České vysoké učení technické v Praze Fakulta stavební Katedra speciální geodézie. Bakalářská práce

Transkript

1 České vysoké učení technické v Praze Fakulta stavební Katedra speciální geodézie Bakalářská práce Laserové skenování pro potřeby geometrické analýzy žebrové klenby z doby Lucemburků na Staroměstské mostecké věži Laser Scanning for Geometric Analysis of Ribbed Vault from Luxembourg Time in the Old Town Bridge Tower Praha 2013 Michala Čapková

2 Prohlášení Prohlašuji, že jsem celou bakalářskou práci na téma Laserové skenování pro potřeby geometrické analýzy žebrové klenby z doby Lucemburků na Staroměstské mostecké věži včetně všech příloh vypracovala samostatně. Použitou literaturu a další podklady uvádím v seznamu zdrojů. V Praze dne 22. června 2013 Michala Čapková

3 Poděkování Děkuji svému vedoucímu bakalářské práce Ing. Tomáši Křemenovi Ph.D. za trpělivost a celkovou pomoc s bakalářskou prací. Dále děkuji Ing. Bronislavu Koskovi Ph.D. za poskytnuté rady ohledně použitého softwaru a Petru Růžičkovi za umožnění zpracovávat toto konkrétní téma bakalářské práce.

4 Abstrakt Bakalářská práce je zaměřena na zdokumentování průběhů klenebních žeber Staroměstské mostecké věže pomocí laserového skenování. Naskenovaná data jsou průběžně upravována a je vyhotovován 3D drátový model žeber a dalších naskenovaných částí věže. Z modelu jsou dále tvořeny výkresy. Výstupy práce slouží k dalšímu zkoumání žeber, zejména ke zkoumání technologie stavby věže, což ovšem už není obsahem práce. Dále práce obsahuje teoretickou část zabývající se klenbami, historií věže a dalšími tématy. Klíčová slova Laserové skenování, žebrová klenba, Staroměstská mostecká věž, 3D model, Petr Parléř, mračno bodů Abstract This bachelor thesis is focused on documenting course of vault ribs in the Old Town Bridge Tower. It was achieved by laser scanning. Scanned data were developed from the scanning. Then 3D wire model of the ribs and other scanned parts of the tower was made. The model is transformed to designs. The output of this thesis serves for further examination of the ribs, especially of a technology of the tower construction. That is beyond the scope of this thesis, though. Theoretical part of this thesis concerns vaults, tower history and other topics. Keywords Laser scanning, ribbed vault, Old Town Bridge Tower, 3D model, Peter Parler, cloud of points

5 Obsah 1 Úvod 8 2 Architektura doby Lucemburků Česká architektura doby Lucemburků Opěrný systém budov Česká gotická klenba a její druhy Petr Parléř a parléřovská huť Popis a historie věže Historie Staroměstské mostecké věže Měření Rekognoskace průjezdu věže Skenování věže Zpracování 3D modelu Předzpracování dat Zpracování v programu Cyclone Přípravné práce Kresba 3D modelu žeber Kresba zbytku modelu Vyznačení hranic klenáků Tvorba profilů žeber Tvorba výkresů v programu Microstation Výsledky 60 7 Závěr 61 8 Přílohy 70

6 1 Úvod Laserové skenování v současné době nabízí široké uplatnění v nejrůznějších oblastech lidské činnosti. Umožňuje rychlé získání velkého množství přesných dat - prostorových souřadnic bodů skenovaného objektu bezkontaktním měřením. Vhodně se uplatňuje pro 3D modelování složitých staveb, konstrukcí, interiérů podzemních prostor atd. Získaná data nabízejí komplexní náhled na naskenovaný objekt. Klasickými metodami by bylo zachycení tvaru objektu velmi složité. Z těchto důvodů pro mě laserové skenování představuje perspektivní technologii, a proto jsem se rozhodla vypracovat bakalářskou práci pomocí této měřické metody. Laserové skenování je vhodné pro zachycení objektů složitých tvarů, z tohoto důvodu se jedná o vhodnou metodu pro dokumentaci historických budov. Laserové skenování může sloužit jak k tvorbě jejich 3D modelu, tak k zachycení skutečného stavu budovy, neboť historické stavby je často velice složité zachytit pomocí obvyklých metod. Použitý stavební materiál je léty opotřebován, a takto vznikají složité tvary. Dále také fasáda historických budov bývá velice zdobná, je složité zachytit její tvar. Dokumentování historických staveb a dalších architektonických prvků považuji za nutnost pro jejich zachování dalším generacím. Z tohoto důvodu jsem se rozhodla ve své bakalářské práci zaměřit právě na dokumentaci historické budovy. Za konkrétní téma Laserové skenování pro potřeby geometrické analýzy žebrové klenby z doby Lucemburků na Staroměstské mostecké věži vděčím tesaři a restaurátorovi Petru Růžičkovi, autorovi repliky středověkého jeřábu na Pražském hradě, který se zabývá geometrickými analýzami gotických staveb z doby Lucemburků. Bakalářská práce je zpracována pro potřeby geometrické analýzy gotických žebrových kleneb doby Lucemburků. Jejími hlavními cíli je naskenování klenby v průjezdu Staroměstské mostecké věže, zpracování naměřených dat ve formě mračen bodů a tvorba výkresové dokumentace naskenovaného objektu. V úvodu je citováno z [6]. 8

7 2 Architektura doby Lucemburků V kapitole je citováno z [3] a [8], [9]. Gotický sloh se začal projevovat od druhé poloviny 12. století ve Francii. Vznikl kombinací jižního románského slohu a severských architektonických zvyklostí. Gotický sloh znamenal v architektuře velký průlom, neboť v románském slohu do té doby vznikaly nevzdušné budovy se silnými zdmi. Ve střední Evropě trvala gotika až do počátku 16. století, kdy se v Itálii začala projevovat renesance. Konkrétně se gotický sloh poprvé objevil ve Francii ve spojení s opatstvím v Saint-Denis poblíž Paříže. V novém stavebním stylu se proto objevuje filozofie směřování za Bohem, což se projevuje vertikálním směřováním staveb. Oproti románskému slohu došlo k prosvětlení staveb. Již nejsou stavěny široké zdi. Tehdejší stavby působily kvůli radikálním změnám nepřirozeným dojmem, jakoby vyrůstaly přímo ze země, nebo pocházely od Boha. V tehdejší době se nejedná o zcela nový stavební sloh, neboť jsou v jeho architektuře často používány již známé prvky např. křížová klenba. Typickým znakem pro gotickou architekturu je lomený oblouk, který se postupně vyvinul až ve vysoký, ostře zalomený oblouk. Tento oblouk je používán především v oknech a portálech budov. Gotický sloh používá i další typy oblouků, jako je půlkruhový a segmentový oblouk. Spolu s lomeným obloukem je základním prvkem gotické architektury gotická klenba. Základním typem gotické klenby je klenba křížová (Obrázek 2.1). Hrany klenby bývaly obvykle zesilovány kamennými žebry. Tato klenba je nazývána klenbou žebrovou. Obrázek 2.1: Drátový model gotické křížové klenby [19] 9

8 Architektura doby Lucemburků V gotickém slohu se objevují nejrůznější zdobné prvky. Mezi tyto prvky patří například fiály - drobné věžičky zpravidla umísťované na vrcholech pilířů opěrného systému [17] (Obrázek 2.2). Dalším prvkem jsou zdobné chrliče - hlavy s otevřenou hubou zajišťující odvod vody (Obrázek 2.3). Dalším znakem jsou rozety - kruhová zdobená okna velkých rozměrů často vyplněná vitrážemi [15] (Obrázek 2.4). Obrázek 2.2: Fiály na chrámu sv. Barbory v Kutné Hoře [20] Obrázek 2.3: Chrlič chrámu sv. Bartoloměje na Kolínsku [21] Obrázek 2.4: Rozeta na kostele ve Zlaté Koruně [22] 10

