Un museo a cielo aperto in 3D con gli scanner Artec Leo e Ray II
La sfida: il Museo Archeologico ed Etnografico di Łódź, in Polonia, aveva bisogno di digitalizzare in modo sicuro e rapido diversi siti di valore storico, tra cui una roccaforte medievale e tutto ciò che si trovava al suo interno. L'obiettivo finale era crearne dei gemelli digitali di alta qualità e delle risorse per l'archiviazione e la conservazione, nonché per la visualizzazione VR, l'istruzione e la ricerca.
La soluzione: Artec Leo, Artec Ray II, Artec Studio, Blender, ZBrush
Il risultato: modelli 3D accurati e a colori della roccaforte, di altri edifici, di diversi manufatti e persino di vasti paesaggi, pronti per essere utilizzati per presentazioni didattiche, esperienze VR immersive e mostre digitali.
Perché Artec?: L'uso di Leo e Ray II ha prodotto un'acquisizione approfondita sia di dettagli su piccola scala che di aree estese. Velocità elevate, precisione millimetrica e perfetta integrazione dello scanner, combinate con l'esperienza del team 3D Master, hanno garantito un flusso di lavoro fluido e risultati eccezionali.
Artec Ray II al lavoro per scansionare la roccaforte di Tum, in Polonia. Immagine per gentile concessione di 3D Master
Cosa può rendere davvero mozzafiato la visita di un museo etnografico? Quando entri in un luogo in cui ogni mobile, ogni oggetto, ogni struttura grande e piccola è stata creata decine o centinaia di anni fa, non puoi fare a meno di immaginare di essere l'abitante di un'antica città. Ora immagina di poter entrare in un luogo del genere da qualsiasi parte del mondo, scoprendo gli oggetti di tutti i giorni di antiche civiltà e mettendoti nei panni dei loro abitanti. Questo tipo di esperienza è diventata realtà grazie alla collaborazione tra un Ambasciatore Artec e il Museo di Archeologia ed Etnografia di Łódź, in Polonia.
Preservare la storia nell'era digitale
Fondato nel 1918, il museo vanta vaste collezioni che spaziano dall'archeologia all'
Scansione e animazione della roccaforte utilizzando Artec Ray II. Video per gentile concessione di 3D Master
Parte integrante del paesaggio culturale della regione, il complesso etnografico di Kwiatkówek comprende diverse strutture tra cui una casa residenziale in argilla, una cantina, un forno per la ceramica e un forno per il pane, solo per citarne alcuni. Alcuni di questi edifici sono ricostruzioni basate su originali dalla fine del XIX all'inizio del XX secolo. Qui si possono trovare anche altre gemme storiche ben conservate, come un mulino a vento del 1820, un frantoio della metà del XX secolo (che contiene elementi molto più antichi) e una fucina dell'inizio del XX secolo. Gli interni domestici all'interno del complesso ricreano una tipica casa di famiglia rurale del tardo periodo tra le due guerre. Oltre alle mostre storiche, il complesso ospita anche laboratori di artisti e artigiani locali che attirano molti visitatori.
Invece, la roccaforte di Tum offre uno sguardo sul patrimonio medievale della regione. L'antico insediamento risale all'alto Medioevo e presenta resti di fortificazioni, tra cui terrapieni e strutture di difesa. Inutile dire che, con una tale varietà di oggetti da scansionare, il progetto richiedeva sia la giusta competenza che i giusti strumenti.
La soluzione giusta, il team giusto
Sebbene il museo possedesse già un Artec Space Spider e lo utilizzasse per progetti su piccola scala, la digitalizzazione dell'intero museo rappresentava una sfida molto più grande, soprattutto in termini di soluzioni di scansione 3D. Riconoscendo questo, 3D Master ha deciso di implementare il LiDAR a lungo raggio Artec Ray II e Artec Leo, lo scanner wireless basato sull'intelligenza artificiale, per catturare le mostre nella loro interezza e creare un museo digitale che fondesse spazi interni ed esterni.
La combinazione dei due scanner si è dimostrata particolarmente efficace in una vasta gamma di applicazioni, non ultima la conservazione del patrimonio. Ray II e Leo si abbinano perfettamente per catturare interi siti culturali in 3D, da oggetti delicati a enormi strutture come castelli e chiese. Con la loro versatile portata di scansione, questi dispositivi sono riusciti a riprodurre sia decorazioni in rilievo che interi monumenti, lavorando perfettamente insieme.
Scansione del museo a cielo aperto. Immagine per gentile concessione di 3D Master
"La portabilità di Leo è stata un vantaggio significativo in quanto non richiede un cavo di alimentazione, non è sensibile alle condizioni di illuminazione e non ha bisogno di essere collegato a un laptop durante il funzionamento", ha spiegato Rafał Wypysiński, CTO e responsabile del progetto di 3D Master. "È più veloce, adatto per l'uso all'aperto e può gestire grandi aree così come piccole parti. Inoltre, consente un'integrazione facile e veloce dei dati provenienti da diversi scanner, con risultati finali impressionanti."
Il team ha iniziato il processo di digitalizzazione con Ray II, scansionando oltre 60 luoghi intorno al sito del museo. Mentre Karol Komorowski operava il Ray II, Piotr Wieczorek usava Leo per catturare parti più piccole e intricate di reperti. In un solo giorno, il team si è spostato da un sito all'altro, catturando sia la roccaforte che una fucina, nonché tutte le stanze all'interno degli edifici del museo e tutte le mostre nelle parti all'aperto del complesso. Al ritorno nel loro ufficio, gli specialisti hanno importato i dati in Artec Studio, dove hanno allineato le scansioni utilizzando la registrazione globale e generato una mesh di triangoli per creare i modelli 3D iniziali.
