Przełomowa technologia 3D pozwala zachować delikatne, przezroczyste artefakty
W ciągu ostatniej dekady technologia 3D rozwinęła się, zwiększając swoją dostępność i powszechność stosowania w różnych dziedzinach, w tym w dziedzictwie kulturowym. Praktyczna metoda skanowania złożonych przezroczystych obiektów nie została jednak jeszcze przedstawiona. Znalezieniem jej ma zająć się finansowany ze środków UE projekt Transparent3D przy wsparciu programu działania „Maria Skłodowska-Curie”. Zazwyczaj przed zastosowaniem techniki skanowania 3D na powierzchnię przezroczystego obiektu nakłada się powłoki natryskowe. Takie podejście jednak nie jest w stanie dokładnie odwzorować rzeczywistego wyglądu tych przedmiotów oraz zwiększa koszty i wydłuża czas procesu digitalizacji. W ramach koordynowanego przez fundację na rzecz badań naukowych i technologii Hellas w Grecji projektu Transparent3D opracowano łatwy w użyciu, bezkontaktowy sprzęt pomiarowy i pakiet oprogramowania, który może usprawnić i przyspieszyć proces pomiaru złożonych przezroczystych obiektów, jednocześnie obniżając koszty procesu. „To bezprecedensowe i znaczące ulepszenie sprawi, że proces digitalizacji 3D będzie wystarczająco wydajny, aby umożliwić dokumentację 3D tysięcy wrażliwych przezroczystych obiektów dziedzictwa kulturowego na miejscu” — zapewnia Xenophon Zabulis, koordynator projektu Transparent3D.
Zastosowane technologie i metody
Opracowany system wykorzystuje szereg zaawansowanych technologii i podejść. Wszystko zaczyna się od metody projekcji światła strukturalnego, która wykorzystuje wyraźny wzór rzutowany na powierzchnię obiektu, generując zniekształcenia rejestrowane następnie przez kilka strategicznie rozmieszczonych kamer. Pomaga to ujawnić finezyjność powierzchni. Stół obrotowy jest niezbędny do delikatnego obracania eksponatu, ponieważ umożliwia przechwytywanie danych pod wieloma kątami. Do wizualizacji wewnętrznej struktury obiektu wykorzystuje się optyczną koherentną tomografię (OCT), nieinwazyjną technikę analogiczną do ultradźwięków, która wykorzystuje jedynie światło i może zapewnić obrazy przekrojowe różnych materiałów w wysokiej rozdzielczości. W połączeniu z precyzyjnymi technikami kalibracji tomografia OCT zachowuje dokładność pomiarów. Sztuczna inteligencja (AI) ułatwia analizę danych w celu zwiększenia dokładności i wydajności digitalizacji obiektów. Dane ze wszystkich metod umożliwiają kompleksowe i wyrafinowane modelowanie 3D złożonych przezroczystych dzieł sztuki. Następnie dzięki rozszerzonej rzeczywistości, badacze i kuratorzy mogą wizualizować i wchodzić w interakcje z modelami 3D, eksplorując zdigitalizowane eksponaty w wirtualnej przestrzeni. „Te zintegrowane innowacje wypełniają lukę między zewnętrznymi i wewnętrznymi aspektami obiektów, oferując bezprecedensowy poziom dokładności i ochrony” — przekonuje koordynator projektu. Petros Stavroulakis, badacz odpowiedzialny za opracowanie koncepcji innowacyjnego systemu rekonstrukcji 3D, wyjaśnia: „Jednoczesna rekonstrukcja 3D zewnętrznych i wewnętrznych powierzchni cienkościennych obiektów dziedzictwa kulturowego przy użyciu naszej metody zadziałała za pierwszym razem i przekroczyła nasze oczekiwania”.
Wpływ na dziedzictwo kulturowe i nie tylko
Stworzona platforma została zademonstrowana w studium przypadków przeprowadzonym w trzech instytucjach kulturalnych w Grecji, Francji i Włoszech. Według Zabulisa Transparent3D ma potencjał zrewolucjonizowania sektora dziedzictwa kulturowego, ponieważ poprawia ochronę delikatnych eksponatów dzięki nieniszczącej metodzie digitalizacji i umożliwia szerszą dostępność dzięki cyfrowym modelom 3D. Wspiera również interdyscyplinarną współpracę, pomaga w konserwacji i renowacji muzealnej oraz ułatwia angażujące działania edukacyjne. „Światowe muzea są domem dla zdumiewającej gamy szklanych eksponatów, od tych otrzymywanych za pomocą starożytnych technik dmuchania szkła po ozdobne witraże — wszystkie z nich można teraz cyfrowo uwiecznić w ich złożonej, przezroczystej okazałości”. Oprogramowanie i sprzęt opracowane w ramach projektu w przyszłości będą mogły być również stosowane w innych dziedzinach. Obejmują one obrazowanie medyczne na potrzeby diagnostyki, produkcję i kontrolę jakości, badania archeologiczne i antropologiczne, konserwację dzieł sztuki, materiałoznawstwo, ochronę dziedzictwa, edukację i kryminalistykę. „Możliwość dostosowania technologii pozwala na nieinwazyjną i szczegółową analizę różnych obiektów i materiałów, co czyni ją cennym narzędziem o interdyscyplinarnym potencjale zarówno do badań, jak i praktycznych zastosowań w wielu dziedzinach” — dodaje Zabulis.
Słowa kluczowe
Transparent3D, modele 3D, skanowanie 3D, sztuczna inteligencja, AI, rzeczywistość rozszerzona, dziedzictwo kulturowe
