3D-Bridge (2005-2006)

3D-Bridge_rendering_435.png
Transferring of Cultural Heritage with New Tehcnology

St. Trinitatis -kirkon kolmiulotteinen mallintaminen


Seinäjoen ammattikorkeakoulussa alkoi 1.9.2005 yksivuotinen hanke, jonka lähtöideana on kehittää kulttuuriperinnön dokumentointia kolmiulotteisen mallinnusteknologian keinoin. Hankkeemme on osa Euroopan Unionin Kulttuuri 2000-ohjelmasta rahoitettua kansainvälistä 3D Bridge-hanketta. Hanketta oli lisäksi rahoittamassa kolme maakuntaliittoa ja yhtenä näistä Etelä-Pohjanmaan liitto.

Hanketta hallinnoi Jyväskylän yliopiston museo ja hankkeen osapuolina olivat Seinäjoen ammattikorkeakoulu, Jyväskylän yliopisto, Evakkosäätiö, Max Planck -instituutti Saksasta ja Royal Holloway, University of London Iso-Britanniasta. Kullakin osapuolella oli hankkeessa oma erillinen projektikohteensa, mutta hankkeet kytkeytyvät toisiinsa kolmiulotteisen mallintamisen, dokumentoinnin kehittämisen ja eurooppalaisen kulttuuriperinnön säilyttämisen kautta. Seinäjoen ammattikorkeakoulussa hankkeen toimijoina olivat Kulttuurialan ja muotoilun yksikön Konservoinnin koulutusohjelma ja ICT - yksikkö (nykyinen tekniikan yksikkö).

Hankkeen www-sivut löytyvät osoitteesta http://www.arthis.jyu.fi/bridge. Hankkeessa kohtasivat siis kulttuurialan ja teknologian toimijat - ja mitä tällöin saatiinkaan aikaan?

Miksi kohteena oli kirkko Latviasta?

MiksikohteenaolikirkkoLatviasta?

Suomalaisten ja varsinkin eteläpohjalaisten vahva kiinnostus Liepajan St. Trinitatis - kirkkoon liittyy Suomen itsenäisyyden alkuaikojen historiaan. Jääkärikoulutuksessa Saksassa olleet sotilaat vannoivat kirkossa sotilasvalan Suomen ensimmäiselle lailliselle hallitukselle 13. helmikuuta 1918. Samassa yhteydessä vihittiin heidän lippunsa, joka oli näkyvillä mm. sunnuntaina 4.6.2006 Puolustusvoimien lippujuhlan kulkueessa heti Suomen lipun jälkeen. Valan vannomisen jälkeen lähtivät suomalaisen jääkärit kohti Suomea ja Vaasaa.

Historiallisten kytköksiensä vuoksi kirkko on kiinnostanut suomalaisia jääkäriperinteen ystäviä jo pitkään ja näiden kytköksien ansiosta myös toimet kirkon säilymisen turvaamiseksi ovat alkaneet. Kirkon konservointityön käynnistymisen takana on Etelä-Pohjanmaan maakuntamuseon museotoimenjohtaja Marja-Liisa Haveri-Nieminen sekä läänin kouluneuvos Pekka Nieminen, jotka vuonna 1998 totesivat kirkkorakennuksen ja sitä hoitavan seurakunnan tarvitsevan apua.

He ottivat yhteyttä Seinäjoen ammattikorkeakouluun ja tämän yhteydenoton seurauksena ovat ammattikorkeakoulun konservoinnin opiskelijat olleet osana harjoitteluaan työskentelemässä kirkossa joka vuosi syksystä 2002 alkaen. Näiden harjoittelujen toteutumisen on turvannut Euroopan Unionin Leonardo da Vinci -ohjelma, joka on myöntänyt Seinäjoen ammattikorkeakoulun konservoinnin koulutukselle jo kolme kaksivuotista hankerahoitusta kirkossa tehtävää työtä varten. Nämä hankkeet ovat keskittyneet kirkkorakennuksen dokumentointiin ja konservointityöhön ja olivat johdantona myös tämän 3D Bridge-hankkeen käynnistymiseen.

Kirkko rakennuksena

Kirkkorakennuksena

Kirkko on rakennettu vuosien 1742 - 1758 välisenä aikana. Tyyliltään itse rakennus on myöhäisbarokkia, mutta sisustus ja koristelut ovat rokokoota. Tyylisuunnan hyviä esimerkkejä ovat mm. saarnastuoli, herttuanaitio, piispanistuin, alttarirakenne ja urkufasadi. Kirkko on rakennettu gotlantilaisesta hiekkakivestä ja tiilestä. Seinäpinnat ovat rapatut. Runko on muutoin suorakaiteen muotoinen, mutta pohjois- ja eteläsivuille työntyy eteistilojen vuoksi hyvin lyhyet "ristisakarat".

Kolmilaivaisen kirkkosalin pilareiden kannattama holvikatto on muurattu tiilistä ja rapattu. Kirkon urut olivat kuuluisat jo valmistuessaan ja tälläkin hetkellä ne ovat maailman suurimmat käytössä olevat, 135 äänikerran mekaaniset urut, joissa on 7 000 urkupilliä. Kirkko on säilynyt yllättävän hyvin vuosisatojen käytön ja rasitukset, mutta ongelmana on holvirakenteita kannattavien pilareiden painuminen, jonka aiheuttajana on todennäköisesti niiden alla olevien hirsiarinoiden lahoaminen. Ongelma on aiheuttanut eri puolille kirkkoa suuriakin halkeamia muurattuihin holveihin.