9 Architektura doby Lucemburků V gotickém slohu dosahovalo odhmotnění takové míry, že se často jednotlivé zdobné prvky jako například vimperky - trojúhelníkové štíty nad portály a okny [16] (Obrázek 2.5) a sloupky portálů proměňovaly v nehmotnou linii působící jako kresba. Na průčelí katedrály v Mantes jsou trojúhelníkové vimperky propracovány tak precizně, že působí jako krajka. Obrázek 2.5: Vimperk portálu katedrály sv. Václava v Olomouci [23] Jedním z nejpodstatnějších prvků gotického slohu je důmyslný opěrný systém, který se dělí na vnitřní a vnější. Především u gotických katedrál je používán vnější opěrný systém (Obrázek 2.10). Jeho hlavními prvky jsou opěrné oblouky a opěrné pilíře, které se poprvé objevují okolo roku 1180 v Laoně a v Paříži. Gotický sloh se neprojevoval jen v architektuře. Jeho vlivy jsou patrné i v dalších uměleckých směrech, jako je například sochařství a malířství. První sochařské projevy byly zcela součástí architektury. Nejčastějšími motivy gotického výtvarného umění byly madona a později pieta, tedy zpodobnění Panny Marie. Veškeré znázorňované postavy byly typicky vysoké a štíhlé. V sochařství a malířství také podle ideálů gotiky převládala vertikalita. 11

10 Architektura doby Lucemburků Česká architektura doby Lucemburků 2.1 Česká architektura doby Lucemburků V kapitole je citováno z [3], [8] a [14]. Éra gotiky je v našich dějinách významným obdobím. Gotiku v českých zemích můžeme rozdělit do tří základních etap: raná, vrcholná a pozdní gotika. Česká vrcholná gotika spadá do vlády Lucemburků, kteří vládli zemím Koruny české v letech 1310 až Zejména v dobách vlády Karla IV. docházelo v souvislosti s hospodářským rozvojem k intenzivní stavební činnosti. Toto období české gotiky se také nazývá lucemburská gotika. Nástup vrcholné gotiky je patrný již za vlády Václava II. kolem roku 1290, kdy v architektuře dochází ke zlomu. Začínají se objevovat typické gotické znaky - převážně vertikalismus. Příchod Karla IV. umožnil působení řady francouzských hutí, na které mohli navázat další mistři. Zejména Petr Parléř a jeho parléřovská stavební huť je významná i ve světovém měřítku. Ve vrcholné gotice dochází ke zvětšování a prodlužování oken a portálů. Tento nově získaný prostor je vyplňován plaménkovými kružbami a rozetami. Objevují se nové klenební vzorce např. hvězdová a síťová klenba. Nejvýznamnější stavbou vrcholné gotické architektury je katedrála svatého Víta, Václava a Vojtěcha na Pražském hradě (Obrázek 2.6). Obrázek 2.6: Interiér katedrály svatého Víta, Václava a Vojtěcha [24] 12

11 Architektura doby Lucemburků Česká architektura doby Lucemburků Obecně lze stavby vrcholné gotiky členit na venkovské kostely, městské a klášterní chrámy, katedrály a světské stavby. Venkovské kostely zpravidla měly pětiboký chór (část kostela s hlavním oltářem) s jedním polem s masivní žebrovou klenbou. Tedy došlo ke změně typu stavby. Oproti stavbám s pravoúhlým presbytářem (část kostela vyhrazena kněžím) jsou stavěny kostely s pětibokým kněžištěm. Příkladem venkovských kostelů mohou být kostel sv. Michaela v Nové Roli (Obrázek 2.7), kostel sv. Martina v Rácově a kostel Navštívení Panny Marie ve Vimperku. Obrázek 2.7: Kostel sv. Michaela v Nové Roli v době před rokem 1945 [25] Městské chrámy jsou budovány trojlodní s jedním presbytářem nebo trojapsidiálním závěrem (apsida - výklenek pro oltář). Příkladem je chrám sv. Bartoloměje v Plzni, chrám sv. Jakuba v Kutné Hoře a kostel sv. Mikuláše ve Znojmě. Charakteristické je budování městských a mosteckých věží, které se zachovaly především v Praze. V období lucemburské gotiky byla započata stavba katedrál v Praze v Kolíně a v Kutné Hoře. Katedrála svatého Víta, Václava a Vojtěcha v Praze je stavbou světového významu a velký podíl na její stavbě měl její druhý stavitel - nástupce Matyáše z Arrasu - Petr Parléř, který byl rovněž stavitelem novější části katedrály sv. Bartoloměje v Kolíně. 13

12 Architektura doby Lucemburků Opěrný systém budov 2.2 Opěrný systém budov V kapitole je citováno z [3], [8] a [10]. Opěrný systém můžeme rozdělit na vnitřní a vnější. Principem vnitřního opěrného systému je svádění hmotnosti klenby do klenebních žeber a z nich na opěrné pilíře (Obrázek 2.8) stojící mezi jednotlivými poli klenby. Obrázek 2.8: Opěrný pilíř na zámku v Českém Krumlově [26] V místech křížení žeber ve vrcholu klenby jsou umísťovány svorníky (Obrázek 2.9) - specifické dekorativní klenáky (kamenné dílce sloužící k vyzdění klenby) [18]. Svorníky bývají nejčastěji kruhového tvaru, ale můžeme se setkat i se čtyřlistem (kvadrilob). Obrázek 2.9: Kruhový svorník ve věži hradu Tuchoraz na Kolínsku [27] 14

13 Architektura doby Lucemburků Opěrný systém budov Takto je principiálně popsán vnitřní opěrný systém, pomocí kterého je klenba rozdělena na výplňovou a nosnou část. Vnější opěrný systém je používán jen u velkých staveb (Obrázek 2.10), kdy tlak do stran je stále významný i po rozložení hmotnosti pomocí vnitřního systému. Tlak klenby je v tomto případě sváděn opěrnými oblouky z hlavní lodi do opěrných pilířů umístěných na vnějším obvodu bočních lodí budov. Opěrný systém vnější slouží jako doplněk vnitřního opěrného systému. Obrázek 2.10: Ukázka gotického vnějšího opěrného systému [28] Pilíře bývají kvůli větší stabilitě zatěžovány fiálami. Pro vrcholnou gotiku je typický svazkový pilíř, který vzniká obklopením jádra pilíře svazkovými příporami (Obrázek 2.11). Obrázek 2.11: Svazková přípora v laonské katedrále [29] 15

14 Architektura doby Lucemburků Opěrný systém budov Zakončení klenebních žeber v místě paty (místo, kde se svislá konstrukce podpěry začíná odchylovat od svislice a přechází do křivky směřující k protilehlé straně zaklenutého prostoru) je možno najít v gotické architektuře několika typů. Setkáváme se s konzolami (Obrázek 2.12), nástěnnými příporami a patkami (Obrázek 5.12) - patky jsou použity i na Staroměstské mostecké věži). Konzoly se vyskytovaly i se zvířecími a rostlinnými motivy. Obrázek 2.12: Typy konzol [30] Obrázek 2.13: Náčrt patky [31] Díky opěrnému systému se konstruktivní a výtvarné prvky budov začaly ve větší míře projevovat i z vnějšku. Křivky hrotitých kleneb jsou tedy i z vnějšku uspořádávány vertikálně, což podporuje ideál středověké kultury. 16