Quelle che sembravano condizioni meteorologiche favorevoli si sono rivelate non essere ottimali per la scansione: la luce solare abbondante e i forti venti hanno presentato alcune sfide al team, che ha dovuto eliminare le discrepanze nelle texture e garantire la stabilità di Ray II mentre lo utilizzavano su un treppiede. Tuttavia, 3D Master ha completato il lavoro e ha persino condotto esperimenti per confrontare l'output delle texture di Ray II e Leo. Si è quindi arrivati alla fase finale: l'elaborazione dei dati.
Confronto della cattura del colore di elementi più piccoli durante la scansione di un dipinto murale: Artec Leo (a sinistra) contro Artec Ray II (a destra). Immagine per gentile concessione di 3D Master
Elaborare, valorizzare e stupire
I dati ad alta risoluzione di Leo erano ideali per le sezioni dettagliate, come elementi architettonici intricati, mentre le scansioni di Ray II coprivano aree più ampie. "Una volta che entrambi i set di dati erano pronti, abbiamo combinato le nuvole di punti e generato una mesh finale che integrava i dati di entrambi gli scanner", ha affermato Piotr Wieczorek, specialista di scansione 3D certificata Artec Gold. "Il vantaggio di questo approccio è che le parti più piccole, che richiedono maggiori dettagli, ottengono l'alta risoluzione di Leo, mentre le aree più grandi, come edifici o fucine, sono gestite da Ray II. Il flusso di lavoro è stato abbastanza fluido e il nostro unico limite è stato la capacità della RAM del PC."
Mentre Artec Studio ha gestito tutta l'elaborazione iniziale, 3D Master ha utilizzato strumenti aggiuntivi come Blender e ZBrush per una visualizzazione e un'animazione più dettagliate. Agata Jochimek, graphic designer del team, ha utilizzato questo software per perfezionare il modello, eliminando le piccole imperfezioni e creando una mesh a tenuta stagna. La mappatura UV e il perfezionamento della texture su aree selezionate hanno reso il modello finale incredibilmente realistico, ideale per i walkthrough VR e l'uso promozionale.
"Un'altra sfida per noi, come ingegneri, e come affrontiamo le texture e le anteprime dei modelli in modo diverso. Circa cinque anni fa, avevamo una formazione professionale in ZBrush, ma senza un graphic designer dedicato era difficile per noi passare da compiti tecnici a quelli artistici", ha notato Wypysiński.
Diverse fasi dell'elaborazione, prima e dopo l'applicazione della texture. Immagine per gentile concessione di 3D Master
Un'esperienza da ricordare
Sicuramente, per 3D Master questo progetto è stato un allontanamento dal loro solito focus su applicazioni tecnologiche come il reverse engineering. Scansionare un intero museo, comprese strutture come una roccaforte, una fucina o stanze piene di manufatti, è stata una sfida entusiasmante da affrontare. Le scansioni degli interni, di straordinaria chiarezza, assomigliavano a scene di un videogioco o di un film. Come ha detto Piotr Wieczorek, la qualità immersiva delle scansioni, combinata con la capacità di esplorare virtualmente ogni angolo, ha reso il progetto particolarmente gratificante.
Oltre alla soddisfazione estetica, è stato un lavoro ben fatto, che ha fatto risparmiare le risorse del cliente. "Un altro punto importante è l'efficienza in termini di tempo. I progetti potrebbero richiedere molto tempo se si volesse raggiungere lo stesso livello di dettaglio e qualità. Ora, con entrambi gli scanner e una collaborazione efficiente tra i nostri specialisti, siamo stati in grado di completare la scansione in circa otto o nove ore lavorative. Questa velocità ed efficienza sono vantaggi chiave da evidenziare, sia per noi che per i potenziali clienti che stanno considerando un nuovo scanner", ha concluso Wypysiński.
L'ingegneria incontra l'arte: il futuro dei musei
Nella loro attività, il CEO di 3D Master Rafał Lis e il suo team hanno notato che i clienti non solo si aspettano grandi risultati di scansione, ma sono curiosi di vedere cos'altro possono ottenere con questa tecnologia.
Scansione 3D del museo etnografico a cielo aperto con Artec Leo e Ray II. Video per gentile concessione di 3D Master
Per i musei le possibilità sono infinite. "È una grande opportunità per scoprire com'era la vita in quei tempi, come vivevano le persone di allora", ha detto Karol Komorowski. "Alcune scansioni mostrano una stanza in una casa, fornendo uno sguardo al suo interno, dall'altra parte c'è la fucina, che abbiamo anche scansionato nel dettaglio. Questo ci permette di esaminare tutto all'interno, i martelli, le ruote e gli altri strumenti. La capacità di catturare questi spazi così nel dettaglio è davvero affascinante." Il modello finale ha fornito contenuti eccellenti per il sito web del museo, che sicuramente incoraggerà le persone a visitarlo.
Man mano che il progetto procede, 3D Master si prepara a presentare i risultati finali alle prossime conferenze. Questi risultati dimostrano come la combinazione di competenza professionale, precisione tecnica e raffinatezza artistica possa far ripensare lo standard delle applicazioni di scansione 3D. Il team ha creato un progetto 3D che servirà da ispirazione per i musei di tutto il mondo e ha dimostrato quanto possano essere coinvolgenti, educative e visivamente sbalorditive le esperienze 3D.
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