Developing support for the Heritage Digital Twin in Conservation - 3D

Abstract

Heritage artefacts are often preserved and protected using physical conservation tech- niques under the direction of experienced professionals following thorough analyses of the artefacts. Digital restoration techniques and, when appropriate, the use of 3D models to portray the artefacts as they were originally and currently are some of the recent innovations in digital technologies that have been developed to support researchers. Additionally, the information gathered, used, and produced in these contexts needs to be organized and curated in order to support future studies, reflect the development of the artefacts, and support the findings of researchers. The Digital Twin concept has been applied in various fields and can be utilized to address this demand. It is a virtual representation of an object with an automatic bidirectional flow of information between the physical and digital counterparts. This dissertation aims to contribute to the definition and concretization of the Heritage Digital Twin based on 3D modelling and historical and contextual data. Our objective is to represent artefacts and spaces that have human visibility and cultural value and, as such, should be conserved. It is highly beneficial for open-to-public establishments to have an integrated approach for managing both the conservation condition and the display of multiple artefacts. There- fore, a user-friendly interface that encourages engagement with the digital objects and allows the user to monitor the environment through sensors and their respective data is provided. These external data sources should be considered and used to make deci- sions regarding the physical object and its placement, aiming for its conservation and safekeeping.

Artefatos com um valor cultural elevado são frequentemente preservados e protegidos usando técnicas de conservação física sob a direção de profissionais experientes após análises minuciosas terem sido realizadas aos artefatos. As técnicas de restauro digital e, quando adequado, a utilização de modelos 3D para representar os artefactos tal como eram originalmente e atualmente, são algumas das recentes inovações em tecnologias digitais que têm vindo a ser desenvolvidas para suportar os investigadores. Além disso, as informações obtidas, usadas e produzidas nesses contextos precisam de ser organizadas e selecionadas para apoiar futuros estudos, refletir o desenvolvimento dos artefatos e apoiar as descobertas dos especialistas. O Digital Twin é um conceito que tem sido aplicado em diversas áreas e pode ser utilizado para resolver esse problema. É uma representação virtual de um objeto com um fluxo bidirecional de informação entre o objeto físico e a representação digital. Esta dissertação tem como objetivo contribuir para a definição e concretização do Digital Twin com base em modelação 3D e dados históricos e contextuais. O objetivo é re- presentar artefatos e espaços com visibilidade e valor cultural que devem ser preservados. É altamente benéfico para estabelecimentos abertos ao público ter a possibilidade de gerir, tanto a exposição de múltiplos artefatos, como a sua condição de conservação. Assim, é fornecida uma plataforma que promove a interação com os objetos digitais e permite ao utilizador monitorizar o ambiente através de sensores e os respetivos dados. Essas fontes de dados externas devem ser consideradas e utilizadas para tomar decisões sobre o objeto físico e a sua colocação, visando a sua conservação e proteção.