Riportare alla vita in 3D le antiche ossa del Museo di Storia Naturale di Vienna

Viola Winkler del Museo di Storia Naturale di Vienna (NHMW) scansiona un cervo gigante con Artec Leo. Foto per gentile concessione di Christina Rittmannsperger

Oltre 10.000 anni fa, durante l'era glaciale, l'Irlanda era una terra di gelida bellezza, ricoperta dalla tundra e punteggiata da una vegetazione resistente e incurante del freddo. Era un mondo molto diverso da quello di oggi, una testimonianza dell'incessante marcia del tempo geologico. All'interno di questa distesa ghiacciata si aggirava una creatura davvero notevole: il cervo gigante (Megaloceros giganteus), noto anche come alce irlandese.

Questo cervo, a differenza di qualsiasi cervo odierno, era un titano tra gli animali, alto circa 2 metri e con corna con un'ampiezza di oltre 3 metri. Le sue enormi dimensioni, che torreggiavano sopra il fogliame rado della tundra, erano uno spettacolo mozzafiato, un'incarnazione della tenacia della vita in mezzo alla vastità innevata dell'Era Glaciale irlandese.

Tra i venti spaventosi e sotto la debole e pallida luce del sole, il cervo gigante affrontava numerose minacce, dal clima rigido ai predatori come lupi e gli orsi dell'era glaciale. Combatteva per la sua sopravvivenza, così come quella dei suoi cuccioli, sfidando gli elementi, eludendo i predatori e attraversando paludi ghiacciate.

Il modello 3D annotato del cervo gigante su Sketchfab, creato partendo dalle scansioni di Artec Leo. Immagine per gentile concessione di NHMW

Ma anche il potente cervo gigante non poteva sfuggire all'ineluttabilità del destino. Probabilmente impantanatosi in una torbiera, un pericolo comune nell'Irlanda dell'Era Glaciale, il cervo ha senza dubbio lottato a lungo prima di andare incontro alla sua fine. Il suo formidabile corpo rimase sommerso e conservato nella torba, aspettando silenziosamente per millenni il momento della sua riscoperta.

La resurrezione dalla torba

Il silenzio fu rotto nel 1860, quando i resti del cervo furono dissotterrati dalla loro tomba di torba, un evento che il mondo scientifico accolse con clamore. Lo scheletro straordinariamente ben conservato del cervo fungeva da capsula del tempo, fornendo preziose informazioni sulla vita e l'ambiente dell'era glaciale irlandese.

Dopo la sua scoperta, i resti del cervo gigante hanno intrapreso un viaggio, trovando finalmente una nuova casa nel Museo di Storia Naturaledi Vienna (NHMW). Più di un secolo e mezzo dopo, il compito di preservare e mettere in mostra l'affascinante scheletro di questa maestosa creatura tra i molti altri preziosi reperti storici divenne una priorità.

La colonna vertebrale verso il collo del modello 3D annotato del cervo gigante su Sketchfab. Immagine per gentile concessione di NHMW

Tuttavia, presentare questa meraviglia preistorica al vasto pubblico, garantendo al contempo la sua conservazione a lungo termine, ha portato con sé una serie di sfide. Questo delicato atto di bilanciamento richiedeva una soluzione che combinasse la più recente tecnologia di scansione 3D con precisione scientifica e funzionalità senza contatto e non distruttive.

"La fotogrammetria, sebbene valida, era una scelta tutt'altro che ideale per il nostro museo", ha affermato Viola Winkler, tecnica del laboratorio 3D del NHMW. "Le sessioni fotografiche prolungate richieste per questo metodo e i lunghi tempi di elaborazione erano alcune delle nostre principali preoccupazioni. Stavamo cercando una soluzione che non solo migliorasse la precisione e l'efficienza, ma che ci aiutasse anche a coinvolgere di più il nostro pubblico."

Viola Winkler scansiona l'interno della gabbia toracica del cervo gigante con Artec Leo. Foto per gentile concessione di Christina Rittmannsperger

Reimmagina i musei con Artec Leo

Così è entrato in gioco Artec Leo, uno scanner 3D all'avanguardia che ha trasformato l'approccio del museo alla documentazione, la conservazione degli oggetti e le mostre virtuali. Winkler, insieme ad Anna Haider, un'altra esperta di visualizzazione presso l'NHMW, stanno rivoluzionando le mostre del museo grazie ad Artec Leo. Questo scanner 3D all'avanguardia è uno strumento straordinario in grado di catturare i dettagli intricati e le texture realistiche degli inestimabili manufatti del museo, con precisione e velocità senza precedenti.

