وخلال العقد الماضي، أدى المسح الثلاثي الأبعاد إلى تغيير جوهري في ممارسة الوثائق الأثرية، حيث أن الأساليب التقليدية مثل الخطط اليدوية والتصوير والصور ذات الطابع الرقمي، تشكل الآن مستوى من الدقة والثبات لم تكن قابلة للاستمرار، حيث أن القدرة على تسجيل المزايا الحقيقية للمسح الجغرافي والنسيج واللون في دراسة الأثرية أو في موقع واحد للحفر.

Understanding 3D Scanning Technology in Archaeology

ويشير المسح 3D إلى مجموعة من التقنيات التي تلتقط شكل وظهور الأجسام في العالم الحقيقي، وتحوّل الأشكال المادية إلى غيوم رقمية أو مصفوفات متعددة التنين، وفي علم الآثار، تشمل النهج الأكثر شيوعاً مسح الضوء المنظم، والتصنيع الليزري، والتصوير الضوئي.

Structured Light Scanning

وتضع المواضع الضوئية الهيكلية سلسلة من الأنماط المعروفة على سطح الأرض، وتسجل الكاميرات كيف تتحلل هذه الأنماط من قواطع الجسم، وتحسب البرامجيات إحداثيات ثلاثية الأبعاد لملايين النقاط، وتصدر هذه الطريقة حلا عاليا وكثيرا ما تستخدم في القطع الأثرية الصغيرة والمتوسطة الحجم )مثلا، البوتري، الأدوات، بقايا البشر( وهي سريعة ودقيقة ولكنها يمكن أن تكون حساسة لتعكس الضوء السطحي.

مسحة لازر

ويُعد الماسحات الضوئية من الشعاع الذي يعكس الهدف؛ ويُقيس جهاز الاستشعار وقت الطيران أو الانتقال التدريجي إلى مسافات مُحكمة، ويُنشر الماسحات الضوئية الأرضية في هياكل كبيرة، وفي المناطق الداخلية للكهوف، وفي شبكات الحفر بأكملها، وتحتوي السحب الناتجة على بلايين النقاط ذات الدقة دون العسكرية، مما يجعلها مثالية بالنسبة للوثائق والرصد على مستوى الموقع.

مقياس التصوير

وتستخدم البرمجيات الحديثة (مثلاً، شركة أغيسوفت ميتشابي، شركة ريتيت كابيت) هذه العملية باستخدام خوارزميات هيكلية من الحركة، بينما لا تكون أساليب الليزر في أسطح شديدة التأمل أو غير سمية، فإن التصوير التصويري لا يصبح إلا فعال التكلفة وميسورة،

ويعتمد اختيار التكنولوجيا على الحجم، ومتطلبات قابلية النقل، والميزانية، ومستوى التفصيل اللازم، ويجمع العديد من المشاريع المعاصرة بين طرق تحقيق الدقة الجيولوجية والحصر الواقعي لللون.

ألف - الجوانب المتعلقة بطرائق التوثيق التقليدية

فالتسجيل الأثري التقليدي - الارتفاعات اليدوية، والأفرك، والفيلم الأسود والبيض، وحتى القياسات اليدوية - له قيود متأصلة، فالموضوعية، والتشويه، والقيود الزمنية، والتدهور المادي لوسائط الإعلام الأصلية كلها تقلل من القيمة الطويلة الأجل.

Accuracy and Detail

ويمكن أن تُحدث خطط أو صور يدوية أخطاء في التوسع وتخسر تفاصيل سطحية فرعية، ويلتقط مسح ثلاثي الأبعاد كل شحم وكسور وعلامة أدوات تخفض إلى حل مقياس فرعي، مثلا، يمكن أن تقيس دراسة الاختناق الدقيق زاوية مصباح من الإرتجاج، ويمكن تعزيز عملية التدوين المتحركة عمليا لقراءة النص المزيف.

التحفظ غير المطابق للدائن

وتتضرر الأجسام المزروعة - مثل المنسوجات الكربونية، أو البطارية الجاهزة، أو بقايا هيكل الإنسان - من جراء التداول أو الاتصال المتكررين مع المشابك ومواد التموين - ولا يتطلب المسح أي اتصال مادي، وإزالة اللبس، وعندما يتم رقمنة، يمكن تخزين القطعة الأثرية الأصلية في ظروف حفظ مثلى، بينما يعمل الباحثون مع البديل الرقمي لقياسها وإعادة بنائها وحتى الطباعة من 3 دال.

