Artec Eva digitalizza i 500 anni di storia di una delle sinagoghe più antiche del mondo

La Sacra Arca della Torah di Mantova è uno dei reperti più singolari e impressionanti del Museo Nahon di Arte Ebraica Italiana a Gerusalemme. Progettata per ospitare i sacri rotoli della Torah e creata dai migliori artigiani di Mantova nel 1543, questa arca in legno unica nel suo genere, decorata con il suo originale intaglio dorato, è una delle più antiche al mondo. Il suo stile fa eco a quello del sacro Tempio biblico di Gerusalemme, che si ritiene abbia ospitato l'Arca dell'Alleanza. È stata progettata a forma di edificio e presenta elementi architettonici come colonne e capitelli.

Dall'epoca della sua costruzione ai giorni nostri l'Arca di Mantova ha subito molteplici incarnazioni. Infine, dopo la seconda guerra mondiale, con una comunità ebraica in declino, l'arca fu spedita a Gerusalemme e collocata nella sua attuale dimora. Una volta lì, è stata sottoposta a numerosi lavori di ristrutturazione, conservazione e restauro, che l’hanno riportata alle meravigliose condizioni attuali.

Per un visitatore del museo, così come per i visitatori del sito web del museo, l'incredibile storia dell'arca per quanto riguarda il suo simbolismo e le sue caratteristiche rimaneva però sconosciuta. Le sue dimensioni e posizione ne impediscono un'attenta ispezione e anche le sue caratteristiche visibili non possono essere pienamente apprezzate.

 

La sinagoga della Scuola Grande di Mantova, dove originariamente era collocata l'arca. Una foto fatta all'inizio del XX secolo, per gentile concessione del Museo Nahon.

Nel 2015, il Museo Nahon ha avviato un progetto per raccontare la storia dell'arca, il suo viaggio e il suo significato storico nel contesto della vita ebraica italiana. Il sito web Mantova a Gerusalemme delinea la storia, la vita e la cultura della comunità ebraica mantovana e l'importanza che l'arca ha riservato alla sua gente, generazione dopo generazione.

È per questo motivo che il museo ha scelto di intraprendere un'impresa ambiziosa: scansionare in 3D l'arca e renderla completamente accessibile ai visitatori, sia di persona che virtualmente.

 

I motivi lucidi, simmetrici e ripetitivi dell'arca [Immagine del professor Moshe Caine]

A causa delle sue dimensioni, della geometria e della complessità della sua texture, la scansione dell'Arca di Mantova poneva diverse sfide:

• La topografia dell'arca è estremamente complessa, con numerose aree senza accesso visivo diretto. Inoltre, l'arca è così vicina alle pareti del museo che lasciava pochissimo spazio per il funzionamento dell'apparecchiatura di scansione, così come per il posizionamento dello scanner negli angoli necessari per raggiungere le superfici bloccate.
• La texture. L'arca era inizialmente realizzata in legno. Tuttavia la sua intera superficie è rivestita in foglia d'oro, liscia e lucida, una delle superfici più difficili da acquisire per qualsiasi scanner 3D. Quando è arrivato il momento di eseguire la scansione, non era né consentito né pratico rivestire la superficie con polvere opaca. Anche se lo fosse stato, avrebbe alterato la qualità della superficie dell'arca.
• In terzo luogo, anche se la topografia dell'arca è complessa, i motivi sulla superficie sono ripetitivi, rendendo alquanto complicato allineare e fondere le molte scansioni.
• Infine, le dimensioni dell'arca (alta oltre 3 metri) hanno reso il processo di scansione ancora più impegnativo.

Dopo aver valutato la complessità del lavoro, è diventato chiaro che per digitalizzare l'arca era necessario uno strumento di altissima qualità, pertanto il museo si è rivolto a Calibre Engineering and Computers Ltd, partner certificato Artec Gold di Artec 3D a Tel Aviv. Zvi Grinberg, all'epoca a capo di Calibre, venne immediatamente coinvolto nel progetto. Essendo così diverso dai progetti CAD di ingegneria tecnica intrapresi di solito dall'azienda, ha riconosciuto sia la sfida professionale che il valore culturale unico di questo progetto, e si è offerto volontario per intraprenderlo gratuitamente.

Scansione dell'arca con uno scanner Artec Eva [Immagine gentilmente concessa dal Museo Nahon]

Dopo un esame approfondito dell'arca, il team di Calibre ha deciso che Artec Eva era lo scanner più adatto per il lavoro. Definito "un mostro tra gli scanner portatili", questo scanner 3D a luce strutturata eccelle nell'acquisizione di oggetti medio-grandi con un'incredibile precisione fino a 0,1 mm e una risoluzione eccezionale, anche per superfici nere e lucide, che gli conferiscono un vantaggio rispetto alle altre soluzioni di scansione sul mercato. Inoltre è leggero e veloce, il che lo rende particolarmente utile quando si catturano diversi pezzi storici, sculture e monumenti in ambienti di scansione tutt'altro che ideali, sia in una giornata di sole all'aperto che in profondità all'interno di una galleria scarsamente illuminata.