15 Architektura doby Lucemburků Česká gotická klenba a její druhy 2.3 Česká gotická klenba a její druhy V kapitole je citováno z [2] a [11]. Rané typy gotické klenby nevznikly nově, ale byly převzaty z románského slohu. Obvykle byly typy kleneb jen doplněny o žebra a upraveny s ohledem na lomené tvary čelních oblouků. Upraven byl i tvar oblouků kvůli strmějšímu zdvihu vrcholnice, jen diagonální oblouk zůstal půlkruhový (Obrázek 2.15). Kvůli nově používaným žebrům klenba již nebyla stavěna po horizontálních vrstvách, ale nejprve byla vztyčována diagonální a čelní žebra, napříč těchto žeber byla klenuta prsa klenby. Valená klenba Valená klenba tvoří strop vydutý do tvaru polovičního válce, nebo válcové výseče (Obrázek 2.14). Oběma podélnými plochami zcela spočívá na zdivu, takže s podkladovým zdivem tvoří jediný homogenní celek. Nejstarší valené klenby u nás se nacházejí ve svatoštěpánských kostelech v Malíně a ve Vysoké u Kutné Hory. Obrázek 2.14: Náčrt valené klenby s výsečemi [32] Křížová klenba Nejběžnějším typem středověké klenby je mnohem složitější klenba křížová (Obrázek 2.15). Hojně byla využívána již v románském slohu. Její tvar vznikl již v antice. Tato klenba je průnikem dvou navzájem kolmých válcových ploch. Jedná se tedy o průnik dvou valených kleneb, jejichž tvar je 17

16 Architektura doby Lucemburků Česká gotická klenba a její druhy zachován až k průniku ploch. Proti valené klenbě má křížová klenba konstruktivní výhodu, neleží plně na obvodních zdech. Její váha se převádí do vrcholů půdorysného čtyřúhelníka, čela klenby zůstávají nezatížena. Obrázek 2.15: Náčrt křížové klenby [33] Nejstarší křížové klenby žebrové pocházejí z hornorýnského Švábska, odkud se rozšířily do našich zemí. Jednalo se o klenby bez lomených křivek, žebra měla tvar jednoduchého hranolu bez svorníků ve vrcholu klenby. Kolem roku 1400 začala být vytlačována složitější klenbou síťovou. Obrázek 2.16: Křížová chodba kláštera Osek u Duchcova [34] 18

17 Architektura doby Lucemburků Česká gotická klenba a její druhy Křížová klenba ve středověku nikdy nebyla stavěna jako průnik obyčejných valených kleneb, jednalo se o tvar mnohem složitější. U prosté křížové klenby mají žebra ve vrcholové části vodorovný průběh. Díky malé vzdutosti hrozí prostá křížová klenba snadným prolomením již při nepatrném sesednutí. V románském slohu byl tento problém řešen zestrměním ve vrcholové části, nebo zvýšením eliptických diagonálních oblouků (Obrázek 2.15) na plný půlkruh. V obou případech jde o porušení válcových ploch. Plocha použitá v prvním způsobu již není válec, nýbrž konoid. Její výhodou jsou přímočaré vrstevnice jako u válcové plochy. Druhý případ využívající plný půlkruh vyžadoval použití eliptických čelních oblouků, docházelo tak ke kolmému průniku dvou eliptických půlválcových ploch. Vrstevnice byly opět přímočaré a vzájemně rovnoběžné. Přímočaré vrstevnice byly nutností kvůli vyšalování (používání bedněné konstrukce při stavbě omítky). Křížová klenba bývala řešena užitím čtyř rotačních kuželů o velmi vzdáleném vrcholu. Teprve na přelomu románského a gotického slohu začala být používána klenba bez eliptických oblouků. Čelní i diagonální oblouky jsou půlkruhové. Všechny tyto oblouky totiž leží na stejné kulové ploše opsané půdorysu klenby. Aby se místo křížové klenby nejednalo o kupoli, jsou místo kulových ploch používány plochy vzduté. Takováto křížová klenba působí mnohem více harmonicky než předešlé typy. Nevýhodou je, že takováto plocha už nemohla být šalována. Tato klenba byla použita například pro kostel sv. Mikuláše ve Vinci. Další příklady použití křížové klenby: Hrad Zvíkov, klášter Na Františku v Praze, kostel sv. Salvátora, farní kostel v Horažďovicích, Křížová klenba byla libovolně pozměňována podle potřeby přidáváním různého počtu žeber mezi diagonální žebra. Takto vznikla klenba pětidílná (Staronová synagoga v Praze), šestidílná (hradní kaple na Zvíkově, dominikánský kostel v Jihlavě) a osmidílná (kupole baziliky v Třebíči). Obkročná klenba Klenba obkročná je používána v místech, kde pravidelná klenební soustava křížové klenby zcela nevyhovuje nepravidelnému prostoru. Klenba prostor již nevytváří, ale přizpůsobuje se mu. Původ obkročných kleneb je spojen s poklasickým uměním podunajských cisterciáků z konce 13. století. Petr Parléř tvořil tyto klenby obkročným posunutím patek v protilehlých stěnách (Obrázek 2.17), čímž vznikly trojpaprsky místo diagonálního kříže. V druhé polovině 14. století se začaly obkročné klenby užívat pro prostory vstupních síní. 19

18 Architektura doby Lucemburků Česká gotická klenba a její druhy Obkročná klenba byla použita: jižní předsíň katedrály svatého Víta, Václava a Vojtěcha, kostel P. Marie pod řetězem na Malé Straně v Praze, farní kostel P. Marie v Chrudimi, chórový ochoz kostela sv. Bartoloměje v Kolíně nad Labem. Obrázek 2.17: Půdorys obkročné klenby [35] Klenby obkročného základu, které byly hojně používány ve 14. století se později objevují jen výjimečně. V Čechách je použita jen jednou v kostelíku v Kuněticích u Pardubic z konce 15. století. Pro pozdní gotiku byla obkročná klenba příliš těžkopádná. Síťová klenba Na tento klenební útvar přišel Petr Parléř sám. Síťová klenba je typickým znakem české gotiky druhé poloviny 14. století. Žebra se zde splétají v pravidelný síťový vzorec. Obrázek 2.18: Klenba v průjezdu Staroměstské mostecké věže [36] 20

19 Architektura doby Lucemburků Česká gotická klenba a její druhy Podstatou české síťové klenby bylo rozložení diagonálních žeber v paralelně sdružené dvojice. Tím bylo docíleno optického změkčení klenby. V českých zemích byla síťová klenba poprvé použita na Staroměstské mostecké věži (Obrázek 2.18). Síťová klenba byla používána ještě v 16. století. Dále byla klenba použita např. v kostele sv. Jiljí v Milevsku, v presbyteriu u Sv. Víta v Českém Krumlově a v presbyteriu u P. Marie v Blatné. Vrcholným dílem Petra Parléře je síťová klenba presbytáře katedrály svatého Víta, Václava a Vojtěcha. Hvězdová klenba Na principu obkročné klenby vytvořil Petr Parléř posunutím patek klenbu hvězdovou, nebo také hvězdicovou a hvězdovitou. Hojně byly používány od druhého desetiletí 15. století, kdy došlo k upouštění od paralelně sdružovaných žeberních dvojic. Nejčastěji byly užívány šesticípé a vícečlenné hvězdice, které byly vkládány do středů kleneb, čímž se zrušil souvislý běh diagonálních žeber. Parléřovská síťová klenba tak byla nahrazena klenbou hvězdovou. Obrázek 2.19: Klenba hlavní lodi kostela sv. Jakuba v Prachaticích [37] 21

