Levantamiento con escáner láser y creación de un modelo de superficie con Blender de la Casa de la Pólvora y el Castillo de San Juan Bautista.

Abstract

Introducción/ Planteamiento del problema a resolver El proyecto se centra en la documentación gráfica de dos importantes edificaciones patrimoniales mediante tecnologías avanzadas de escaneo láser y modelado. La Casa de la Pólvora y el Castillo de San Juan Bautista son estructuras con gran valor histórico y arquitectónico, y su conservación se ve potenciada por el uso de herramientas como el escáner Leika BLK 360 y el software Cyclone 3DR de Leica. Estos métodos permiten crear representaciones digitales precisas, que son fundamentales para la conservación, estudio y difusión del patrimonio cultural. Objetivos El principal objetivo del proyecto es generar modelos digitales precisos de ambas edificaciones para facilitar su conservación y estudio. Esto incluye no solo la creación de modelos detallados, sino también la integración de la información semántica y métrica que permita realizar análisis estructurales y conservaciones más informadas. Además, se busca promover el uso de estas tecnologías en la gestión y preservación del patrimonio cultural, demostrando su utilidad para enfrentar los desafíos específicos que presentan las estructuras históricas. Metodología El proceso metodológico incluye el escaneo inicial con el Leika BLK 360, seguido de la importación de la nube de puntos en Cyclone 3DR para generar una malla. Esta malla se exporta a Blender para el modelado final. Cada paso requiere ajustes y decisiones técnicas para asegurar la precisión y fidelidad del modelo. La metodología también contempla la investigación y análisis de los datos semánticos de la edificación y su forma de construcción para que la geometría se aproxime a la configuración estructural de sus elementos, invisible a simple vista. Contribuciones El proyecto aporta a la disciplina de la conservación del patrimonio mediante la aplicación de tecnologías de digitalización avanzadas, que permiten una documentación detallada y la creación de modelos paramétricos históricos; así como evaluar las ventajas del flujo de trabajo empleado. Igualmente aporte dos modelos de superficie que sirven para su conservación y restauración, investigación y educación, al proporcionar modelos que pueden ser utilizados en simulaciones virtuales y análisis estructurales. Limitaciones Las principales limitaciones encontradas fueron de carácter logístico como la incapacidad para capturar con el escáner láser todas las áreas de los edificios, como la cubierta de la Casa de la Pólvora. Las limitaciones de carácter técnico se limitaban a la capacidad de almacenamiento del equipo de escaneo que requería planificar la cantidad de capturas y su descarga para continuar, así como la capacidad de procesamiento de hardware de los ordenadores para visualizar la nube de puntos, generar la malla y utilizar el software de modelado; Además, las características únicas y heterogéneas de las construcciones antiguas representan un desafío para su digitalización y modelado. Líneas de trabajo futuras Futuros trabajos podrían explorar la mejora de las técnicas de captura y modelado para abordar las áreas inaccesibles de las edificaciones. También se podría investigar la integración de nuevas tecnologías de machine learning para mejorar la automatización del procesamiento de datos y la generación de modelos. Además, sería beneficioso desarrollar colaboraciones más estrechas con expertos en restauración para adaptar los modelos a necesidades específicas de conservación

The preservation and documentation of cultural heritage are critical to maintaining the historical and architectural significance of ancient structures. This Master's thesis focuses on the digital documentation of two heritage buildings: La Casa de la Pólvora, built in 1756, and El Castillo de San Juan Bautista, dating back to 1641. The project utilizes advanced scanning and modeling technologies to create detailed digital representations, which are essential for the conservation, study, and dissemination of cultural heritage. The methodology employed involves an initial scanning process using the Leica BLK 360 scanner, which captures dense point clouds of the structures. These point clouds are then imported into Leica's Cyclone 3DR software to generate mesh models, which are subsequently exported to Blender for final geometric modeling. This process ensures that the models represent the geometry of the buildings as accurately as possible, incorporating both semantic and metric information that is essential for structural analyses and informed conservation efforts. However, the project encounters significant technical limitations, primarily the inability to capture the entirety of the buildings. Specific areas, such as the roof of La Casa de la Pólvora and the rear part of El Castillo de San Juan Bautista, could not be documented due to insufficient auxiliary means and access restrictions. These limitations highlight the challenges faced in the digital documentation of complex and inaccessible heritage structures. Despite these challenges, the project contributes significantly to the field of heritage conservation. By applying advanced digitalization technologies, it provides detailed documentation and parametric historical models that are not only useful for conservation and restoration but also for research and educational purposes. The digital models enable virtual simulations and structural analysis, offering a new dimension to the study of historical buildings. Looking forward, the thesis suggests several areas for future work to overcome the current limitations and enhance the digital documentation process. One area is the improvement of capture techniques and modeling processes to access and document currently inaccessible areas. Another potential area of development is the integration of artificial intelligence technologies to automate data processing and enhance model generation, which could significantly streamline the documentation process. Furthermore, the project underscores the need for closer collaboration with restoration experts to tailor the digital models to specific conservation needs. By integrating expert insights directly into the modeling process, the accuracy and utility of the digital documentation can be substantially improved, ensuring that the models serve not only as records but also as functional tools in the ongoing preservation efforts. In conclusion, this Master's thesis demonstrates the invaluable role of advanced scanning and modeling technologies in the preservation of cultural heritage. By addressing both the achievements and the limitations encountered, it lays a foundation for future advancements in the field, promising more comprehensive and accessible digital documentation of heritage structures.