Trong thời đại công nghệ số ngày nay, việc ứng dụng công nghệ mới trong bảo tồn và giới thiệu di sản văn hóa đang ngày càng trở nên quan trọng. Số hóa cổ vật không chỉ giúp bảo tồn các di sản văn hóa mà còn mở ra cơ hội để công chúng tiếp cận và hiểu biết về chúng một cách sâu sắc hơn. Mặc dù đã có nhiều nỗ lực trong việc số hóa cổ vật, nhưng số lượng ứng dụng và trang web trình bày cổ vật ở dạng số vẫn còn hạn chế so với số lượng lớn cổ vật mà các bảo tàng tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) đang lưu trữ. Việc áp dụng công nghệ Scan 3D và Thực tế ảo tăng cường (AR) vào việc số hóa cổ vật là một bước tiến đột phá, mang tính cách mạng trong việc bảo tồn và phát huy giá trị di sản văn hóa. Công nghệ Scan 3D và AR đã được nhiều nghiên cứu quốc tế chứng minh là có tiềm năng lớn trong việc bảo tồn và truyền bá di sản văn hóa. Việc áp dụng các kỹ thuật số hóa 3D (3D digitization) vào các di sản văn hóa thông qua các công nghệ như AR, VR và in 3D được cho là sẽ tạo nên những tác động tích cực trong bảo tồn di sản văn hóa (Malik et al., 2021). Đồng thời việc kết hợp các phương pháp dựng mô hình 3D bằng ảnh chụp photogrammetry và AR được nhấn mạnh đem lại trải nghiệm hình ảnh các di sản chân thực cho người dùng.

Từ những tiềm năng kể trên, nghiên cứu này hướng tới xây dựng một giải pháp phù hợp để mô phỏng 3D các cổ vật Việt Nam. Tính mới của nghiên cứu này nằm ở việc tìm hiểu ảnh hưởng của thuộc tính bề mặt của các loại vật liệu cổ vật phổ biến đến quá trình scan 3D và khả năng ứng dụng công nghệ AR Vuforia trong việc hiển thị 3D cổ vật trên các nền tảng số. Đồng thời nghiên cứu này đề xuất các giải pháp giảm kích thước mô hình 3D cổ vật bằng Error Quadrics (hay Đa thức sai số bậc hai) mà vẫn đảm bảo chất lượng hiển thị.

Điểm khác biệt chính của nghiên cứu này với các đề tài trước đó là xây dựng một giải pháp công nghệ chi phí thấp để dựng và tối ưu mô hình 3D cổ vật bằng cảm biến LiDAR trên thiết bị di động thay vì sử dụng các thiết bị scan chuyên dụng. Sau đó đề xuất hướng xây dựng ứng dụng hiển thị 3D cổ vật trên website và trên các thiết bị di động thông qua thư viện AR Vuforia.

Tiềm năng của việc mô phỏng các cổ vật trong không gian ảo VR đã sớm được nghiên cứu với mục tiêu xây dựng các hệ thống chi phí thấp nhưng đem lại khả năng tiếp cận mở rộng và nhiều tương tác cho các mô hình 3D di sản (Herrmann et al., 2014). Một nghiên cứu về phát triển các ứng dụng bảo tồn di sản kiến trúc truyền thống Trung Quốc vào năm 2014 đã chứng minh rằng việc sử dụng cơ sở dữ liệu kỹ thuật số và mô phỏng 3D giúp tăng cường hiểu biết của cộng đồng về loại hình di sản kiến trúc (Yen et al., 2014). Một nền tảng tên là Qatar Historic Buildings Information Modeling (Q-HBIM) đã được phát triển vào năm 2019 nhằm cung cấp khả năng hiển thị các mô hình 3D của tòa nhà kèm theo thông tin lịch sử. Q-HBIM có mục tiêu bảo tồn và chia sẻ thông tin di sản kiến trúc một cách hiệu quả đến cộng đồng (Fadli & Alsaeed, 2019). Nghiên cứu vào năm 2020 về các kho dữ liệu 3D và phân tích chức năng của các nền tảng hỗ trợ dựng mô hình 3D trong việc mô phỏng và quảng bá di sản văn hóa đã mở ra những hướng tiếp cận trong việc trình bày các mô hình 3D trên nền tảng website (Champion & Rahaman, 2020).

Những nghiên cứu này cho thấy sự tiến bộ trong việc ứng dụng công nghệ 3D và AR để bảo tồn và giới thiệu di sản văn hóa. Hướng phát triển chung của các nghiên cứu này là thường xuyên cập nhật và ứng dụng các kỹ thuật mới, đồng thời tìm ra cách tối ưu hóa công nghệ hiện có để phục vụ mục đích bảo tồn di sản một cách tốt nhất.

Theo quy định của Luật Di sản văn hóa Việt Nam thì "Cổ vật" được định nghĩa là hiện vật lịch sử, văn hóa, khoa học từ 100 năm tuổi trở lên, phản ánh được giá trị qua từng giai đoạn lịch sử và có sự phân bố địa lý đa dạng. Việt Nam với bề dày lịch sử và văn hóa đang sở hữu một kho tàng cổ vật phong phú được làm từ nhiều chất liệu khác nhau như đồng, gỗ, giấy, đá, gốm sứ và bao gồm cả những chất liệu quý hiếm như vàng, bạc, đá quý. Công tác nghiên cứu và số hóa cổ vật cùng với di tích lịch sử đang được tiến hành mạnh mẽ tại các trường đại học và bảo tàng trong từng khu vực. Một trong những nghiên cứu nổi bật là "Xây dựng hệ thống thông tin về di tích thành cổ Quảng Trị", sử dụng công nghệ GIS cùng với GPS, UAV và 3D scan để tích hợp dữ liệu lịch sử – văn hóa vào bản đồ địa lý (Lợi et al., 2018). Ứng dụng này không chỉ giúp người dùng và du khách có trải nghiệm mới mẻ qua mô hình 3D mà còn hỗ trợ bảo tồn di sản kỹ thuật số thông qua việc thu thập, xử lý, lưu trữ và truy cập dữ liệu mở. Bảo tàng Điêu khắc Chăm Đà Nẵng đã thành công trong việc ứng dụng công nghệ scan 3D và ảnh VR360 để tái hiện không gian bảo tàng và các cổ vật, cho phép người xem trải nghiệm và tìm hiểu về các di sản văn hóa một cách sinh động trên website của bảo tàng. Cách tiếp cận này không chỉ mang lại trải nghiệm chân thực cho người xem mà còn cho phép truy cập thông tin cổ vật một cách tiện lợi trên hai ngôn ngữ là tiếng Việt và tiếng Anh. Nền tảng số hóa VR3D.vn hướng tới mục tiêu quản lý, bảo tồn, quảng bá di sản trên website và cung cấp dịch vụ scan 3D cho cả cổ vật kích thước nhỏ lẫn các công trình kiến trúc lớn. Điểm nổi bật của các mô hình hiển thị trên website VR3D là tốc độ hiển thị nhanh, mức độ chi tiết cao và đa dạng loại tương tác điều khiển như xoay lật, thu phóng, kéo thả, chọn các thành phần để xem thông tin và hiển thị mô hình ở dạng VR/AR (VR3D, 2024). Một số mô hình kiến trúc lớn còn được tích hợp cơ chế camera di chuyển tự động và hiệu ứng mô hình chuyển động kết hợp với âm thanh thuyết minh, tăng cường trải nghiệm nội dung cho người dùng, qua đó mở rộng khả năng tiếp cận và hiểu biết về di sản văn hóa Việt Nam.