20 Architektura doby Lucemburků Česká gotická klenba a její druhy Použití šesticípé hvězdy: kruchta kostela sv. Víta v Českém Krumlově, kruchta kostela Nanebevzetí Panny Marie v Jindřichově Hradci, presbytář chrámu svaté Barbory v Kutné Hoře, nika Vladislavského sálu v Praze. Použití osmicípé hvězdy: Vladislavova ložnice na Pražském hradě, presbytář kostela sv. Maří Magdalény v Chvalšinách, střední loď kostela sv. Jakuba v Prachaticích (Obrázek 2.19) Obrázek 2.20: Ukázka půdorysů polí hvězdové klenby [38] Kroužená klenba V pozdní gotice se začaly objevovat kromě hvězdových a síťových kleneb kroužené klenby. Do Čech je zavedl v devadesátých letech 15. století královský architekt Benedikt Rejt. Kroužená žebra se používala již dříve v Sasku, Francii, Rakousku a Bavorsku, ovšem nejvyšší stupeň dokonalosti jim dal právě až Benedikt Rejt. Obrázek 2.21: Půdorys kroužené klenby [39] 22

21 Architektura doby Lucemburků Česká gotická klenba a její druhy Klenba je tvořena bez pravoúhlého a přímočarého půdorysného schématu. Místo pravoúhlých tvarů jsou používány tvary čočkovité s krouženou osnovou, které tvoří bohaté kroužené obrazce. Příklady kroužených kleneb v Čechách: Vladislavský sál na Pražském hradě (Obrázek 2.22), chrám sv. Barbory v Kutné Hoře, kostel Nanebevzetí Panny Marie v Mostu Obrázek 2.22: Kroužená klenba Vladislavského sálu, Pražský hrad [40] Přetínavá klenba Přetínavé tvarově nesoudržné klenby se k nám rozšířily ze Švábska koncem 15. století. Žebra se v této klenbě navzájem protínají a za průsečík pokračují vlastním směrem v krátkých úsecích. České přetínavé klenby užívají trojího tvaru přetínavého styčníku: 1. Přetínání mimostředné - žebra vytvářela ve styčných uzlech drobné trojúhelníčky, nejstarší typ přetínání (síň kaplanky v Českém Krumlově, presbytář kostela v Rožmberku, kruchta kostela v Zátoni, jezdecké schody na Pražském hradě - Obrázek 2.23) 2. Přetínání osové 1. - žebra se protínala tak, že všechna procházela jedním bodem, takže jenom na krátkém úseku pokračují dál, používáno až v 2. desetiletí 16. století (chrám Nanebevzetí Panny Marie v Kutné Hoře, kostel Nanebevzetí Panny Marie ve Starém Městě pod Landštejnem) 23

22 Architektura doby Lucemburků Česká gotická klenba a její druhy 3. Přetínání osové 2. - do styčníku se vkládají krátké samostatné žeberní vložky, objevují se až v renesanci (sněmovní síň na Pražském hradě ) Obrázek 2.23: Jezdecké schody v královském paláci Pražského hradu [41] Sklípková klenba V druhé polovině 15. století vznikla klenba sklípková (Obrázek 2.24), nebo také diamantová. Jejím průkopníkem byl Arnold Vestfálský (tvůrce nového saského směru, architekt míšeňských vévodů Arnošta a Albrechta). Obrázek 2.24: Sklípková klenba v domě č.p. 459 ve Slavonicích [42] 24

23 Architektura doby Lucemburků Petr Parléř a parléřovská huť Mistr Arnold úplně vyloučil z klenby žebra. Namísto žeber se jednotlivá políčka klenby vzdouvají do hlubokých sklípků. Klenba působí lehounkým dojmem, jakoby se vznášela. Sklípky efektivně působí na světlo, které se různě odráží a vytváří se soustava různě osvětlených plošek. Použití sklípkové klenby: Františkánský klášter v Kadani, zámek v Bílině a v Chomutově, minoritský kostel a klášter v Bechyni 2.4 Petr Parléř a parléřovská huť V kapitole je citováno z [4] a [12]. Po rozhodnutí postavit v Praze gotickou katedrálu bylo nutností zřídit katedrální huť. Proto se Karel IV. rozhodl pro architekta z Francie, kde měli se stavbami takového rozsahu již zkušenosti. Prvním stavitelem katedrály, který zřídil stavební huť, byl Matyáš z Arrasu. Stavební práce začaly v roce Po roce 1352, kdy Matyáš z Arrasu zemřel, se stal vedoucím architektem, stavbyvedoucím a mistrem kameníků katedrální huti v roce 1356 třiadvacetiletý Petr Parléř, který pocházel ze stavitelského rodu. Mimochodem výraz parler ve středověké němčině znamenal polír - vedoucí stavby. Jeho otcem byl Heinrich Parléř z Kolína nad Rýnem stavitel kostela sv. Kříže ve Švábském Gmündu, kde Petr získal vzdělání a kde se setkal s Karlem IV. Do Čech spolu s Petrem Parléřem přišli i další členové klanu Parléřů. Jeho starší bratr Michal Parléř pracoval na klášteře Zlatá Koruna. Ve svatovítské huti pracovali jeho synovci - Nicolaus a Jacob. Informace o uspořádání a organizaci hutě je možné vyčíst z Týdenních účtů z let Hlavní slovo na stavbě měl hned po Karlu IV. Petr Parléř. Kvůli velké vytíženosti na několika stavbách naráz mu byli k ruce dva zástupci - výkonní stavbyvedoucí a parléři, kteří také dohlíželi na stavbu. Obrázek 2.25: Kamenické značky na Staroměstské mostecké věži [43] Nejpočetnější skupinou v huti byli kameníci, které vedl sám Petr Parléř nebo jeho zástupci. Počet kameníků kolísal podle potřeby. Nejvíce jich bylo zaměstnáno třicet šest v dubnu roku Postupem času byli stále 25

24 Architektura doby Lucemburků Petr Parléř a parléřovská huť více zaměstnáváni kameníci domácího původu, kteří se naučili řemeslu právě díky parléřovské huti. Asi deset kameníků bylo zaměstnáváno trvale a patřili mezi elitu. Kvůli svým schopnostem dosahovali také nejvyšších příjmů. Plat byl kameníkům vyplácen podle kamenických značek (Obrázek 2.25, Obrázek 2.26). Obrázek 2.26: Kamenická značka Petra Parléře [44] Za správu nářadí a materiálu byl odpovědný správce huti též s pomocníkem. Během stavby bylo zapotřebí i prací truhlářských a kovářských, proto byli v huti trvale zaměstnáni mistři i těchto řemesel a jejich pomocníci. Spolupráce malířského mistra byla vyžadována jen příležitostně, v tehdejší době jím byl mistr Oswald. Malou skupinu v huti zastupovali sochaři - tedy specializovaní kameníci. Jejich prací bylo zhotovování florálních hlavic, figurálních chrličů, masek a heraldických znaků. V jejich čele stál také Petr Parléř. Během svého působení vytvořili kompletní sochařskou výzdobu katedrály svatého Víta, Václava a Vojtěcha včetně sochy sv. Václava a přemyslovských náhrobků. Autorem soch na Staroměstské mostecké věži byl Michael ze Savojska - dvorní kameník Václava IV. a zástupce Petra Parléře při stavbě Staroměstské mostecké věže. Pouze v letních měsících upevňovali osazovači (lokátoři) dílce zhotovené kameníky. Dále v huti pracovali zedníci a povozníci. Pískovec na stavbu byl dovážen z okolí Brandýsa nad Labem a Čelákovic. Přípravu pískovce za huť zajišťoval Petr Parléř, provoz řídili správci nebo předáci lamačů kamene. Petr Parléř zemřel v roce 1399 v 67 letech, po Petrově smrti převzal vedení katedrální huti jeho syn Jan, který vedl huť až do roku Huť zanikla kolem roku 1419 kolem husitských válek. Významná díla parléřovské huti: Katedrála svatého Víta, Václava a Vojtěcha (chór, sakristie, věž katedrály, kaple svatého Václava, Zlatá brána) Kaple Všech svatých na Pražském hradě 26

