Una rivoluzionaria tecnologia 3D per preservare delicati manufatti trasparenti
Nell’ultimo decennio la tecnologia 3D è progredita diventando più accessibile, il che ne ha consentito una maggiore adozione in vari campi, tra cui quello del patrimonio culturale. Tuttavia, sino ad ora nessuno aveva mai sviluppato un metodo pratico per la scansione di oggetti trasparenti complessi. Ed è proprio questo ciò che propone Transparent3D, un progetto finanziato dall’UE con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie. Solitamente, prima di utilizzare le tecniche di scansione 3D si applicano rivestimenti spray sulle superfici degli oggetti trasparenti. Questo approccio, tuttavia, non consente di rappresentare in modo accurato l’aspetto reale di tali oggetti e rende il processo di digitalizzazione più dispendioso in termini di tempo e denaro. Coordinato dalla Fondazione per la ricerca e la tecnologia Hellas, in Grecia, Transparent3D ha sviluppato un pacchetto hardware e software per effettuare misurazioni senza contatto, di facile utilizzo, che è in grado di semplificare e accelerare il processo di misurazione di oggetti trasparenti complessi, riducendone al contempo i costi associati. «Questo eccezionale miglioramento, che non ha precedenti comparabili, renderà il processo di digitalizzazione 3D abbastanza efficiente da consentire la documentazione 3D in situ di migliaia di oggetti trasparenti sensibili appartenenti al patrimonio culturale», afferma Xenophon Zabulis, coordinatore del progetto Transparent3D.
Tecnologie e metodi applicati
Il sistema sviluppato impiega una serie di tecnologie e approcci avanzati. Tutto ha inizio con un metodo per la proiezione di luce strutturata in cui viene impiegato un modello distinto proiettato sulla superficie dell’oggetto interessato, generando distorsioni che vengono catturate da diverse telecamere posizionate strategicamente: ciò aiuta a rivelare le complessità presenti nella superficie. Quindi, una piattaforma girevole risulta essenziale per ruotare in modo delicato il manufatto, consentendone l’acquisizione dei dati da più angolazioni. Per visualizzare la struttura interna dell’oggetto viene utilizzata la tomografia a coerenza ottica (OCT, optical coherence tomography), una tecnica non invasiva analoga agli ultrasuoni che ricorre al solo impiego della luce ed è in grado di fornire immagini trasversali di vari materiali ad alta risoluzione. Utilizzata congiuntamente a precisi metodi di calibrazione, l’OCT garantisce il mantenimento dell’accuratezza nelle misurazioni effettuate. L’intelligenza artificiale (IA) facilita l’analisi dei dati migliorando l’accuratezza e l’efficienza della digitalizzazione degli oggetti. Grazie a tutti i metodi per l’acquisizione dei dati viene realizzata una modellizzazione 3D completa e ottimizzata degli artefatti trasparenti complessi oggetto di esame. A questo punto, la realtà aumentata permette a ricercatori e curatori di visualizzare i modelli 3D e di interagirvi, esplorando i manufatti digitalizzati in un ambiente virtuale. «Queste innovazioni integrate colmano il divario tra gli aspetti esterni e quelli interni degli oggetti, offrendo livelli di precisione e conservazione senza precedenti», sostiene Zabulis. Petros Stavroulakis, il ricercatore che ha concettualizzato l’innovativo sistema di ricostruzione 3D, afferma: «La ricostruzione simultanea in 3D delle superfici esterne e interne di manufatti del patrimonio culturale a pareti sottili, utilizzando il nostro approccio, ha funzionato per la prima volta e molto meglio del previsto».
Un impatto che va oltre il patrimonio culturale
La piattaforma creata è stata dimostrata in un caso di studio condotto presso tre istituzioni culturali in Grecia, Francia e Italia. Secondo Zabulis, Transparent3D dispone delle potenzialità di trasformare il settore del patrimonio culturale in quanto permette di preservare in modo migliore manufatti delicati grazie a un metodo di digitalizzazione non distruttivo, consentendo inoltre una più ampia accessibilità attraverso i modelli digitali in 3D. Il progetto promuove inoltre la collaborazione interdisciplinare, contribuisce alle attività museali di conservazione e restauro e agevola le operazioni di divulgazione didattica. «Ovunque nel mondo i musei ospitano una serie sorprendente di manufatti in vetro, da oggetti realizzati tramite antiche tecniche di soffiatura a elaborate vetrate, che ora possono essere immortalati digitalmente nella loro complessa gloria trasparente.» Il software e l’hardware sviluppati per il progetto potranno in futuro essere applicati anche ad altri settori, tra cui l’imaging medico per la diagnostica, la produzione e il controllo della qualità, la ricerca archeologica e antropologica, la conservazione dell’arte, le scienze dei materiali, la tutela del patrimonio, l’istruzione e la scienza forense. «L’adattabilità della tecnologia consente un’analisi non invasiva e dettagliata di vari oggetti e materiali, il che la rende uno strumento prezioso dotato di potenziale a livello interdisciplinare sia in ambito di ricerca che per applicazioni pratiche in svariati ambiti», conclude.
Parole chiave
Transparent3D, modelli 3D, scansione 3D, intelligenza artificiale, IA, realtà aumentata, patrimonio culturale
