Scansione 3D della Ryedale Hoard dello Yorkshire Museum con Artec Space Spider

Smisero di scavare non appena videro quel barlume di bronzo. All'inizio, pensavano che fosse il bordo di una testa d'ascia dell'età del bronzo. Pochi minuti dopo, mentre sollevavano il piccolo busto di Marco Aurelio da una fossa nel campo di un contadino a Ryedale, in Inghilterra, gli esperti di metal detector Mark Didlick e James Spark rimasero senza fiato.

Busto di bronzo di Marco Aurelio, pochi minuti dopo essere stato scoperto dai metal detector. Foto: Mark Didlick

Per un tempo che gli parve eterno, nessuno dei due poteva parlare, mentre spazzolavano via delicatamente i pochi pezzi di terra dal viso dell'antico imperatore.

Il busto era la loro seconda scoperta della giornata. Continuarono a perlustrare la zona. Quando ebbero finito, oltre al busto, avevano dissotterrato altri tre oggetti: un piombino, una statuetta del dio romano Marte e un manico di coltello a testa di cavallo.

Didlick inviò diverse foto all'ex archeologo Brian Walker, che, stupito dal ritrovamento, disse che si trattava molto probabilmente di manufatti di epoca romana risalenti al II secolo d.C.

Dal campo di un contadino alle sale espositive dello Yorkshire Museum

Nelle settimane a venire, questa collezione di 1.800 anni fa, una delle più belle della Gran Bretagna romana, è stata autenticata e gli è stato dato il nome di The Ryedale Hoard. Successivamente è stata acquisita dallo York Museums Trust e da allora è esposta allo Yorkshire Museum.

Secondo il curatore dello Yorkshire Museum Andrew Woods, "mai prima d'ora un tale numero di manufatti di epoca romana è stato trovato nel Regno Unito in una sola volta, in un unico luogo. Tutti questi oggetti presentano una fattura incredibilmente raffinata. E crediamo che siano stati fatti proprio qui in Gran Bretagna, al culmine della gloria dell'Impero Romano."

Ryedale Hoard busto in bronzo dell'imperatore romano Marco Aurelio. Immagine gentilmente concessa dallo York Museums Trust

Originariamente progettato per stare seduto in cima allo scettro di un sacerdote del culto imperiale romano, questo busto finemente realizzato di Marco Aurelio venne senza dubbio usato frequentemente in cerimonie e rituali in onore dell'imperatore.

L'artista che ha realizzato questo straordinario pezzo probabilmente era nato in Gran Bretagna e non aveva mai visto l'imperatore di persona, quindi ha basato la sua rappresentazione su sculture esistenti e raffigurazioni su monete.

Il curatore dello Yorkshire Museum Andrew Woods con la statuetta di Marte a Cavallo della Ryedale Hoard. Immagine gentilmente concessa dallo York Museums Trust, copyright Charlotte Graham Photography

In tutto l'impero, il dio romano Marte era spesso raffigurato come un guerriero a cavallo. In questa statuetta, l'antica divinità sta galoppando verso la battaglia, anche se la lancia e lo scudo che un tempo brandiva si sono persi nei secoli.

Manico di coltello a forma di cavallo della Ryedale Hoard. Immagine gentilmente concessa dallo York Museums Trust

Gli animali erano una scelta popolare per adornare gli oggetti di uso quotidiano in epoca romana. Questo manico a forma di cavallo originariamente apparteneva a un coltello, che potrebbe essere stato rotto di proposito prima della sepoltura.

Con un design che non è cambiato molto negli ultimi 2.000 anni, il piombino della Ryedale Hoard avrebbe svolto un ruolo importante nella Gran Bretagna romana, effettuando misurazioni accurate per nuove strade, fortezze e insediamenti.

La Ryedale Hoard. Immagine gentilmente concessa dallo York Museums Trust

I ricercatori hanno concluso che questi oggetti sono stati sepolti alla fine del II secolo d.C. come un qualche tipo di sacrificio agli dei, tuttavia sono ancora in corso studi per ottenere un quadro più chiaro sia dell'importanza di questi inestimabili manufatti sia del motivo per cui sono stati sotterrati in questo modo.

Creazione dei gemelli digitali del Ryedale Hoard

Come parte fondamentale della visione dello Yorkshire Museum di essere un leader nello spazio digitale e di costruire una presenza online per condividere le sue collezioni in tutto il mondo, si è deciso di catturare l'intera collezione Ryedale Hoard in 3D.

In passato, tali progetti venivano realizzati principalmente attraverso la fotogrammetria, in collaborazione con Heritage360 presso l'Università di York.

Ma a causa della natura della fotogrammetria, comprese le lunghe sessioni di fotografia (quando si utilizza una configurazione a fotocamera singola) e la notevole quantità di manipolazione necessaria per posizionare e riposizionare ogni oggetto catturato, tali progetti dovevano essere programmati dai curatori con settimane, se non mesi, di anticipo.