25 Architektura doby Lucemburků Petr Parléř a parléřovská huť Karlův most a Staroměstská mostecká věž Dostavba hradu Karlštejn Kaple Staroměstské radnice Arkýř Karolina Kamenická výzdoba Staroměstského orloje Kostel Matky Boží před Týnem Kostel sv. Bartoloměje v Kolíně Chrám sv. Barbory v Kutné Hoře Obrázek 2.27: Vlastní podobizna Petra Parléře v dolním triforiu katedrály svatého Víta, Václava a Vojtěcha [45] 27

26 3 Popis a historie věže V kapitole je citováno z [1], [7] a [5]. Staroměstská mostecká věž je jednou z nejvýznamnějších gotických staveb v Evropě. Je umístěna na Starém Městě v Praze na Křižovnickém náměstí. Věž byla vystavěna na krajním pilíři Karlova mostu u pravého břehu řeky Vltavy. Tvoří východní bránu mostu. Vystavěna byla jako opevňovací stavba, ale nesloužila jen k fortifikaci. Zároveň byla vystavěna jako typ vítězného oblouku, přes Karlův most totiž vedla trasa korunovačních průvodů. Obrázek 3.1: Staroměstská mostecká věž [46] Tvar věže je třípatrový hranol s cimbuřím a vysokou stanovou břidlicovou střechou. Věž je postavena z pískovcových bloků a byla původně zavírána padací mříží, po níž zbyla kamenná vodítka. Schodiště věže je umístěno v jižním přístavku věže s vlastní střechou. Stoupá ze sklepa, který je pod úrovní mostovky a pro veřejnost nepřístupný, až ke koruně stavby. Věž je od úrovně mostu vysoká 47 metrů, od hladiny Vltavy je to o 10 metrů více, tedy 57 metrů. Nárožní věžičky dosahují až do výšky 64 metrů. 28

27 Popis a historie věže Historie Staroměstské mostecké věže 3.1 Historie Staroměstské mostecké věže V kapitole je citováno z [1], [7] a [5]. Věž byla založena v druhé polovině 60. let 14. století za mostmistra Otta a její stavba trvala nejméně 2 desetiletí. Kolem roku 1370 vznikla dolní část schodiště (ze sklepa do úrovně mostovky) a začalo se budovat přízemí nad mostovkou. V roce 1375 po smrti mostmistra Otta se ujal řízení stavby Petr Parléř (nejspíš prostřednictvím Michaela ze Savojska, dvorního kameníka Václava IV.). Přízemí věže bylo dokončeno okolo roku 1376 a poté byla zahájena stavba prvního patra věže. V této době se také začaly tesat volné sochy v nadživotní velikosti, kterými byla věž osazována. Jejich autorem byl nejspíš právě Michal Savojský. Stavba druhého patra byla započata kolem roku Druhé patro se značně liší panelováním všech čtyř stran, kvůli smrti Michaela ze Savojska a nástupu Petra a Kunce. Roku 1388 stavba dosahovala do úrovně korunní římsy. Střecha věže byla dokončena kolem roku Dále probíhalo zastřešení a stavba byla doplňována. Pro tuto bakalářskou práci je obzvlášť zajímavé, že klenba v průjezdu byla dodatečně vložena v této době, o čemž svědčí shoda kamenických značek na klenebních žebrech se značkami v druhém patře. Klenba byla následně zdobena malbou. V závěru stavby bylo dostavěno boční schodiště až ke koruně stavby. 29

28 4 Měření V této kapitole je popsáno získávání dat pro další zpracování. Získávání dat probíhalo pomocí laserového skenovacího systému Surphaser 25HSX. Skenování Staroměstské mostecké věže předcházela rekognoskace průjezdu Staroměstské mostecké věže. Během rekognoskace byla stanovena optimální umístění čtyř stanovisek. Dále je v kapitole podrobněji popsán použitý skenovací systém Surphaser 25HSX a práce s ním. Zpracování naměřených dat je uvedeno v následující kapitole. 4.1 Rekognoskace průjezdu věže Průjezd Staroměstské mostecké věže je umístěn v přízemí věže na úrovni mostovky. Průjezd je vydlážděn a směrem ke Karlovu mostu dlažba stoupá. Podlaha průjezdu věže tedy není vodorovná a na celé délce průjezdu (mezi vnějšími stranami portálů) vzniká převýšení asi 53 cm. Po levé straně při pohledu z Křižovnického náměstí je umístěn vchod do věže - do jižního přístavku věže se schody ze sklepa do horních pater. Ve vchodu do věže jsou umístěny bytelné dveře. Průchod do věže je od prahu vysoký přibližně 164 cm. Obrázek 4.1: Fotografie vodítek přecházejících v žebra [47] 30

29 Měření Rekognoskace průjezdu věže Na obou stranách průjezdu věže (z Kžižovnického náměstí a z Karlova Mostu) jsou umístěny vstupní portály. Průjezdy portály do věže jsou u podlahy zúženy obrubníky, vzdálenost obrubníků činí přibližně 710 cm. Stěny portálů svírají tvar lomeného oblouku, svislé jsou přibližně do výšky 390 cm, kde se začínají odklánět od svislice. Spojují se přibližně ve výšce 880 cm. Šířka portálů v průjezdu činí přibližně 117 cm u Křižovnického náměstí, směrem na Karlův most - přibližně 113 cm. Obrázek 4.2: Kamenná královská koruna ve vrcholu klenby věže [48] Vnitřní stěny průjezdu (mezi jednotlivými portály) dosahují do výšky přibližně 510 cm, kde pozvolna přechází do stropní klenby věže a kde se nachází střední patky žebrové klenby. Klenba věže není tvořena plochou tvaru lomeného oblouku, ale částí eliptického válce. Vrchol klenby se nachází přibližně ve výšce 1090 cm. U vnitřní strany portálu směrem ke Křižovnickému náměstí zbyla kamenná vodítka po padací bráně věže, která v minulosti byla uzavíratelná. Mezi vodítky a portálem je poměrně úzký prostor problematický pro skenování - přibližně 20 cm. Kvůli alespoň částečnému naskenování tohoto prostoru je pod touto částí zvoleno jedno ze stanovisk. V horní části kamenná vodítka pozvolna přecházejí v žebra (Obrázek 4.1). Při stavbě Staroměstské mostecké věže byla použita síťová klenba (Obrázek 2.18), jejíž žebra tvoří hustou síť přes celý klenutý strop průjezdu. Ve středu klenby se nachází neobvyklý motiv - kamenná královská koruna (Obrázek 4.2). 31

30 Měření Rekognoskace průjezdu věže Klenba průjezdu je osově souměrná podle pomyslné osy vedené podél průjezdu. Hrany žeber dosahují až do výšky přibližně 1016 cm, což znamená, že žebra jsou u vrcholu klenby vysoká přibližně 75 cm. Síťová klenba věže je tvořena celkem osmnácti žebry, z toho 6 žeber je umístěno napříč průjezdem. Prostřední příčná žebra leží v jedné rovině a ve výkresech jsou považována za jedno totožné žebro. Začátky jednotlivých žeber se nacházejí ve výšce mezi 510 cm a 730 cm, Navzájem si odpovídající žebra na obou stranách začínají ve stejných výškách. V prostřední části klenby jsou umístěny netradiční patky (Obrázek 4.3). Jedná se o vzájemně se dvakrát křížící žebra, za něž je zapřeno prostřední žebro. Obrázek 4.3: Patka klenby v průjezdu Staroměstské mostecké věže [49] Celkové uspořádání klenby je názorně vidět z následujícího půdorysu (Obrázek 4.4). Po celkové rekognoskaci průjezdu byla stanovena místa pro čtyři stanoviska tak, aby byla co nejlépe zaznamenána požadovaná oblast - síťová klenba průjezdu. Pro potřeby skenování byla dvě stanoviska skeneru umístěna pod vstupní portály a zbylá dvě stanoviska ke stěnám průjezdu přibližně ve středu průjezdu. 32