3D Bridge - St. Trinitatis -kirkon mallintaminen 

3DBridge-St.Trinitatis-kirkonmallintaminen

Tämän 3D Bridge-hankkeen päätavoitteina on ollut tehdä kirkkorakennuksesta kolmiulotteinen malli

  • luoda järjestelmä kirkon pylväiden ja muiden rakenteiden mahdollisen vajoamisen seurantaan ja visualisointiin kolmiulotteisessa mallissa
  • tutkia mahdollisuuksia käyttää tätä pilottiseurantajärjestelmää muissa arvokkaissa kulttuuriperintöä edustavissa rakennuksissa
  • kehittää ICT-yksikön 3D-mallinnusosaamista ja tutustua uuteen 3D-mittausmenetelmään, laserkeilaukseen
  • kokeilla virtuaalitodellisuusteknologian ja CAVEn käyttöä suuren 3D-mallin visualisointiin
  • tuoda tämä Suomen itsenäisyyteen liittyvä kohde mahdollisimman lähelle kaikkia suomalaisia.

Jotta rakennuksesta voidaan tuottaa kolmiulotteinen malli, tarvitaan kohteesta mittatietoja. Mittauksia on aiemmissa mallinnustöissä tehty takymetrin avulla ja hanketta hakiessa näin mekin suunnittelimme, mutta päädyimme uudempaan laserkeilaus-tekniikkaan, jota on käytetty tie- ja prosessiteollisuusrakentamisessa jo pidempään. Kohteen koko sekä etäisyys Suomen ja Latvian välillä vaikuttivat vahvasti päätökseen. Laserkeilauksessa kohteesta mitataan tiheällä mittavälillä pistepilviaineisto - miljoonia mittapisteitä, josta mallinnustyö käynnistyy ylimääräisten mittapisteiden karsimisella.

Tarvittavat mittauspisteet - pylväisiin ja kiinteisiin rakenteisiin propatut "prismat" - rakenteiden vajoamisen havainnointiin ja seurantaan mitattiin ja tullaan mittaamaan kuitenkin takymetrillä, sillä se on erittäin tarkka menetelmä ja mittaustarkkuus ei riipu erilaisista pintamateriaaleista ja väreistä kuten tilanne on laserkeilauksen suhteen.

Mittaustyön suoritti Tieliikelaitos Oy - tämä oli heille askel rakennusten laserkeilauksen suuntaan maasto- ja siltarakenteiden mittaustyön lisäksi.

Mallinnustyö on jatkunut mittauksien jälkeen ja tällä hetkellä on tehty pistepilven kolmiointi 3D-pintamalliksi kirkon ulkopintojen osalta ja parhaillaan ollaan tekemässä 3D-pintamallia kirkon sisäosista. Työ jatkuu mallin pintojen tekstuurien luomisella ja mallin testaamisella ja lopuksi painumisen seurantapisteiden muutosten visualisoinnilla.

Ensi viikolla tullaan Liepajaan tekemään mittaus- ja kuvausmatka, jonka aikana otetaan lisää valokuvia kirkosta ja mitataan seurantapisteet uudelleen reilu puoli vuotta ensimmäisestä mittauksesta. Matkan tuloksena saadaan pintatekstuureja varten kuvamateriaalia sekä ensimmäinen tieto rakennuksen mahdollisista painumista.

Mitä hyötyä tästä hankkeesta on?

Mitähyötyätästähankkeestaon?

Miksi tämä kaikki on ollut kannattavaa tehdä? - Vaikutuksia on eri tasoilla erilaisia:

  • Eurooppalaisella tasolla pystytään 3D Bridge -hankkeen avulla nostamaan kulttuuriperinnön säilyttäminen ja tallentaminen esille ja etsimään uusia muotoja dokumentointiin sekä esittelyyn ja tiedon levittämiseen. Perinteisen paperille tehdyn dokumentoinnin tarve on aina olemassa, mutta virtuaalitekniikan avulla tavoitetaan eri tahoja ja voidaan jakaa niille tietoa.
  • Hankkeen kansainvälisyys hyödyntää myös latvialaisia yhteistyökumppaneitamme. Koska kohdetta esitellään kansainvälisillä foorumeilla, tieto lisääntyy ja pitkäaikaisia vaikutuksia Liepajaan ja erityisesti kohteeseemme St. Trinitatis -kirkkoon kohdistuvaan matkailuun tulee olemaan.
  • Rakennuksen vaurioituminen nousee esille ja toivomme sillä olevan vaikutuksia myös korjauksiin tarvittavan rahoituksen löytymiseen jatkossa.
  • Käytetyt menetelmät mahdollistavat uudenlaisen seurantatutkimuksen teon.
  • Totutusti eri aloilla toimivat tahot ovat tässä hankkeessa yhdistäneet tuloksekkaasti osaamisensa.
  • Alueellisella tasolla on hanke hyödyttänyt jo 3D-mallintamisosaamisen lisääntymisellä.
  • Laserkeilaustekniikan käyttö sekä keilausmittauksen tuottaman pistepilvimateriaalin muokkaaminen on antanut uutta tietoa ja kokemusta.
  • Kirkkorakennuksen mallintaminen toimii esimerkkinä ja lisää osaamista meille myös tärkeän eteläpohjalaisen rakennuskannan hoitoon ja säilyttämiseen.
  • Menetelmää voitaisiin hyödyntää esimerkiksi suomalaisten kirkkorakennusten dokumentoinnissa.

Yhteistyössä St. Trinitatis - kirkon mallintamisessa olivat mm. seuraavat tahot:

Hankkeeseen osallistuivat SeAMKista:

HankkeeseenosallistuivatSeAMKista:

  • Helli Kitinoja
  • Jari Rajamäki
  • Outi Orhanen
  • Matti Laine
  • Tapio Hellman
  • Jouko Pakkala

Mallinnustyön hankkeessa teki opiskelija Jouko Pakkala.


HankkeeseenosallistuivatSeAMKista:
Ylös / Up