Processo di scansione

Per catturare l'arca da zero e dare al team di scansione un facile accesso alla parte superiore dell'oggetto, nel museo è stata costruita una speciale impalcatura. Normalmente utilizzato per oggetti di medie dimensioni, è stata una sfida personale per Eva catturare un oggetto così grande. Il team ha impiegato 15 ore in tre giorni per completare la scansione, seguite da molte altre ore per allineare, pulire e fondere insieme le diverse scansioni. Complessivamente, sono state effettuate 78 scansioni separate. Il modello finale era di oltre 700 MB e conteneva oltre 16 milioni di poligoni.

 

Scansione dell'arca dall'alto [Immagine gentilmente concessa dal Museo Nahon]

“Nonostante le grandi dimensioni dell'arca, siamo riusciti a ottenere buoni risultati con Artec Eva sin dal primo tentativo grazie alla texture e alla geometria dell'arca. Dopo la scansione, siamo riusciti a completare tutto il lavoro in ufficio utilizzando il software Artec Studio, senza la necessità di dover effettuare ulteriori scansioni e correzioni", ha affermato Guy Engel, CEO di Calibre Engineering.

 

Anteprima dei risultati in Artec Studio [Immagine gentilmente concessa dal Museo Nahon]

Dopo la fase di elaborazione iniziale, il team di Calibre ha ridotto le dimensioni del file mantenendo la qualità delle scansioni originali e ha ritoccato il modello 3D per prepararlo per la visualizzazione pubblica. A questo punto, il file è stato trasmesso da Calibre al Dipartimento di Comunicazione Fotografica dell'Hadassah Academic College di Gerusalemme, in particolare al Professore Associato Moshe Caine. Con la sua vasta esperienze e conoscenza della scansione 3D nelle soluzioni di fotogrammetria per la conservazione del patrimonio culturale, il professor Caine ha portato il modello 3D dell'arca al massimo della perfezione.

Flusso di lavoro per l'elaborazione dei dati del professor Caine

Il flusso di lavoro di elaborazione della scansione del professor Caine è stato il seguente:

Messa a punto e pulizia di difetti minori della mesh utilizzando Autodesk (beta) Memento Software.

Aggiunta di una parete di sfondo e di un pavimento. Poiché l'arca era posizionata a ridosso del muro del museo, era impossibile scansionarne il retro e il lato inferiore. Piuttosto che riprodurla in modo errato, si è deciso di generare al computer un muro e un pavimento e aggiungerli al modello.

Elaborazione dell'immagine della mappa delle texture. Nonostante il meticoloso lavoro durante la fase di scansione, sono rimasti piccoli difetti, così come una resa cromatica imprecisa dell'arca. Successivamente sono state eseguite ulteriori fotografie utilizzando una fotocamera DSLR Nikon e le corrette superfici sono state fuse nella mappa UV originale. A tal fine sono stati testati vari metodi, tra cui:

• Parametrizzazione e texturizzazione da raster in Meshlab.
• Esportare la mappa come file PSD (Photoshop), correggerla in Photoshop, reimportarla e quindi esportare il modello corretto.
• Aprire il file OBJ in Photoshop e lavorare direttamente sul livello texture. Infine, è stata impiegata una combinazione delle tecniche di cui sopra fino a ottenere risultati soddisfacenti.
• La correzione del colore è stata eseguita sulla mappa delle texture finale con il software Photoshop, utilizzando l'arca reale come unico riferimento.

Dopo aver scansionato dozzine di pezzi storici, il professor Caine ha elaborato il suo approccio alla scansione 3D e al flusso di lavoro di elaborazione:

“Un consiglio importante per chi ha intenzione di scansionare in 3D oggetti di valore culturale: lavorate lentamente e con attenzione. Non abbiate fretta. Avvicinatevi il più possibile all'oggetto. Usate molta luce soffusa. E ricordate: se è brutto dentro, sarà brutto anche fuori. Il risultato del progetto sarà tanto migliore quanto il lavoro e la cura che ci avete messo dentro."

 

L'Arca di Mantova, di Calibre & Moshe Caine su Sketchfab

Quando il professor Caine ha terminato la meticolosa elaborazione della scansione, il modello finale è stato caricato per la visualizzazione pubblica sul sito web del Museo Nahon di Mantova a Gerusalemme, dedicato all'arte della comunità ebraica di Mantova. Inoltre, accanto all'arca è stato installato un chiosco in loco con touchscreen, che consente ai visitatori del museo di visualizzare il magnifico pezzo storico da tutte le angolazioni, ingrandire e rimpicciolire per esaminare ogni dettaglio e, soprattutto, avere accesso immediato tramite hotspot alle informazioni rilevanti dei vari aspetti del manufatto storico.

La risposta complessiva al modello è stata molto positiva ed entusiasta. Secondo il personale del museo e il professor Caine, le persone apprezzano particolarmente la possibilità di esplorare l'arca da vicino e da tutte le angolazioni. Questa è la magia dei modelli 3D, con cui semplici immagini 2D o perfino oggetti fisici grandi come l'Arca di Mantova non possono sempre competere. Progetti come questo sono un esempio straordinario di come le tecnologie di scansione 3D trasformano il modo in cui percepiamo e possiamo preservare il patrimonio culturale.

Già nel 1500 i cittadini e i membri della comunità ebraica di Mantova non potevano nemmeno immaginare che i loro discendenti un giorno non solo sarebbero stati in grado di vedere questo manufatto della loro comunità ancora intero, dopo addirittura 500 anni, ma anche di poterlo esaminare da vicino a 360 gradi senza nemmeno uscire di casa.