Ứng dụng công nghệ 4.0 để bảo tồn, tôn tạo và phát huy giá trị khu phố cổ Hà Nội

(Xây dựng) – Với những thành tựu của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, việc bảo tồn tôn tạo và phát huy giá trị di tích cũng có những thay đổi lớn so với giai đoạn trước. Tại Thủ đô, việc phát huy giá trị khu phố cổ đặc biệt nhận được sự quan tâm của giới chuyên gia, nhà nghiên cứu lẫn người dân. Ngày nay, với sự hỗ trợ của công nghệ, cách thức bảo tồn, tôn tạo ngày càng hiệu quả, chính xác hơn.

Từ những căn nhà cổ cho đến di tích được xếp hạng, đều cần được ứng dụng công nghệ 4.0 để bảo tồn, phát triển bền vững.

Trên thế giới, cới công tác nghiên cứu, đào tạo cho ngành bảo tồn, ngành “Khoa học và công nghệ trong bảo tồn các di sản văn hóa” là ngành đào tạo đã được hình thành sớm ở các nước phát triển. Điển hình là tại trường đại học Sapienza ở Rome (Italia) - đây là một trong những ngành đào tạo có uy tín với rất nhiều phương pháp sử dụng kỹ thuật, công nghệ hiện đại.

Các nội dung sử dụng đến các công nghệ hiện đại có thể kể đến như: Can thiệp chẩn đoán, đặc biệt liên quan đến việc xác định các phương pháp, vật liệu, phép đo và kỹ thuật để bảo tồn và phục hồi di sản văn hóa; Quy hoạch bảo tồn, quy hoạch và tổ chức các bảo tàng khoa học, thành phố khoa học, triển lãm khoa học; Triển khai các hệ thống công nghệ thông tin để xử lý dữ liệu di sản văn hóa.

Thực tế, khoảng 10 năm gần đây, các xu hướng sử dụng công nghệ cao, ứng dụng công nghệ thông tin cũng đã được đưa vào Việt Nam. Nhiều phần mềm, công nghệ mới đã được giới thiệu, sử dụng trong các lĩnh vực xây dựng trong đó có công tác bảo tồn.

Theo PGS.TS. Phạm Hùng Cường - Phó Hiệu trưởng Đại học Xây dựng chia sẻ về một số công nghệ mới: Phần mềm LASER CLOUD có thể cho phép dựng lại các hình từ các bản ảnh tải các file dùng PLY format, các góc chụp nhiều chiều để dựng lại toàn bộ khối công trình (3D Ortophoto). Phần mềm này đã được sử dụng năm 2005 với sự tham gia của trường Đại học Tổng hợp Milan (Italia) phối hợp với CETMA - Trung tâm Nghiên cứu Châu Âu về Công nghệ Thiết kế và Vật liệu. Hay như công nghệ Scan 3D (hay còn gọi là máy quét 3D) là một thiết bị có khả năng phân tích và tổng hợp các thông tin, dữ liệu để tạo nên một thể giới ảo giống hệt thế giới thực. Với công nghệ này, chỉ cần scan vật mẫu, người dùng có thể sản xuất ra các sản phẩm như mong muốn mà không tốn nhiều thời gian, công sức. Từ đó, scan 3D đã mở ra một bước ngoặt mới trong công nghệ 3D, bất kỳ mô hình vật chất nào tồn tại trên thế giới đều có thể mô hình hóa bằng dữ liệu kỹ thuật số chỉ trong vòng vài giờ đồng hồ. Việc quét 3D công trình kiến trúc mang lại những lợi ích rõ rệt, có thể đưa dữ liệu scan 3D OBJ vào phần mềm Thiết kế quy hoạch như 3D CAD, LUMION, SKETCHUP, REVIT để phục vụ công tác thiết kế.

Ngoài ra, còn có công nghệ quét Laze với 2 loại phổ biến: Công nghệ quét 3D Laser mặt đất (Terrestrial Laser Scanning - TLS) và công nghệ bay quét LiDAR (Light Detection and Ranging).

Với công nghệ TLS, các máy quét laser này sử dụng sự phản xạ của trùm tia laser có định hướng từ các đối tượng trên thực địa để tính toán chính xác vị trí của chúng trong không gian ba chiều hoàn chỉnh. Những máy quét laser độ phân giải cao có khả năng tạo ra hàng triệu điểm đo mỗi giây với độ chính chính xác cao (thông thường đạt từ mm tới cm) trong khoảng thời gian vô cùng nhanh, và quan trọng nữa là số liệu có thể thu được trong những điều kiện môi trường thực tế hết sức khó khăn. Phần mềm và công nghệ mới có thể quyét và tìm kiếm các dấu tích về móng công trình cũ, các tuyến đường hầm, các kênh nước đã bị vùi lấp. Còn công nghệ bay quét LiDAR lại hiệu quả với quét trong một phạm vi rộng.