إمكانية الوصول والتعاون على الصعيد العالمي

والنماذج الرقمية قابلة للتكرار على الإنترنت، ويمكن لأخصائي آثار في القاهرة أن يرسل مسحاً من مادة الترميز إلى أخصائي في برلين لإجراء تحليلات دون أن يغادر المتحف قط، مما يقلل من تكاليف التأمين، ومن مخاطر النقل، ومن آثار الكربون، مع التعجيل بالبحث التعاوني.

تعزيز الفرص التحليلية

ويمكن أن تتيح نماذج الـ 3D التحليل الحسابي، إلى جانب التصور البسيط، ويمكن إجراء القياسات الرقمية (الغطاء، الحجم، الخشونة) تلقائياً عبر مئات العينات، ويمكن إعادة تجميع التجزؤات تقريباً لاختبار الثوابت قبل معالجة الأصيل، ويمكن لتحليل العناصر النباتية أن يحفز الإجهاد الهيكلي على الأدوات القديمة أو التماثيل القديمة، وتفتح هذه النهج مسارات بحثية جديدة غير عملية.

المشاركة العامة والتعليم

وتسمح نماذج التداول 3D المدمجة في أكشاك المتاحف أو على المواقع الشبكية للزوار بالتناوب، والزاوية، والتفتيش على القطع الأثرية كما لو كانت تحملها في متناول اليد، وتسمح التجارب الواقعية الافتراضية للطلاب " بالسير " من خلال منتدى روماني أعيد بناؤهم أو قرية نوليطيه، وتزيد هذه الأدوات اللامذة من الاهتمام والفهم، ولا سيما بين الجماهير الأصغر التي تتوقع التفاعل الرقمي.

التطبيقات الرئيسية في علم المحفوظات الميدانية

المسح 3D ليس أداة واحدة بل طريقة متعددة المعالم تطبق في كل مرحلة من مراحل تدفق العمل الأثري.

الوثائق ورصد المواقع

وقبل أن يبدأ التنقيب، يسجل مسح خط الأساس للمنطقة بأكملها المشهد بثلاث أبعاد، وهذا يمثل مرجعاً للفصل، والتغيرات اللاحقة الناجمة عن الحفر، والتحات الطبيعي، ويمكن للمسح المكرر عبر الزمن أن يحدد كمياً معدل تدهور المواقع - وهو أمر بالغ الأهمية بالنسبة للمواقع الساحلية أو الصحراوية التي تهدد بتغير المناخ، وعلى سبيل المثال، فإن الباحثين (3).

تسجيل الأثر الأثر الأثري والتأثير

وتُعد الآن المسحات العالية الاستبانة من القطع الأثرية الفردية معيارا في العديد من المتاحف الرئيسية، وتُستخدم هذه المقلدات الرقمية في تقارير الحفظ، ورسوم النشر، وحتى في إنتاج نسخ مضبوطة من الأقنعة المصرية المومياء إلى أقراص المكعب الميسبوتامي، وتستخدم هذه النسخ الرقمية في تقارير الحفظ، وفي صور النشر، وحتى في إنتاج نسخ مضبوطة عن طريق الطبعة الأصلية.

إعادة البناء وإعادة التأهيل الافتراضي

ويمكن إعادة تجميع القطع الأثرية المكسورة أو الدودة تقريباً، مثل مسح البطاريات المحطمة، ومسح كل قطيع، واستخدام الخوارزميات للكشف عن إمكانية الانضمام إلى العملية اليدوية التي تستغرق وقتاً طويلاً، وحذف الاسم Eidopix project] في بلجيكا مناقصات رقمية عن ثلاثة دال من الجسم المتضرر.

