bi se moglo započeti s daljnjim procesom izrade tehničko-nacrtne dokumentacije i izrade 3D rekonstrukcije broda. Time su iz modela uklonjeni svi nepotrebni i za rekonstrukciju neiskoristivi elementi poput slomljenih ostataka dasaka, rebara i raznoraznih otkinutih i oštećenih dijelova ključne konstrukcije broda. Nadalje, izuzeti su svi elementi rebara koji nisu odgovarali njihovom originalnom obliku, dok je ostatak odgovarajućih rebara pravilno pozicioniran, zarotiran i postavljen na lokacije unutar trupa koje njima u usporedbi s formom oplate najviše odgovaraju. Tijekom cjelokupnog procesa optimizacije 3D modela, komunicirano je s voditeljicom projekta Anitom Jelić, koja je svojim savjetima i uputama usmjeravala samu izradu rekonstrukcije sukladno povijesnim izvorima i originalnim tehnologijama gradnje broda.
Odlična stvar je upravo to što je na temelju 3D skeniranog modela bilo moguće optimizitranje unutarnjih elemenata konstrukcije na njihove pozicija bez potrebe da ih se iste dira ili premješta na originalnom brodu u ovoj osjetljivoj fazi njihove konzervacije i daljnjeg restauriranja.
Sljedeća faza projekta je bio postupak izvlačenja postojećih linija forme broda, dakle linije rebara i oplate dokumentiranjem zatečenog stanja olupine broda. Tek kada je to učinjeno, moglo se nastaviti s "peglanjem” linija, tj. postavljanjem linija koje odgovaraju pravilno posloženim elementima rebara i konstrukcije broda. Na taj način omogućeno je da se izrade zapravo dvije verzije 3D rekonstrukcije s pripadajućim 2D nacrtima forme; a to je model zatečenog stanja - izrađen uglavnom na temelju skeniranih elemenata, te model 3D rekonstrukcije koji predstavlja kompletno revidirani i rekonstruirani model povijesnog izgleda broda. To znači da su izvedeni propali ili nedostajući elementi broda, rekonstruirane pukotine, napuknuća ili rupe nastale uslijed djelovanja morskih organizama, tereta mulja i morske okoline.
Tako uređeni i rekonstruirani 3D elementi rebara, statvi i kobilice broda poslužili su kao glavni parametri za izradu odgovarajuće forme 3D rekonstruiranog trupa i oplate broda. Tek po završetku izrade 3D rekonstrukcije, bilo je moguće započeti s izvlačenjem linija forme rekonstruiranog broda.
Cjelokupnu pripremu 2D nacrtne tehničke dokumentacije, također je trebalo "počistiti” i optimizirati za potrebe izrade preglednih i jasnih nacrta linija broda. Dakle, kao i u pripremi za 3D modeliranje, svi elementi koji su htjeli biti prikazani na 2D nacrtima, morali su biti optimizirani. Što to znači? Sve 2D linije su dobivene na temelju projiciranja na 3D skenirane površine, što za posljedicu ima da se vide svi obrisi utora, pukotina i deformacija. Tek kad su se te nepravilnosti uklonile, linije su mogle predstavljati relevantnu formu broda u 2D nacrtima.
Ovaj dio posla izrade precizne nacrtne dokumentacije sukladno povijesnim činjenicama i restauratorskim smjernicama također je odradio ViaKornel, a za njega je bio zadužen mag. ing Robert Perčić koji je sve izrađene nacrte dokumentirao sukladno smjernicama restauratora i voditelja projekta revitalizacije olupina.
Zadnju fazu projekta, koja je zapravo još trenutno u tijeku razvoja, predstavlja izrada kvalitetnih fotorealističnih vizualizacija rekonstrukcije Condure Croatice, što znači da se model "boji” i vizualizira isključivo prema povijesnim materijalima u gradnji broda, a u ovome slučaju, u najvećemu djelu radio se nekoliko vrsta hrasta.
Po završetku projekta, bit će moguće izračunati i ukupni volumen te odgovarajuću težinu nekada korištenog i ugrađenog drvenog materijala u brodove na temelju izrađenog 3D modela, i to za sve ključne elemente same konstrukcije brodova.
Mogućnosti 3D skeniranja
3D skeniranje samo je jedna od novih tehnologija korištena da pripomogne u dokumentiraju, bilježenju i prikazu predmeta i objekata od velikog povijesnog značenja za buduće naraštaje. Jednom tako dokumentirani predmeti, uvijek se mogu naknadno 3D rekonstruirati, obnoviti ili i izraditi kao replike, prema svom jednom davno postojećem originalnom izdanju. Spregom i korištenjem tehnologije 3D printanja, laserskog izrezivanja i CNC obrade glodalicama te specijaliziranim alatima, na temelju izvedenih i ovako rekonstruiranih 3D modela moguće je izraditi i zamijeniti dotrajale ili previše propale elemente, gotovo u desetinku milimetra identične originalima.
Nadalje, ubrzanim razvojem aplikacija proširene i virtualne stvarnosti (engl. augmented virtual reality) moguće je novostvorenu i rekonstruiranu tehničku 3D /2D građu približiti posjetiocima muzeja, brodograditeljima ali i svim zainteresiranima za povijesnu i tradicijsku brodogradnju u vidu atraktivnih virtualnih maketa i animacija, te na taj način spojiti tehničku dokumentaciju s modernim digitalnim tehnologijama.
