巴黎圣母院重生!5 年修复历程,斥资 7 亿,AI 助力,12 月 7 日重新开放

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重建后的内部景观再次焕发出这座百年哥特式建筑的光彩。

就连马斯克本人也转发了这段视频,惊叹圣母院已经修复了。

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2019年4月15日,一场突如其来的大火烧毁了教堂尖顶,震惊世界。围观者默默观看,有人甚至感叹“我们文化灵魂的一部分在燃烧”。

当时,法国政府迅速制定了目标,誓言五年内重建巴黎圣母院。

据称,这场毁灭性的灾难动员了250多家公司、2000多名工匠,并花费了约7亿欧元(53亿元人民币)。

这次重建也得益于AI。科学家对受损建筑物进行 3D 数字建模,并通过模拟进行设计方案。无人机提供复杂的内部视图等。

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重生后的巴黎圣母院将于12月7日至8日正式向公众开放。届时,大家将见证古老工艺与尖端技术的完美融合。

重建巴黎圣母院,3D 数字孪生

在《国家地理》的最新报道中,独家揭示了修复后的巴黎圣母院的内部结构。

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巴黎圣母院被大火烧毁。不仅是尖顶,还有部分拱顶倒塌,以及屋顶和角亭的损坏。如下图紫色、黄色、红色区域所示。

据统计,整个屋顶的修复使用了2400棵橡树,内部的2000多件雕塑和装饰也被重建。

火灾发生后不久,法国向世界各地的建筑师征集设计方案。

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值得一提的是,2018年11月去世的艺术学院副教授生前完成了巴黎圣母院的扫描工作,包括该建筑各个角度的全景、3D和细节图。

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现场检查

为了快速重建,请来了知名设计软件巨头开发巴黎圣母院的数字模型。

当时,在现代建筑信息模型(BIM)软件和强大的云计算等技术的支持下,建筑师和工程师能够构建教堂及周边地区的3D数字模型。

CEO表示,3D建模可以让你真正了解建筑物的内部结构和结构。

他们花了一年多的时间,对 12,000 个物体、30,000 多平方米的石墙、3,900 多平方米的铅屋顶和 186 个教堂拱顶进行了建模。

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紧接着,另一家设计公司Art et (AGP)也参与了重建。因为AGP在教堂被烧毁之前对教堂的大部分内部结构进行了详细的数字扫描。

AGP 再次联手重新扫描现场,以了解火灾对建筑物造成的变化。

然而,这是一个极其复杂的过程。

现场工作人员使用激光和摄影设备捕捉教堂的点对点 3D 几何形状,同时遵守严格的规定。

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激光扫描点云数据构建巴黎圣母院虚拟模型

然后,捕获的数据点被转化为详细的形状和物体,甚至是单个的建筑石头。

这使得专家能够清楚地看到建筑物在火灾期间是否发生了移动,这对于评估规划和重建过程中的稳定性问题至关重要。

副总统说,仅仅将这些积分转化为可用的物品就花了大约一年的时间。

通过结合两个不同的数据集,工程师不仅能够看到屋顶的损坏情况,还能看到主要结构是否发生了移位。

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3D建模每秒可测量数十万个点,获得建筑物的三维几何信息,精度可达1-2mm。

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整个主体建模完成后,项目中的建筑师和工程师就可以使用这个3D模型来完成各种任务。

例如,模拟了重建教堂的不同照明方案,并制定了在教堂所在的巴黎岛上放置卡车、起重机和其他设备的详细计划。

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AI修复古代遗址

除此之外,人工智能还能做什么来帮助修复古迹?

2020年,某知名旅游公司征集艺术家,对世界七大建筑奇观进行重建,恢复原貌。

七座主要建筑分别是纳什维尔的帕台农神庙、朱庇特神庙、英国的尼克城堡、埃及的卢克索神庙、墨西哥的太阳金字塔和科巴大金字塔。

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帕特农神庙

无一例外,这七栋建筑要么不完整,要么已经大面积更换。只有人工智能才能重塑无人能见的建筑。

从技术角度来看,AI在古建筑修复领域主要涉及两个步骤:高精度成像无人机技术和基于3D模型的AI数字修复。

就像巴黎圣母院一样,在构建3D数字模型之前需要以高精度图像作为基础。

无人机可以拍摄建筑物废墟的照片。无论是局部还是整体,都需要精确的成像。

即使在一些受损地区,研究人员也需要收集和校准样本。

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科巴大金字塔

获得所有图像数据后,AI将对剩余的建筑图像进行数字虚拟修复,生成3D修复效果。

目前的解决方案包括视觉特征提取和索引、相机参数恢复、几何模型网格生成、深度神经网络2D或3D模型训练、纹理合成等多种算法。

铃声再次响起,内部建筑外观

11月8日,巴黎圣母院北钟楼再次敲响钟声,这一次跨越了五年。

八个钟声依次响起,声音持续了大约五分钟。

修复工作团队正在进行全面的深度清洁,为即将到来的盛大开幕做准备。

修复后的巴黎圣母院中殿。

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中殿内的座椅和礼仪用具都排列整齐。

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闪闪发光的玫瑰窗。

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修复后的巴黎圣母院整体外观如下。

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