"Lo scanner Artec Leo ha cambiato il nostro approccio alla conservazione degli oggetti e alla creazione di versioni 3D delle nostre collezioni. La sua velocità, precisione e facilità d'uso hanno migliorato significativamente il nostro flusso di lavoro. Siamo felici di avere un'alternativa alle lunghe sessioni di fotogrammetria," ha affermato Haider.

Il touchscreen posteriore di Leo permette di rivedere le scansioni del cervo gigante in tempo reale. Foto per gentile concessione di Christina Rittmannsperger

NHMW utilizza anche Artec Space Spider, uno scanner 3D portatile ad altissima risoluzione, ideale per catturare i dettagli più piccoli e intricati dei fossili e un'ampia varietà di altri oggetti.

Dalle scansioni ai modelli 3D interattivi

Una volta che Artec Leo o Space Spider hanno scansionato il fossile o un altro oggetto, deve essere trasformato in una mesh poligonale 3D completa che rappresenti la sua superficie, con un livello di precisione nel regno del submillimetro.

Screenshot di Artec Studio che mostra il pre-allineamento delle scansioni Leo del cervo gigante. Immagine per gentile concessione di NHMW

Il software Artec Studio è un personaggio chiave in questo processo di trasformazione. Winkler e Haider prendono i dati grezzi acquisiti dallo scanner Artec e li importano in Artec Studio. Qui, la mesh 3D risultante può essere trasformata in modelli 3D di vari formati.

Screenshot di Artec Studio che mostra Leo che scansiona il cervo gigante che viene unita durante l'allineamento. Immagine per gentile concessione di NHMW

Di solito esportano le loro scansioni 3D come file OBJ, con texture PNG, mentre per alcune applicazioni web utilizzano il formato GLB, compatibile con Blender. "La perfetta integrazione tra Artec Studio e Blender, tra le altre applicazioni, facilita un flusso di lavoro fluido ed efficiente per la creazione di modelli 3D realistici", ha affermato Haider.

Viola Winkler e Anna Haider esaminano le scansioni 3D sul touchscreen di Leo. Immagine per gentile concessione di Christina Rittmannsperger

Parte del fascino di Artec Leo deriva dalla sua capacità di creare modelli 3D per una piattaforma interattiva che i visitatori del museo possono esplorare in modi impensabili all'interno dei confini fisici del museo. Ciò ha aperto un nuovo mondo di scoperte, possibilità di educazione e apprezzamento, specialmente durante i periodi di pandemia in cui le visite fisiche erano impegnative o addirittura impossibili.

"I modelli 3D interattivi che abbiamo creato utilizzando Artec Leo e anche quelli con Space Spider sono molto popolari", ha affermato Winkler.

Il modello 3D annotato del cervo gigante su Sketchfab, creato partendo dalle scansioni di Artec Leo. Immagine per gentile concessione di NHMW

Ha continuato dicendo: "Ora, non importa se ti trovi a Vienna o a migliaia di chilometri di distanza, si possono esplorare le nostre collezioni in profondità, spesso anche da prospettive diverse da quelle di una normale visita al museo. Siamo anche in grado di mostrare esemplari delle nostre collezioni che non fanno parte della mostra pubblica."

Condividere i tesori del Museo di Storia Naturale di Vienna con il mondo

Il Museo di Storia Naturale di Vienna condivide i propri modelli 3D online con i visitatori di tutto il mondo tramite il proprio account Sketchfab. Questa piattaforma ora presenta oltre 200 modelli 3D estremamente realistici e dettagliati delle mostre più popolari e indimenticabili del museo. La maggior parte dei modelli 3D disponibili è anche scaricabile gratuitamente.

Alcuni dei più amati di questi includono l'uccello del  terrore (Paraphysornis brasiliensis), la tuta spaziale Sokol di Franz Viehböck, i granchi giganti giapponesi (Macrocheira kaempferi) e persino le formine per biscotti NHMW, una collezione di otto modelli 3D unici trasformati in tagliabiscotti stampabili in 3D, scaricabili e disponibili per l'esplorazione virtuale. Questa accessibilità globale rende accessibile l'esperienza museale per visitatori vicini e lontani.