Thời gian gần đây, với sự phát triển của công nghệ định vị vệ tinh, công nghệ Drone, UAV, giải thuật tạo ảnh 3D, và mô hình hóa 3 chiều (Structure from Motion, SfM). Người ta đã áp dụng thành công Scan 3D từ trên cao bằng Flycam, giúp thu thập dữ liệu 3D một cách toàn diện và giá thành rẻ hơn so với bay quét LiDAR.

Có thể thấy, những ứng dụng này đã tạo nên những hiệu quả to lớn cho công tác bảo tồn. Ví dụ, vào năm 2018, bằng công nghệ quét laze các nhà khảo cổ đã phát hiện siêu đô thị với hơn 60.000 công trình kiến trúc cổ đại của người Maya, rộng hơn 2000km2 trong rừng gia ở Guatemala. Năm 2020, bằng công nghệ quét laser 3D, các nhà khảo cổ học đã phát hiện một ngôi mộ cổ bí ẩn được cho là thuộc về hoàng đế La Mã Romulu – người sáng lập thành Rome cổ đại, có niên đại từ thế kỷ thứ VI trước Công nguyên.

Trong công tác lưu trữ, quản lý di sản có thể dùng công nghệ BIM – mô hình thông tin xây dựng tích hợp GIS – hệ thống thông tin địa lý trong việc lập bản đồ di tích khu vực, gắn các thông tin công trình để thuận tiện theo dõi quản lý.

Không chỉ vậy, trong khía cạnh trưng bày, giới thiệu cho khách thăm quan, hiện nay công nghệ đã tạo nên những bước tiến đột phá. Có thể kể đến các film 3D, 4D, 5D và thực tế ảo dạng VR và thực tế ảo tăng cường AR. Dạng VR (vitual reality) là thực tế ảo đươc mô phỏng trên máy tính. Công nghệ AR là người dùng có thể tương tác, ví dụ thay đổi màu tòa nhà, màu xe ngay trên không gian ảo.

Công trình “Tham quan ảo Nhà hát lớn Hà Nội” nằm trong khuôn khổ dự án “Số hóa các di sản văn hóa” do Viện Quốc tế Pháp ngữ thực hiện. Dự án được bình chọn là một trong 10 sự kiện văn hóa tiêu biểu của năm 2017, là điển hình thành công trong việc tích hợp hiệu quả giữa công nghệ và văn hóa.

Cho đến nay, các công nghệ này đã tạo nên các đột phá mới. Cụ thể, nó tạo lập không gian ảo phù hợp với nội dung trưng bày, tái hiện lại bối cảnh hoạt động xưa, làm rõ thêm ý nghĩa của hiện vật và tăng cảm xúc cho người thăm quan. Hoặc tạo lập không gian ảo của chính hiện vật hay không gian bảo tồn, người xem có thể đi thăm quan toàn bộ một khu trưng bày hoặc bảo tồn qua không gian ảo hay như các trò chơi, tương tác với không gian bảo tồn.

Một xu hướng phát triển mới rõ rệt nữa trong xã hội là sự phát triển của điện thoại thông minh. Điện thoại đã dần trở thành một trung tâm thông tin, truy cập các thông tin về di tích, di sản rất thuận lợi. Với công nghệ 5G trong tương lai, các dữ liệu lớn về lịch sử văn hóa, di sản của Hà Nội nói chung và của phố cổ Hà Nội nói riêng có thể dễ dàng tiếp cận qua các cổng thông tin ngay trên đường phố.

Về khả năng ứng dụng công nghệ mới để bảo tồn, tôn tạo, phát huy giá trị khu phố cổ Hà Nội, PGS.TS.Phạm Hùng Cường - Phó Hiệu trưởng Đại học Xây dựng cho biết: Vấn đề với công tác bảo tồn và phát huy giá trị của Phố cổ Hà Nội là làm sao khai thác hết thế mạnh của công nghệ. Vì thế, có một số định hướng như: Khảo sát và lưu trư dữ liệu dạng 3D cho toàn bộ công trình có giá trị, đặc biệt là với những công trình khó có khả năng giới thiệu cho khách du lịch và đang có khả năng hỏng hóc khó khôi phục. Đây là việc làm cấp thiết, bởi trong khoảng 1000 ngôi nhà tại phố cổ mong muốn giữ, với tốc độ bảo tồn như hiện nay, nếu không số hóa sớm thì không còn tài liệu gốc để có thể tu bổ tôn tạo.

Chúng ta cũng có thể tiến hành thiết lập bản đồ quy hoạch bảo tồn sử dụng công nghệ BIM tích hợp GIS trong công tác quản lý. Các thông tin cần được cập nhật kịp thời, nhanh chóng.

Đặc biệt, cần phát huy thế mạnh của công nghệ để giới thiệu được các giá trị di sản phi vật thể của phố cổ Hà Nội. Đây là vấn đề khó nhưng rất có ý nghĩa, bởi giá trị văn hóa của phố cổ không chỉ ở kiến trúc. Đây là di sản “sống” mang đậm dấu ấn văn hóa cư trú của thị dân qua các giai đoạn phong kiến và thuộc địa. Công trình kiến trúc có thể lưu giữ qua thời gian nhưng những giá trị phi vật thể thì dễ dàng mất đi theo thời gian do cuộc sống thay đổi. Những lối sống buôn bán phường hội, các phố hàng đặc trưng, phong cách thanh lịch, ẩm thực phố cổ, các tập quán xưa vốn song hành cùng kiến trúc cổ đã mai một đi nhanh hơn cả di sản kiến trúc.