31 Měření Skenování věže Obrázek 4.4: Náčrt půdorysu se stanovisky [50] 4.2 Skenování věže V kapitole je citováno z [13]. Hlavním zdrojem dat pro budoucí zpracování je naskenované mračno bodů, které je pořízeno zvoleným skenovacím systémem. Skenování průjezdu věže bylo provedeno v odpoledních hodinách, jakmile venkovní teplota stoupla nad bod mrazu. Při nižších teplotách skenování nebylo možné, neboť použitý skener byl na nižší teploty citlivý a v těchto podmínkách pořizuje nesmyslná data. Skenování průjezdu Staroměstské mostecké věže bylo provedeno Ing. Tomášem Křemenem, Ph.D., Ing. Bronislavem Koskou Ph.D., Michalou Čapkovou a Janou Poesovou. Pro skenování dat byl použit skenovací systém Surphaser 25HSX (Obrázek 4.5), jehož konfigurace je IR_X a výrobní číslo BS_SCHSX Skener byl pro tvorbu bakalářské práce zapůjčen katedrou mapování a kartografie - konkrétně laboratoří fotogrammetrie. Surphaser 25HSX je fázový 33

32 Měření Skenování věže skener o zorném poli 360 x 270 a dosahu 0,2 m až 70 m. Tento skener umožňuje skenování objektů se submilimetrovou přesností, průjezd věže byl skenován s přesností 2 mm na 10 m. Skenování probíhalo celkem na 4 stanoviskách (Obrázek 4.4), 1 stanovisko bylo skenováno přibližně třicet minut. Obrázek 4.5: Skenovací systém Surphaser 25HSX [51] Pro skenování průjezdu je tento skener s konfigurací Ir_X ideální, neboť skenovaná vzdálenost 1 m až 30 m je jedna z doporučených vzdáleností pro skenování a nejvýše položené části klenby průjezdu jsou umístěny ve výšce 11 m, vzdálenost skenování nikde nepřesahuje 30 m. Obvykle jsou před skenováním objektu na viditelná místa umísťovány vlícovací body kvůli usnadnění práce během předzpracování výsledků. U Staroměstské mostecké věže tento postup nemohl být použit kvůli velkému množství turistů. I tak bylo skenování průjezdu Staroměstské mostecké věže pro turisty velkou atrakcí. Levá dolní část stěny průjezdu věže (při pohledu z Křižovnického náměstí) byla naskenována jen částečně právě kvůli turistům, kteří zde stáli v hloučku po dobu skenování ze dvou stanovisek. Samotné skenování je časově i měřičsky nenáročné. Po nastavení parametrů skenování skener pracoval automaticky. V zásadě stačí ve dvojici posouvat skener připevněný ke stativu s připojeným notebookem na další stanovisko. Kancelářské práce jsou v laserovém skenování mnohem náročnější. Během zpracování naskenovaných dat byly odhaleny mezery v místech, kde stál hlouček turistů. Pro tvorbu modelu bylo nutné doplnit chybějící údaje oměrnými mírami. 34

33 5 Zpracování 3D modelu V této kapitole byla naskenovaná data postupně zpracovávána do podoby 3D drátěného modelu a 2D výkresů. K vytváření výstupů bylo během zpracování použito několika softwarů (SurphExpress Standard, Geomagic Studio, Cyclone, MicroStation). 5.1 Předzpracování dat Během skenování ze čtyř stanovisek byla naskenována čtyři mračna bodů, která byla během skenování ukládána na USB flash disk. K exportu naskenovaných dat z formátu skeneru.c3d do textového formátu.vtx byl použit software SurphExpress Standard, který slouží pro základní předzpracování dat. Před exportem do formátu.vtx byly pomocí filtrační masky odstraněny hrubé chyby měření. Pro každé stanovisko zvlášť byly do textového formátu.btx vyexportovány souřadnice bodů a jejich intenzity. Celkem bylo po redukci v programu SurphExpress Standard nahráno 310 milionů bodů. Dále byla data ve formátu.btx nahrána do programu Geomagic Studio 2012, kde nejprve proběhla kvůli usnadnění práce s daty redukce počtu bodů z 310 milionů na 60 milionů. Redukce byla nastavena na hustotu bodů 3 mm. Následně byl proveden export dat do formátu.vtx a koncovka.vtx byla ručně přepsána na koncovku.txt. Formát.txt byl importován do programu Cyclone, kde proběhla registrace. 5.2 Zpracování v programu Cyclone Přípravné práce Po otevření programu Cyclone byla vytvořena nová databáze dat pro bakalářskou práci a bylo nastaveno její umístění na serveru ZEPPELIN a čtyři textové soubory s mračny bodů byly do databáze vloženy. Poté již bylo možné jednotlivá mračna bodů zobrazit v programu Cyclone. Vzhledem k tomu, že během skenování průjezdu nebyly kvůli turistům na stěny umísťovány vlícovací body, byla provedena manuální registrace dat pomocí ICP algoritmu přes překrytové oblasti. Pro všechny kombinace dvojic skenů byly ručně umísťovány tři vlícovací body na snadno identifikovatelná místa (např. roh průjezdu, hrana portálu). V příloze 8 je uvedena diagnostika z registrace dat, kde jsou uváděny chyby transformace dvojic skenů. 35

34 Zpracování 3D modelu Zpracování v programu Cyclone Po registraci dat byla opětovně provedena redukce hustoty bodů na 3 mm v softwaru Geomagic Studio a data byla opětovně nahrána do programu Cyclone. Obrázek 5.1: Dvě různě obarvená mračna bodů [52] Zde byla nejprve provedena vizuální kontrola kvality registrace dvojic skenů a to tak, že postupně byla zobrazována odlišně obarvená mračna bodů přes sebe (Obrázek 5.1) a každou dvojicí bodů byly vedeny tři tenké různě umístěné řezy. Mračna bodů v řezu na sebe musela pasovat i při detailním přiblížení. Obrázek 5.2: Spojená mračna bodů [53] 36

35 Zpracování 3D modelu Zpracování v programu Cyclone Po vizuálním ověření, že v mračnech bodů nejsou žádné hrubé chyby, byla všechna mračna spojena v jedno, které bylo nutné dále čistit od nežádoucích objektů (Obrázek 5.2). Obrázek 5.3: Částečně očištěné mračno bodů s upraveným souřadnicovým systémem [54] Před další prací bylo mračno ořezáno, umazána byla dlažba mimo průjezd a naskenovaná fasáda domu. V průjezdu byli smazáni chodci. Dále byl u naskenovaného objektu upraven místní souřadnicový systém (Obrázek 5.3). Svislá osa Z byla stanovena proložením os vodítky padací brány a výpočtem průměrné osy. Osa Y byla stanovena podle středu klenby. Obrázek 5.4: Očištěné mračno bodů [55] 37

36 Zpracování 3D modelu Zpracování v programu Cyclone Dalším krokem bylo kompletní očištění průjezdu. Například obuv chodců po naskenování vypadala jako drobné řetízky nad dlažbou. Odpadkové koše a cedule byly smazány. Zbylé části hloučku turistů u stěny byly také smazány. Pro další práci bylo nutné očištění provést co nejpečlivěji (Obrázek 5.4). Očišťování bylo prováděno pomocí limit boxu. Po očištění byla teprve získána použitelná data pro další práci Kresba 3D modelu žeber Pro vyhotovení 3D drátěného modelu byl zvolen program Cyclone, který je vhodný kvůli dostatku různých kresličských funkcí a hlavně dokáže zobrazit intenzity bodů, bez kterých je složité se v naskenovaném mračně orientovat. Na začátku tvorby 3D modelu nastal problém, jak přesně umísťovat objekty do prostoru. Postupovat pomocí referenčních rovin nebylo možné, téměř žádný prvek průjezdu věže nelze proložit referenční rovinou. Jako nejvhodnější postup kresby byla zvolena vektorizace průběhu spodních dvou hran žeber. Vektorizace probíhala spojováním naskenovaných bodů několika typy čar, které poskytuje Cyclone (např. linie, polylinie, kružnicový oblouk). Postup spojování naskenovaných bodů různými typy čar byl až na výjimky použit pro kresbu celého drátěného modelu. Tento postup nemohl být použit v nenaskenovaných částech modelu kvůli hloučku stojících turistů. Samozřejmostí při kresbě modelu bylo (jako u každého CADu) členění do vrstev, které je možné pro lepší manipulaci různě obarvit, zamknout či zneviditelnit (Obrázek 5.5). Obrázek 5.5: Ukázka panelu s vrstvami [56] 38