Il modello 3D annotato dell'uccello del terrore su Sketchfab, creato dalle scansioni di Artec Leo. Immagine per gentile concessione di NHMW

Oltre il cervo gigante

Espandendosi oltre l'affascinante scheletro del cervo gigante, la NHMW ha utilizzato Artec Leo per documentare e creare modelli 3D di una serie di altre creature straordinarie. Questi includono una foca elefante meridionale (Miroungaleoninae) dalle Isole Falkland nell'Oceano Atlantico meridionale; una tartaruga marina gigante (Archelon ischyros) dal mare tropicale preistorico che un tempo ricopriva il Nord America; e una rara antilope blu (Hippotragus leucophaeus), una delle mostre più popolari e famose all'interno della collezione del museo.

Winkler non ha nascosto il suo stupore per la precisione e il dettaglio di Artec Leo: "Anche dopo averlo usato per così tanto tempo, sono continuamente sbalordito dal modo in cui Leo cattura anche i più piccoli dettagli dei nostri fossili e di altri reperti. Guardando il modello 3D della nostra foca elefante meridionale o dell'antica tartaruga marina, puoi vedere le singole trame e le sottili variazioni che rendono unico ogni oggetto."

Il modello 3D annotato dell'antilope blu su Sketchfab, creato a partire dalle scansioni Artec Leo. Immagine per gentile concessione di NHMW

Ha continuato: "E guardando la scansione della nostra antilope blu è quasi come se fossi di fronte all'animale in carne e ossa, per esaminarlo da vicino. Artec Leo ha dato una nuova vita alle nostre collezioni come mai prima d'ora."

Monitoraggio e conservazione per le generazioni future

Oltre all'impegno pubblico, grazie a Artec Leo e Space Spider il team NHMW ha trovato una soluzione affidabile per la conservazione digitale. Le scansioni 3D ad alta precisione sono una risorsa importante nel monitoraggio delle modifiche minime agli artefatti. Anche le alterazioni inferiori a un millimetro possono essere tracciate nel tempo.

Il modello 3D annotato di un cranio di Tyrannosaurus rex, creato dalle scansioni di Artec Leo. Immagine per gentile concessione di NHMW

"La capacità di rilevare anche i più piccoli cambiamenti di superficie negli oggetti e intervenire quando necessario è per noi una grande vittoria. Ci consentirà di vedere se stanno avvenendo problemi strutturali preoccupanti e di preservare con fiducia questi preziosi oggetti per molti anni a venire," ha spiegato Haider.

A volte il team ricorre a Blender, che consente di aggiungere texture ancora più artistiche o realistiche ai modelli 3D, in particolare nelle animazioni, migliorando così l'esperienza dello spettatore.

Ridefinire la curatela dei musei nel XXI secolo

Con Artec Leo e Space Spider, NHMW ha trovato una soluzione efficiente e precisa alle doppie sfide della conservazione e dell'accessibilità. Rivoluzionando il loro approccio alla documentazione oggettuale e al coinvolgimento dei visitatori, assicurano che le loro straordinarie mostre continuino a illuminare e ispirare il pubblico per i decenni e i secoli a venire.

Come ha detto Winkler, "Le nostre antiche mostre ora hanno un futuro sicuro e vivo come il loro passato". Haider ha aggiunto, facendo eco ai sentimenti del suo collega, " I nostri scanner Artec hanno davvero trasformato l'approccio che abbiamo alla curatorialità: permettono di organizzare affascinanti tour virtuali e di monitorare la conservazione delle nostre mostre."

Il modello 3D annotato di una tigre della Tasmania (tilacino), creato a partire dalle scansioni di Artec Leo. Immagine per gentile concessione di NHMW

In questa nuova era, NHMW sta superando i tradizionali limiti della conservazione e dell'esposizione. Con Artec Leo, Space Spider e la loro suite di strumenti software avanzati, stanno ridefinendo cosa significa essere un museo nel 21°  secolo.

Non si tratta solo di presentare i reperti, ma anche di condividere gli impressionanti modelli 3D riccamente annotati con un pubblico globale, assicurando che questi rari manufatti storici continuino a ispirare curiosità e stupore, indipendentemente dai confini geografici.