تحليل الصور والتصنيف

وكثيرا ما تُستَنَدَّد تسجيلات القدماء على الحجر أو المعدن، كما أنَّ المسح المغناطيسي باستخدام مادة RTI (التصوير المُحوَّل للتحول إلى تضخم) أو الضوء المُنظَّم يمكن أن يعزز الإغاثة السطحية الفرعية، مما يجعل حروفاً مُضللة، وقد كان ذلك عاملاً في فك التشفير الذي لحق بالألفاظ اليونانية واللاتين، وكذلك التهاب المصرية على جدران المُر.

دراسات حالة في الممارسة العملية

The Terracotta Army, China

وربما كان أفضل تطبيق معروف لمسح 3D في علم الآثار هو توثيق جيش تيراكوتا في زيان، كما تم مسح أكثر من 000 8 محارب من الطين والأحصنة والقوارب كل على حدة باستخدام الضوء المنظم والتصوير الضوئي، مما أدى إلى السماح لأخصائيي المحفوظات الرقمية بدراسة تقنيات البناء، وكشف أرقام التلف الخفية، وتخطيط مطياف الحفظ.

مسح السفينة لآلية أنتيكيثيرا

وقد أسفرت سفينة الأنتيكثيرا، وهي سفينة شحن رومانية مكتشفة من جزيرة أنتيكيثيرا اليونانية، عن آلية شهيرة من طراز أنتيكيثيرا - وهي جهاز حاسوب يوناني قديم. French and Greek teams]، استخدمت مسحا ثلاثيا لتوثيق الآلية المجزأة ومساكنها الممزقة، وقد أتاحت هذه النسب تحليلا جديدا للعتاد الداخلي.

جدران بومبي وفريسكويس

وقد ترك ثورة فيسوفيوس في 79 ديناراً ألمانياً بومبيي بلوحات جدرية بارزة تتدهور من التعرض، أما مشروع " فيمبيي " للحفظ المستدام ((FLT:1]) فيمكنه الآن أن يُستخدم مسح الليزر الأرضي لخلق نماذج مفصلة من النسيج الكامل (كتل المدينة) وتستخدم هذه النماذج لرصد استقرار الجدران، وإعادة تصميمها،

التحديات والحدود

وعلى الرغم من إمكانياته التحويلية، فإن المسح 3D ليس حلاً للحلول، ويجب على الممارسين أن يبحروا بعدة تحديات عملية وأخلاقية.

التكلفة والمعدات

ويمكن أن تُكلّف أجهزة المسح بالليزر العالية عشرات الآلاف من الدولارات، كما أن الحواسيب اللازمة لتجهيز البيانات الناتجة تتطلب قدرا كبيرا من القدرة على إدارة السجلات والمحفوظات ووحدة البيانات الجغرافية، وفي حين أن قياس الصور يقلل من الحاجز، والبرامجيات المهنية، والكاميرات المعايرة لا تزال تمثل استثمارا كبيرا، إذ يفتقر العديد من المشاريع الأثرية الأصغر حجما إلى الميزانية، مما يؤدي إلى فجوة رقمية لا يمكن إلا للمؤسسات الغنية أن تتحمل أفضل الوثائق.

الخبرة التقنية والتدريب

فالمسح ليس عملية نقر، فالإضاءة السليمة، والتنسيب، وتنظيف البيانات تتطلب مهارات، ويستلزم القياس الضوئي على وجه الخصوص تحديد أماكن دقيقة للكاميرات، والتداخل، والمواءمة اللاحقة - لا يمكن دائما تصحيح الأخطاء في مرحلة التقاط الصور بعد الإنتاج، ويجب على علماء الآثار الميدانيين إما أن يتعلموا هذه المهارات أو أن يتعاونوا مع المتخصصين، مما يزيد من تعقيدات الرؤوس والبرمجة.

تخزين البيانات وحفظها في الأجل الطويل

ويمكن أن تنتج عملية مسح واحدة للكثافة عددا من البيانات؛ وقد يولد موقع كبير تيرابايت، حيث يمكن أن يخزن ويدعم ويهجر هذه الملفات على مدى عقود - مع الحفاظ على إمكانية تفسير أشكال الملكية - يشكل تحديا رئيسيا في مجال الفضول الرقمي، وعلى عكس رسم الورق، يمكن أن يصبح ملف عام 2010 غير قابل للقراءة بحلول عام 2030.