37 Zpracování 3D modelu Zpracování v programu Cyclone Vykreslování 3D modelu bylo započato u žeber. Do 3D modelu byly kresleny jen spodní hrany žeber, protože během skenování nebylo kvůli výšce průjezdu zachyceno žádné žebro celé (Obrázek 5.6). Po několika pokusech, jak hranu žebra nejpřesněji nakreslit, bylo jasné, že celou hranu nelze proložit jediným kružnicovým obloukem (vznikaly velké mezery mezi žebrem a nakreslenou hranou, v jiné části se hrana do žebra naopak zanořovala). Každá hrana žebra byla vykreslena minimálně třemi na sebe navazujícími oblouky. Obrázek 5.6: Detail žebra (spodní hrany červeně) [57] Dále se při kresbě hran žeber ukázalo nevhodné vybírat body při pohledu na celé mračno bodů. Tímto způsobem bylo problematické volit vhodně umístěné body. Bylo nutné, aby každý bod pro kresbu hrany žebra ležel skutečně v hraně žebra a ne mimo hranu, což nelze při výběru bodů z celého mračna zaručit ani zvětšováním a natáčením obrazu. Pro výběr správných bodů bylo nejprve nutné každé žebro ořezat tak, aby pro výběr bodů zbyla jen nejspodnější plocha žebra. Obdobný postup byl aplikován pro kresbu hran jakéhokoliv objektu - každý kreslený objekt byl nejprve ořezáván, a teprve poté kreslen. Ořezávání mračna bodů probíhá v Cyclonu pomocí funkce ohrada. Možné je mazat body uvnitř i vně ohrady. K zobrazení jen části mračna, což je pro ořezávání praktické, je možné využívat funkci limit box, nebo vybrané prvky zobrazit v novém okně (Model Space). 39

38 Zpracování 3D modelu Zpracování v programu Cyclone Protože bylo nutné postupně oříznout všechna žebra, bylo mračno všech bodů zkopírováno do nové vrstvy a zde byly postupně mazány body mimo spodní část žeber. Pro ořezávání bylo vhodné celé žebro pomocí ohrady zobrazit v novém okně, kolmo natočit a opět pomocí ohrady těsně ořezat a vrátit do původního okna ořezaný zbytek. Tento postup se ukázal na ořezávání žeber nejúčinnější. Mračno bylo ořezáno do podoby na obrázku 5.7. Obrázek 5.7: Mračno bodů s očištěnými žebry [58] Po očištění žeber bylo zahájeno vybírání vhodných bodů pro prokládání kružnicových oblouků. Vhodné bylo ve vybraných bodech tvořit vertexy (vertex - bodová značka, obrázek 5.8), protože při zjištění, že proložený oblouk neodpovídá tvaru žebra, není problém vytvořit nový vertex a původní smazat a následně proložit nový oblouk. Obrázek 5.8: Detail žebra s umístěnými vertexy [59] 40

39 Zpracování 3D modelu Zpracování v programu Cyclone Tam, kde nebyly k označování vybraných bodů používány vertexy, byla úprava oblouků složitější. Často se stávalo, že byl opětovně zvolen ten samý bod a práce se tím zpomalovala. Obrázek 5.9: Zobrazení všech vytvořených vertexů [60] Protože byla žebra pečlivě očištěna, byla tvorba vertexů (Obrázek 5.9) a následná kresba hran (Obrázek 5.10) poměrně rychlá. Všechny hrany žeber byly nakresleny za několik dní práce. Dále byly dokreslovány části žeber, které již nejsou hranami. Tento krok byl nutný pro tvorbu topograficky čisté kresby. Tyto části byly kresleny do jiné vrstvy a na obrázku 5.10 jsou vykresleny oranžovou barvou. Vrstva, do které jsou kresleny, se nazývá nepravé hrany. Takto jsou tyto části dále nazývány. Pravé hrany jsou vykresleny červenou barvou. 41

40 Zpracování 3D modelu Zpracování v programu Cyclone Obrázek 5.10: Nakreslené hrany včetně hran nepravých [61] Nepravé hrany se vyskytují na křížení žeber s dalšími žebry, se stěnou průjezdu, nebo s vodítky brány. V půdorysu na obrázku 5.11 jsou zakreslena všechna problematická místa. Jednotlivá žebra jsou popsána písmeny, která budou používána k orientaci dále v práci. Detaily jednotlivých problematických míst jsou zobrazeny na následujících obrázcích. Problematická místa byla před kreslením vyexportována do programu Geomagic Studio. Zde pomocí funkce Mesh byla vykreslena jejich triangulace. Zobrazení problematických míst pomocí triangulace poskytuje lepší představu o jejich uspořádání. 42

41 Zpracování 3D modelu Zpracování v programu Cyclone Obrázek 5.11: Půdorys žeber se zakreslenými problematickými místy [62] 43

42 Zpracování 3D modelu Zpracování v programu Cyclone Nejproblematičtějším místem bylo křížení ve středu průjezdu (Obrázek umístění 1), kde se dvakrát kříží dvě žebra, o něž se opírá třetí žebro. Křížením vzniká složitá patka (Obrázek 5.12), která je v průjezdu na dvou místech. Obrázek 5.12: Patka (vlevo Geomagic, vpravo Cyclone) [63] 44

43 Zpracování 3D modelu Zpracování v programu Cyclone Další problematické místo je křížení tří žeber ve vrcholu klenby (Obrázek umístění 2 a Obrázek 5.13). Obrázek 5.13: Křížení tří žeber ve vrcholu klenby (vlevo Geomagic, vpravo Cyclone) [64] Problematické místo na souběhu tří žeber (Obrázek umístění 3), kde plochy dolních žeber tvoří 23 mm vysoký schod (Obrázek 5.14). Obrázek 5.14: Souběh žeber se schodem (vlevo Geomagic, vpravo Cyclone) [65] 45

44 Zpracování 3D modelu Zpracování v programu Cyclone Dalším problematickým místem byl dotyk tří žeber (Obrázek umístění 4), kde se spodní žebro šikmo zanořuje do dvou vrchních žeber. Horní žebra v souběhu tvoří hranu (Obrázek 5.15). Obrázek 5.15: Dotyk žeber s hranou (vlevo Geomagic, vpravo Cyclone) [66] Problematické místo byl také průnik žeber s vodítky (Obrázek 5.11 umístění 5). Vpravo na následujícím obrázku jsou hrany žeber nakresleny červeně a hrany vodítek včetně průniku azurově (Obrázek 5.16). Problematické místo se zanořením žeber F N a A bylo řešeno obdobně. 46

45 Zpracování 3D modelu Zpracování v programu Cyclone Obrázek 5.16: Průnik žeber s vodítky brány (vlevo Geomagic, vpravo Cyclone) [67] Kresba zbytku modelu Po dokreslení všech hran žeber byly obdobným způsobem vykreslovány další části drátěného modelu, tentokrát již bez používání vertexů (body pro prokládání linií byly jen postupně vybírány a ihned spojovány). Vykreslením těchto částí byl dokončen 3D drátový model (Obrázek 5.18). Další části drátěného modelu jsou: Hrany vstupních portálů s obrubníky Hrany dveří Koruna klenby (Obrázek 5.17) Průnik stěn a podlahy Vodítka brány 47