Artec Space Spider Scansione 3D del busto di Marco Aurelio. Immagine gentilmente concessa da Heritage360

Secondo le parole di Patrick Gibbs di Heritage360, "Nella cattura di manufatti storici bisogna tenere conto di molte cose. Non si tratta semplicemente di tirarli fuori e catturarli in pochi minuti. A causa dei potenziali rischi per gli oggetti e della necessità di un curatore di essere sempre lì, abbiamo bisogno di collaborare con il museo e di elaborare il modo migliore e più sicuro per organizzare il tutto."

Ha continuato: "Con la nostra configurazione di fotogrammetria a fotocamera singola, potremmo dover passare due giorni a lavorare con un manufatto, solo per assicurarci che tutto sia stato catturato e che abbiamo tutto ciò di cui abbiamo bisogno. Questo processo può richiedere da due a tre mesi per essere programmato, a causa di tutte le sfide logistiche coinvolte."

Se avessero proseguito su questa strada, la digitalizzazione della collezione di bronzi Ryedale dello Yorkshire Museum avrebbe richiesto mesi per essere organizzata e realizzata. Per non parlare delle migliaia di altri manufatti del museo in attesa di trasformazione digitale.

La statuetta di Marte a cavallo della Ryedale Hoard. Immagine gentilmente concessa dallo York Museums Trust

Alla ricerca di un'alternativa alla fotogrammetria tradizionale

Questo è ciò che ha spinto Gibbs e il suo specialista di tecnologia digitale James Osborn a esplorare il mercato per altre possibilità. La loro ricerca online li ha portati all'ambasciatore Artec Central Scanning, esperti di scansione 3D per la conservazione culturale e in molti altri settori.

Gibbs e Osborn sapevano di aver trovato la soluzione giusta: Artec Space Spider.

Lo Space Spider è uno scanner 3D portatile, uno dei preferiti in tutto il mondo tra gli archeologi, gli specialisti del patrimonio culturale per molti anni.

Con la sua capacità di catturare anche i dettagli più complessi degli oggetti con precisione submillimetrica e vivida riproduzione dei colori in 3D, senza la necessità di target o spray, Space Spider può fornire scansioni da utilizzare in mostre online e in musei, archivi digitali, modelli educativi stampati in 3D e in molti altri contesti.

Alex Chung di Central Scanning cattura un vaso romano con Artec Space Spider. Immagine gentilmente concessa da Heritage360

Parlando di come lo scanner ha aiutato i piani dello Yorkshire Museum, Woods ha dichiarato: "Per noi è molto importante offrire ai visitatori qualcosa di diverso, perfino da quello che otterranno entrando nel nostro museo."

Woods ha inoltre spiegato: "Senza alcun rischio per gli oggetti stessi, sarai in grado di prenderli virtualmente in mano, girarli, esaminarli e, insieme alle etichette e agli appunti di un curatore, che porteranno alla tua attenzione decine di fatti o storie affascinanti collegate a ciascun oggetto, la tua esperienza sarà memorabile e unica."

L'intero Ryedale Hoard 3D scansionato in meno di un'ora

Quando è arrivato il momento di scansionare in 3D la collezione Ryedale Bronze con il loro nuovo Space Spider, Gibbs e Osborn erano sorpresi, così come il curatore che assisteva al progetto.

Uno per uno, ciascuno dei quattro manufatti è stato posizionato su una piattaforma girevole Artec e scansionato separatamente in meno di cinque minuti dall'inizio alla fine. Solo 10 minuti dopo, l'elaborazione della scansione nel software Artec Studio aveva trasformato le scansioni in uno straordinario modello 3D dell'oggetto.

"Senza alcun rischio per gli oggetti stessi, sarai in grado di prenderli virtualmente in mano, girarli ed osservarli. La tua esperienza sarà memorabile e unica."

Il tempo totale necessario per la configurazione, la scansione e l'elaborazione di tutti gli oggetti nei rispettivi modelli 3D è stato inferiore a un'ora. In contrasto con il loro precedente lavoro di fotogrammetria, la differenza è sostanziale.

Scansione di Space Spider del busto di Marco Aurelio nel software Artec Studio. Immagine gentilmente concessa da Heritage360

Commentando a tale proposito, Osborn ha detto: "Ci sarebbe voluto un giorno intero per catturare gli oggetti usando la fotogrammetria. E poi se la luce fosse cambiata anche leggermente durante la sessione, avremmo dovuto chiedere al curatore di tirare fuori di nuovo l'oggetto, di rifare quella foto usando le esatte condizioni di illuminazione. Forse non sarebbe nemmeno stato possibile farlo lo stesso giorno. Tutto ciò andrebbe compensato scattando un sacco di foto in più, sperando che tutte risultino perfette, anche se non lo si saprà fino alla fase di elaborazione."

Ha aggiunto: "una volta che inizi a elaborare tutte le foto, è già passato un altro giorno, supponendo che tutto vada secondo i piani. Quindi, tutto considerato, quanto fatto in un'ora con Space Spider avrebbe richiesto due giorni se avessimo usato la fotogrammetria, senza il rischio aggiuntivo di dover spostare ogni oggetto in tutte le posizioni insieme a tutti i piccoli oggetti di scena che la fotogrammetria richiede."