Đương nhiên, cũng nên thiết lập bản đồ GIS cho khách thăm quan, khách du lịch với các thông tin văn hóa, lịch sử về phố cổ đầy đủ. Có thể tái hiện, dựng lại cuộc sống tại phố cổ những năm thời phong kiến, thời thuộc Pháp, giai đoạn đầu giữa thế kỷ 20 của từng con phố bằng công nghệ 3D để cho du khách hiểu về không gian, cảnh quan, lối sống ở phố cổ qua các giai đoạn. Thông tin này được thông qua hệ thống 5G có thể cho du khách đọc, xem được tại từng đầu con phố thăm quan.

Việc số hóa dữ liệu di sản không chỉ ở phần kiến trúc vật thể mà còn phải tích hợp các dữ liệu văn hóa khác. Ví dụ với một ngôi nhà cổ, khi tra thông tin sẽ được giới thiệu về lịch sử ngôi nhà, của chủ nhà, của các thế hệ, các đồ đạc, nội thất hay các diễn biến lịch sử của ngôi nhà, như vậy mới hấp dẫn khách đến thăm quan.

Có một thực tế đáng buồn, khi truy cập các website, nếu tìm “phố cổ Hà Nội”, chỉ nhận được kết quả là những thông tin quảng bá, du lịch và hiếm có trang web nào hướng dẫn du khách tìm hiểu về giá trị văn hóa phố cổ. Những điểm đến nổi bật nhất cũng chỉ có Hồ Gươm, chợ Đồng Xuân, Ô Quan Chưởng, đền Bạch Mã hay phố bích họa Phùng Hưng. Trong khi đó, khu vực phố cổ có đến 121 di tích được xếp hạng, có giá trị văn hóa – lịch sử - tín ngưỡng đặc biệt quan trọng. Vì vậy, cơ quan quản lý văn hóa với những trang web du lịch cần có sự tương tác, phối hợp bổ sung thông tin.

Điều đáng lo ngại nhất hiện nay là đặc điểm hàng phố đặc trưng của phố cổ đang khó quản lý như phố Hàng Dầu, Hàng Chiếu, Hàng Thiếc, Hàng Khay, Hàng Mắm, Hàng Ngang, Hàng Đào… dần mất đi đặc trưng phố bán riêng một loại hàng hóa mà dần thay bằng các tòa nhà khách sạn, đồ lưu niệm na ná như nhau trên mọi con phố.

Cùng với đó, cộng đồng dân cư khu phố cổ đang có sự thay đổi, nhiều người mới đến chỉ thuần kinh doanh nhà nghỉ, khách sạn, bán hàng cho khách du lịch và cũng chưa hiểu hết đặc trưng văn hóa lối sống của khu phố cổ trước đây. Nếu được xem những khung cảnh tái hiện này sẽ có ý thức hơn về việc tham gia giữ gìn những hiện vật hay tập quán, văn hóa để giữ được hồn của phố cổ.

Do vậy, để tăng hiệu quả truyền tải giá trị văn hóa, có thể có những buổi trình diễn hiện thực ảo tại Trung tâm bảo tồn hay tạo không gian ảo ngay trên đường phố để tái hiện cảnh quan và lối sống phố cổ xưa. Rất cần lập những phòng trình chiếu phim 4D - 5D trên không gian ảo liên quan đến lịch sử, các sự kiện ở phố cổ, vừa tạo doanh thu vừa quảng bá các giá trị văn hóa lịch sử của phố cổ.

Cũng cần lưu ý rằng, không phải dùng công nghệ 4.0 để cổ súy cho xu hướng du lịch ảo bởi không có gì thay thế được sự trải nghiệm của con người. Sự khám phá trải nghiệm của mỗi cá nhân ở điểm đến mới là giá trị thực của du lịch chứ không phải là cảm xúc do các nhà lập trình đem lại. Thực tế ảo giúp chúng ta hình dung tốt hơn về quá khứ để gìn giữ những đặc trưng, dấu ấn, giá trị văn hóa của quá khứ cũng như ông nghệ giúp truyền bá thông tin nhanh và rộng hơn tới cộng đồng để khuyến khích tới điểm đến.

Phố cổ Hà Nội hiện nay đang đứng trước thách thức của xu hướng trở thành điểm dịch vụ du lịch, nơi lưu trú của khách du lịch tới Việt Nam, điểm dừng chân khách đi các tỉnh hơn là một điểm đến của khu vực di sản văn hóa. Như vậy, nếu công nghệ 4.0 nếu được khai thác áp dụng tốt, gắn với không gian công cộng trên đường phố sẽ khắc phục được các mặt hạn chế, thúc đẩy công tác bảo tồn, phát huy di sản phát triển tốt trong giai đoạn tới.