46 Zpracování 3D modelu Zpracování v programu Cyclone Obrázek 5.17: Koruna ve vrcholu klenby (vlevo Geomagic, vpravo Cyclone - vektorizace) [68] Obrázek 5.18: Hotový drátový model průjezdu [69] Pro následnou tvorbu výkresů bylo nutné vytvořit půdorys, který má být podle ČSN (Výkresy pozemních staveb - Kreslení výkresů stavební části) řezovou rovinou přibližně ve výšce 1 m nad zobrazovanou úrovní. Proto byl přibližně v této výšce veden úzký řez celým mračnem bodů a spojováním bodů byl vytvořen půdorys průjezdu. 48

47 Zpracování 3D modelu Zpracování v programu Cyclone Vyznačení hranic klenáků Hranice klenáků byly vyhledávány obarvením mračna bodů naskenovanými stupni šedi. Tímto způsobem je možné zobrazit například i nápisy na omítce. Hranice klenáků jsou viditelné jako tmavší spáry v žebrech (Obrázek 5.19). Obrázek 5.19: Detail hranic klenáku s tmavšími spárami [70] Kvůli umístění žebrové klenby v příliš velké výšce nebylo žádné žebro naskenováno celé. Spolehlivě je naskenována jen spodní část žeber. Z tohoto důvodu a kvůli nátěru žeber není jisté, že byly objeveny všechny hranice klenáků. Pokud je hranice mezi klenáky objevena, je možné pozorovat jen malou část, a proto jsou hranice klenáků zaznamenány jen jako dva vertexy udávající směr spáry (Obrázek vertexy žlutě, spodní hrany červeně). Obrázek se všemi nalezenými přechody mezi klenáky je na další stránce (Obrázek 5.20). 49

48 Zpracování 3D modelu Zpracování v programu Cyclone Obrázek 5.20: Přehled všech nalezených hranic klenáků [71] Tvorba profilů žeber Na každém žebru byl vytvořen minimálně jeden profil, na nejdelších žebrech vedoucích přes celou klenbu (Obrázek žebro A a E) byly vytvořeny až čtyři profily žeber. Tvorba každého profilu byla provedena zkopírováním části žebra i s okolím do nového Model Space. Zde bylo žebro natočeno tak, aby bylo zobrazeno přímo. Poté byl přes žebro kurzorem umístěn Limit box. Dále byl pohled natočen kolmo na žebro a postupným zužováním limit boxu tak, aby vznikl kolmý řez žebrem. Následně byl obraz otočen po směru žebra, aby byl řez žebrem co nejširší. Dalším krokem bylo pospojování bodů v profil (Obrázek profil žebra fialově, spodní hrany žebra azurově). Skoro žádné žebro nebylo naskenováno celé, proto byly profily žeber obvykle přerušeny nenaskenovanými místy. Všechny vytvořené profily byly vkládány do samostatné vrstvy a k jejich vykreslení byla použita fialová barva (Obrázek 5.22). 50

49 Zpracování 3D modelu Zpracování v programu Cyclone Obrázek 5.21: Řez žebrem s nakresleným profilem [72] Obrázek 5.22: Hotový model s profily žeber [73] 51

50 Zpracování 3D modelu Tvorba výkresů v programu Microstation 5.3 Tvorba výkresů v programu Microstation Pro vyhotovování výkresů není program Cyclone vhodný, protože neposkytuje téměř žádné prostředky k editaci linií (například nelze měnit typy čar). Na rozdíl od Cyclonu Microstation poskytuje mnoho těchto funkcí. Před zahájením kresby bylo nutné nakreslená data exportovat do Microstationu pomocí formátu.coe. Výkresy byly částečně tvořeny podle ČSN (Výkresy pozemních staveb - Kreslení výkresů stavební části), ale tato norma není závazná pro tvorbu výkresové dokumentace památek (platí jen pro novostavby). U historických památek není zaručena například vodorovnost podlahy. Kreslení v Microstationu bylo zahájeno založením nového 3D výkresu (seed3d.dgn), do tohoto souboru byl nahrán výstup ze Cyclonu. Ve 3D výkresu bylo provedeno jen pár úkonů, než byla data exportována do jednotlivých 2D výkresů. Do každého 2D výkresu byla exportována odlišná data upravená pro jednotlivý výkres (například koruna klenby byla pro nárys a bokorys upravena dokreslením bočních hran - obrázek 5.23 modře, spodní hrany žeber oranžově - umístění 4). Obrázek 5.23: Koruna klenby v bokorysu 1 [74] 52

51 Zpracování 3D modelu Tvorba výkresů v programu Microstation Provedené úkony v 3D výkresu: Kontrola dat, zda jsou správně umístěna ve vrstvách a úprava vrstev Dokreslení některých prvků modelu (koruna klenby, průchod dveří (Obrázek modře půdorys dveří, červeně řez konstrukcí přibližně 1 m nad podlahou, zeleně podlaha), vodítka - doplněna byla nedokončená přerušovaná čára symbolizující na skenu neviditelnou hranu) Spojení vertexů označujících hranici klenáků linií a její úprava vůči spodním hranám žeber Mazání nepotřebných prvků pro jednotlivé výkresy Natáčení pohledu a export do 2D výkresů Obrázek 5.24: Dveře v půdorysu [75] Vyhotovené 2D výkresy mohou být rozděleny na celkové výkresy (půdorys, nárys a dva bokorysy) a výkresy žeber (pět výkresů). Pro vytvoření 2D výkresu půdorysu, nárysu a bokorysů stačilo otevřít správný pohled (v Microstationu se tyto pohledy tvoří automaticky, pokud je správně nastaven souřadnicový systém) a ten exportovat do 2D. 53

52 Zpracování 3D modelu Tvorba výkresů v programu Microstation Pro výkres půdorysu byl vytvořen rámeček pro tisk, popiska, legenda, orientace k severu a grafické měřítko. Na závěr byl půdorys okótován (kótování bylo provedeno v milimetrech). Typy čar jednotlivých hran byly upraveny podle normy ČSN takto: Obrysy konstrukcí, které protíná řezová rovina byly kresleny velmi tlustou plnou čarou. Obrysy a hrany konstrukcí viditelné za řezovou rovinou byly kresleny tlustou plnou čarou. Viditelné obrysy a hrany konstrukcí před řezovou rovinou byly kresleny tlustou čerchovanou čarou. Poměr tlouštěk čar tenká ku tlusté ku velmi tlusté je 1:2:4. Řez konstrukcí byl veden přibližně 1 m nad podlahou. Nárys a bokorysy jsou vyhotoveny obdobně s několika rozdíly. Není zde umístěna orientace k severu. Řezová rovina není využita, proto nejsou řešeny typy čar. Pro jednotlivé výkresy žeber byl 3D výkres upravován mazáním nepoužitých žeber a natáčením pohledu podélně na ořezaná žebra. Do 2D výkresu byly vkládány profily žeber, které byly 4x zvětšeny a u žeber A, B, C, D a E byly okótovány (kóty odpovídají skutečným vzdálenostem). Kóty jsou uváděny v milimetrech, výškové kóty jsou v metrech, jako počátek je stanoven vágrys (Obrázek zvolen byl levý okraj horní hrany dveří, který je zobrazen žlutozeleně, zeleně podlaha, modře dveře, červeně řez konstrukcí přibližně 1 m nad podlahou) zobrazený v bokorysu (Výkres číslo 3). Na následujících stránkách jsou ukázky výkresů (Obrázky 5.26, 5.27, 5.28 a 5.29) 54

53 Zpracování 3D modelu Tvorba výkresů v programu Microstation Obrázek 5.25: Dveře v bokorysu s vyznačeným vágrysem [76] 55