الاعتبارات الأخلاقية

ويمكن بسهولة نسخ النماذج الرقمية وتوزيعها، أحيانا دون موافقة مجتمع المصدر أو سلطات التراث الوطني، وقد ثار خلاف بشأن المسح التجاري 3D الذي يتم أخذه من المتاحف التي تبيع بعد ذلك 3D بصمات، وتتجاوز اتفاقات تقاسم المنافع المحلية، ويجب على الباحثين أن يبحروا في الملكية الفكرية، والحساسية الثقافية، وحق المجتمعات المحلية في السيطرة على تراثهم، وتحتاج أفضل الممارسات الآن إلى موافقة مسبقة عن علم وإلى اتفاقات شفافة لتقاسم البيانات.

الاتجاهات والابتكارات في المستقبل

ويشير مسار المسح 3D في علم الآثار إلى زيادة إمكانية الوصول، والتكامل مع الاستخبارات الاصطناعية، والتجارب العامة غير المتجانسة.

المعالجة المُركَّبة

وبدأت خوارزميات التعلم الماكنة في التلقّي بأشد الأجزاء ضغينة من تدفق العمل المسحي: تنظيف الضوضاء من الغيوم، وتقطيع الأشياء من الخلفيات، بل وتحديد سمات مثل علامات الأدوات أو أنماط الارتداء، وفي المستقبل القريب، يمكن لأخصائي آثار أن يأخذ مائة صورة في الميدان، ويرفعها إلى أجهزة الاستنشاق السحابية، ويحصل على نموذج نهائي من 3D في دقائق مع تقرير الأضرار الأساسية.

التكامل مع الواقع الافتراضي والمزروع

ويتيح قانون العقوبات وقانون منع الجريمة للمستعملين التفاعل مع المسح ثلاثي الأبعاد بطرق غير متجانسة، تخيل ارتداء نظارات آر على موقع الحفر الفعلي؛ ويزيد النظام على إعادة البناء الأصلية بثلاثة د إلى المشهد المعاصر، ويظهر كيف كان المبنى الذي كان ينظر إليه مرة، وقد نشرت المتاحف بالفعل رؤسا للزوار " الرنك " من خلال قبر مصري مضب، حيث تصبح المعدات العامة أرخص وأرخص.

الديمقراطية من خلال الحلول المتنقلة والخفيضة

وتضع مشاريع البداية والمشاريع المفتوحة المصدر نظماً للمسح الضوئي تعتمد على الهواتف الذكية العادية، وتستخدم هذه الأدوات، على سبيل المثال، السائل المنوي (LT: 1) في أجهزة التصوير المتحركة (DiLT) الحديثة لتوليد 3D نماذج ملائمة للأجسام المتوسطة الحجم، وفي حين لا تكون دقيقة مثل أجهزة المسح الصناعي، فإنها تمكن المجتمعات المحلية والمواطن من الحصول على وثائق تاريخية تُستخدم لتوثيق مواقع تراثية قبل أن تكون متغير

خاتمة

وقد انتقل المسح ٣ دال من الفضول التقني الناقص إلى عنصر لا غنى عنه من الممارسات الأثرية الحديثة، إذ أن قدرتها على جمع وحفظ وتقاسم قياسات هندسة الأثر وظهورها بشكل غير عادي، ستعالج العديد من القيود الطويلة الأمد على الوثائق التقليدية، ومن جيش تيراكوا الواسع إلى علامات أدوات التكرير الجزئي، فإن النماذج الرقمية تشكل الآن سجلات أولية يمكن استجوابها واسترجاعها ونشرها عبر العالم.

وبما أن المعلومات الاستخبارية الاصطناعية والحساب المحمول يزداد تكاملا مع المسح 3D، فإن العقد القادم سيشهد عالما يُعد فيه كل اكتشاف أثري هام رقميا في غضون أيام من اكتشافه، وستكون النتيجة أغنى وأكثر سهولة وأكثر دواما لماضنا الإنساني المشترك، وهو عالم يمكن للأجيال المقبلة دراسته حتى لو تعثرت الآثار المادية نفسها على غبار، أما بالنسبة لخيارات علم الآثار اليوم فلا تُحمى فيه التكنولوجيا.