Condura Croatica
Prilikom vađenja pijeska s morskog dna pomorac iz Privlake, Vjekoslav Kolanović, pored pijeska vadio je i kamenje te tragove drvene građe. Ovu neobičnu situaciju prijavio je tadašnjem kustosu Arheološke zbirke u Ninu, podvodnom arheologu Zdenku Brusiću, koji je nakon dojave 1966. godine na samom ulazu u ninsku luku, na takozvanom položaju Usta, našao manji drveni brod. Dvije godine kasnije širim pregledom navedenog područja u blizini prvog broda pronašao je i drugi brod. Brodovi su ležali na dubini od svega 1,5 do 2 m.
Budući da nisu pronađeni ostaci brodskog tereta ni opreme onemogućila je određivanje vremenskog razdoblja plovidbe brodova te se u tu svrhu izvršila radiokarbonska datacija uzoraka drva analizom radioaktivnog ugljika C-14. Provedena analiza datirala je brodove u sredinu 11. i početak 12. stoljeća odnosno u starohrvatsko razdoblje. Činjenica da su brodovi pronađeni bez ostataka brodskog tereta i opreme, pod hrpom kamenja na pjeskovitom morskom dnu i na samom ulazu u ninski zaljev dovodi do pretpostavke da su brodovi namjerno potopljeni kako bi štitili ulaz u tadašnju ninsku luku od neprijatelja.
Iz zapisa bizantskog cara Konstantina VII. Porfirogeneta iz 10. stoljeća u kojima navodi da su tadašnju hrvatsku mornaricu sačinjavali manji brodovi kondure i veći brodovi sagene, dolazi se do pretpostavke da su pronađeni brodovi upravo spomenuti brodovi tipa kondura. Rezultat navedene pretpostavke je nazivanje brodova Condura Croatica po kojem su i dandanas poznati. Duge 7-8 m, uskog trupa i građene na starinski način s rebrima povezanim na oplatu drvenim klinovima i željeznim čavlima, kondure su bile poznate kao najmanji, ali i najsmrtonosniji ratni brodovi u svjetskoj povijesti. Osim u ratne i obrambene svrhe koristile su se i u druge namjene poput ribolova te prijevoza ljudi i materijala. Bili su to brzi veslački brodovi koji su pri povoljnom vjetru plovili i uz pomoć križnog jedra.
Specifičnost konstrukcije trupa je da nema klasične kobilice. Umjesto kobilice brodovi imaju dvije uzdužne gredice koje paralelno teku s vanjske strane donjeg dijela brodskog trupa. Gredice su služile za stabilizaciju u vožnji te održavanje pravca pri jedrenju. Pored navedenog, zbog plitke krme brodova pretpostavlja se da su gredice služile i za izvlačenje brodova na kopno. Kondure predstavljaju jedinstveni primjer pomorske tradicije srednjovjekovnog razdoblja starohrvatskih vladara što ih čini iznimnim i vrlo vrijednim kulturnim dobrom Republike Hrvatske.
Godine 1974. brodovi su izvađeni sa morskog dna. Uslijedio je proces desalinizacije, konzervacije i restauracije te rekonstrukcije jednog od brodova nakon čega su oba broda izložena u Muzeju ninskih starina, Odjelu Arheološkog muzeja Zadar. Međutim, s obzirom na osjetljivost drvenog materijala na nepovoljne mikroklimatske uvjete u kojima su brodovi izloženi vrlo brzo nakon provedenog konzervatorskog postupka zamijećene su degradacijske promjene na drvenoj građi. To je 2008. godine potaknulo suradnju Sveučilišta u Zadru sa Sveučilištem u Tel Avivu, a dvije godine kasnije i sa Sveučilištem Texas A&M gdje je na analizu poslan uzorak drva pri čemu je utvrđeno da niz kemijskih i fizičkih procesa uz neadekvatne uvjete u kojima su brodovi izloženi uzrokuju uništavanje drvene strukture. Na temelju tih spoznaja 2016. godine pokrenut je sveobuhvatan konzervatorsko-restauratorski postupak. Projekt financiraju Ministarstvo kulture i medija, a provode ga stručnjaci Međunarodnog centra za podvodnu arheologiju u Zadru.
Tijekom provođenja konzervatorsko-restauratorskog procesa između oplate i rebara uočena je praznina u debljini od 5 cm. Naime, takozvane kolijevke u kojima su brodovi izloženi konstruirane su po mjerama i nacrtima iz 1974. godine kada se najvjerojatnije previdjela mogućnost širenja drvenih elemenata brodova do kojeg je moglo doći prilikom njihovog samog potonuća pod teretom. Dugogodišnji utjecaj morske vode na strukturu drva te moguće promjene dimenzija koje su se dogodile tijekom procesa impregnacije i sušenja drvenog materijala također doprinose navedenoj praznini.
Slijedom navedenog, potreba za revizijom postojećih nacrta je očita te je u sklopu konzervatorsko-restauratorskog procesa izvršeno digitalno dokumentiranje postojećeg stanja brodova. Uz pomoć novih digitalnih snimaka i izrade linija brodova pokušat će se utvrditi je li trenutno stanje brodova Condura Croatica u skladu s njihovim izvornim oblikom. Očekivani rezultati konzervatorsko-restauratorskog procesa su maksimalno usporavanje daljnjeg propadanja drvene građe, poboljšanje brodske konstrukcije kao rezultat digitalnog dokumentiranja, stvaranje adekvatnijeg izložbenog rješenja u budućnosti na osnovu dobivenih nacrta te najvjerojatnije novi vizualni identitet brodova.
...