Trasformare le scansioni in modelli 3D eccezionali

Per l'elaborazione delle scansioni in Artec Studio, il loro flusso di lavoro è semplice e diretto. In primo luogo usano la rimozione della base per eliminare tutti i dati indesiderati da sotto l'oggetto. Una volta fatto questo, allineano le scansioni, riunendo tutta la geometria.

Dopo, applicano una fusione nitida a 0,1 mm e, quando esportano modelli 3D per la visualizzazione online, riducono il conteggio dei poli per ottimizzare le dimensioni del file e la velocità di visualizzazione.

Scansione di Space Spider della statuetta di Marte a cavallo nel software Artec Studio. Immagine gentilmente concessa da Heritage360

I modelli 3D risultanti sono ora utilizzati sia all'interno dello Yorkshire Museum che online. Nel primo caso, dei codici QR collegati ai modelli Sketchfab corrispondenti sono stati posizionati accanto alle vetrine che contengono i manufatti originali, consentendo ai visitatori del museo di portare il loro coinvolgimento al livello successivo.

Come lo Yorkshire Museum condivide contenuti 3D in tutto il mondo

E il museo non si ferma qui. Stanno anche cercando di incorporare questi modelli 3D in luoghi come Wikimedia Commons, dove saranno visualizzati da milioni di persone ogni settimana.

Woods ha spiegato il ragionamento alla base di questa operazione. "In questo modo, porteremo le nostre collezioni a persone in tutto il mondo che probabilmente non avrebbero mai la possibilità di vederle altrimenti, tanto meno visitare il nostro museo", ha detto. "Mettendo queste scansioni 3D dove si trovano le persone, saremo in grado di connetterci con loro molto più facilmente."

Lo Yorkshire Museum prevede di offrire i modelli 3D dei bronzi della Ryedale Hoard come liberamente disponibili per il download, sia in versione a bassa risoluzione che ad alta risoluzione. Insegnanti, artisti, ricercatori e altri saranno invitati a scaricare e utilizzare le scansioni come preferiscono.

Magnifiche repliche stampate in 3D per la scuola

Come parte dei loro sforzi educativi, lo Yorkshire Museum e Heritage360 hanno deciso di creare versioni "maneggevoli" stampate in 3D dei bronzi della Ryedale Hoard partendo dalle scansioni Space Spider, da utilizzare con le scolaresche in visita al museo.

La Ryedale Hoard stampata in 3D e dipinta a mano. Immagine gentilmente concessa dallo York Museums Trust

Non possedendo personalmente la competenza e la tecnologia per questi compiti, hanno contattato lo specialista di patrimonio digitale 3D Steven Dey di ThinkSee3D. Dalla fondazione dello studio nel 2015, Dey ha creato centinaia di repliche prodotte digitalmente e storicamente accurate per musei e altri clienti nel Regno Unito e oltre.

Una volta che Dey ha ricevuto i modelli 3D (come file OBJ) dei Bronzi Ryedale da Heritage360, la stampa 3D ha richiesto circa tre ore dall'inizio alla fine, con tutti e quattro gli oggetti stampati contemporaneamente su una stampante 3D Systems ColorJet, utilizzando un nucleo in gesso.

Un processo di invecchiamento eseguito magistralmente per ottenere il loro aspetto antico

Il colore di base è stato applicato come sfondo, e agli oggetti è stato poi dato un rivestimento superficiale epossidico con una polvere di bronzo spolverata mentre erano ancora appiccicosi. Dopo che la polvere epossidica si è stabilizzata, gli oggetti sono stati lucidati per ottenere un aspetto bronzeo lucido, come se fossero nuovi.

Da lì, sono stati fatti invecchiare artificialmente, utilizzando una combinazione di vernici spray e cere, per dare loro un aspetto grigio-verde, sorprendentemente simile a quello degli oggetti originali.

Replica stampata in 3D e dipinta a mano del busto di Marco Aurelio. Immagine gentilmente concessa da ThinkSee3D

Ora gli studenti possono da soli raccogliere e osservare queste bellissime repliche riprodotte fedelmente, rendendole un indimenticabile accompagnamento alle lezioni sui libri di testo incentrate su questo importante capitolo della storia.

Scansionare il passato in 3D

Dopo il successo della digitalizzazione della collezione Ryedale Hoard, lo Yorkshire Museum punta ora a fare lo stesso per le sue altre collezioni, che includono migliaia di oggetti affascinanti come spade e gioielli, uccelli esotici estinti, dinosauri, un intricato mosaico pavimentale e calchi funerari di epoca romano-britannica e molto altro.

James Osborn di Heritage360 visita la mostra Ryedale Hoard allo Yorkshire Museum. Immagine gentilmente concessa da Heritage360

Woods ha commentato i vantaggi della scansione 3D: "Gestire un museo non vuol dire semplicemente mostrare qualcosa ai visitatori, ma rendere davvero possibile a persone di tutte le età di fare un viaggio in autonomia, dove scopriranno a modo loro cose indimenticabili su questi oggetti."

Ha continuato, dicendo: "E la scansione 3D con Artec ci ha permesso di realizzare esattamente questo."