3D 스캐닝 및 컴퓨터 단층 촬영으로 이집트 미라의 3D 모델 만들기
이전에는 분리되었던 3D 스캐닝 및 컴퓨터 단층 촬영의 세계가 함께 모여 고대 이집트 미라 중 하나의 고유한 조합 모델을 산출합니다. Artec Eva 3D 스캐너로 수집한 미라의 기하학 및 텍스처 또는 색상에 대한 정보는 AXIOM Siemens CT 스캐너로 만든 컴퓨터 단층 촬영 스캔을 통해 조사되었습니다. 결과는 미라의 디지털 사본으로 외부와 내부의 모습을 보여줍니다.
CT 스캐너는 신체의 내부 구조에 대한 모든 세부 사항을 제공하지만 색상을 렌더링 할 수 없으며 대상을 완전히 사실적으로 표현하지 못합니다. 하지만 이제 산업용 3D CT 데이터의 분석 및 시각화 시장에서 선두 솔루션인 Volume Graphics Version 3.1 소프트웨어의 새로운 기능 덕분에 두 데이터 세트를 한 번의 클릭으로 병합 할 수 있게 되었습니다.
Sherit 미라 프로젝트는 이 새로운 기능을 첫 번째로 응용한 사례 중 하나입니다. 이집트의 고대 이집트인 '작은 아이'인 Sherit 은 2 천년 전에 죽은 미라화 된 이집트 아이입니다. 현재 캘리포니아 주 산호세에 있는 로시크루시안 이집트 박물관에 전시되어 있습니다.
로시크루시안 이집트 박물관의 전무 이사인 줄리 스콧 씨는 다음과 같이 말합니다."우리를 위해, 이 프로젝트의 가치는 이 어린 소녀의 이야기를 삶으로 가져 오는 것입니다. 그녀는 1930년대에 박물관에 왔지만 당시 그녀에 대해 거의 알지 못했습니다. 저희는 미라 포장을 손상시키지 않고 그녀가 누구인가에 대해 더 많은 것을 밝혀낼 수 있는 방법을 찾고 싶었습니다. "
CT와 광학 스캔을 결합한 미라 Sherit : 하늘색 메쉬는 보여주기 위한 목적입니다. 이는 현재 가능한 3D 표면 스캔과 CT 스캔으로 얻은 내부 3 차원 데이터의 조합을 의미합니다.
Sherit은 2005 년에 CT 스캔을 실시하여 대략의 나이와 건강 상태를 결정할 수 있었습니다. 그녀가 사망 당시 4 살 반에서 6 살 사이였습니다. 그녀의 시체는 고급 린넨으로 싸여 있었으며 둥근 귀고리, 부적, 로마 시대의 목걸이로 덮여있었습니다. 부유한 가정에서 살았었다는 것을 추측할 수 있습니다. 이 연구에 참여한 박사들은 그녀가 이질 또는 수막염으로 사망했을 것으로 추정합니다.
"현재 우리는 박물관의 과학 코너에 이 연구 결과를 소개하고 있습니다. 곧 새로운 비디오를 발표 할 계획이며, 새로운 프레젠테이션은 훨씬 더 대화식으로 진행될 것입니다. 저희의 바람은 이 신기술이 방문객들로 하여금 수년 전에 살았던 이 어린 소녀에 대한 깊은 이해를 하는 데 도움이 되는 것입니다. "
Artec 3D 및 Volume Graphics는 고대 이집트 미라의 질감이 담긴 3D 스캔과 계산된 단층 촬영 스캔을 결합하여 동일한 모델의 내부 및 외부 모두를 보여주는 미라의 가장 정확한 3D 모델을 얻었습니다.
Sherit의 CT 스캔은 Artec Eva 휴대용 3D scanner로 찍은 고정밀 3D 스캔과 병합되어 미라 외부 표면의 생생한 풀 컬러 3D 이미지를 제공합니다.
" VGSTUDIO MAX 소프트웨어의 최신 버전에서 가져올 수 있는 컬러 표면 메쉬로 CT 스캔의 세부 사항을 향상시키는 가장 좋은 방법 중 하나이기 때문에 저희는 Artec 스캐너를 선택했습니다. 사용하기 쉬운 Artec 스캐너는 고품질의 표면 캡처가 가능하면서 사이즈 또한 작습니다. 상대적으로 작은 크기 및 높은 캡처 속도 덕분에 장치를 다루기가 매우 편리합니다. 동시에, 높은 정밀도와 가장 중요하게는 3 차원에서 물체 표면의 색상까지 포착 할 수 있는 장점을 가집니다. 이는 여전히 CT에서 누락 된 부분입니다. 저희는 결과에 매우 만족하며 품질이 기대 이상이라고 말하고 싶습니다." Volume Graphics의 CEO, 크리스토프 린하트 씨가 말합니다.
Artec의 구조광 3D 스캐닝 기술을 사용하여 미라의 취약한 표면에 타겟을 부착 할 필요 없이 빠른 스캔을 할 수 있었습니다. Artec 3D 스캐너는 대상의 실제 색을 보여주는 24비트 픽셀의 색심도를 가진 고해상도 3D 이미지를 제공합니다. 그리고 Artec Studio 12 소프트웨어의 개선 된 시각화 기능 덕분에 3D 데이터로 작업하는 사용자는 회전 시의 포인트 클라우드가 아닌 완전히 렌더링 된 스캔을 볼 수 있어 3D 모델을 편집하고 검사하는 것이 훨씬 편리해 집니다.
“이 미라는 복잡한 형상, 다양하고 반복되지 않는 텍스처 및 자연스러운 표면 불완전성을 특징으로 하기 때문에 스캔하기가 매우 쉬웠습니다. 제가 직면한 사소한 어려움은 미라 위에 스캐너를 올려 놓지 말라는 박물관의 요청이었습니다. 이 때문에 캡처할 수 있는 각도의 범위가 제한됐지만 스캐너의 다양성 덕분에 큰 문제는 아니었습니다.” 미라를 스캔 한 Artec의 Anna Galdina씨가 말합니다
Artec 배터리 팩으로 작동하는 Artec Eva로 미라 Sherit 스캔하기
Anna는 30분의 여유를 두고 검사를 했지만 10 분 이내로 훨씬 빨리 완료되었습니다. 그녀가 말하길, "그런 다음 저는 Artec Studio의 설정을 조정하여 몇 가지 추가 스캔을 진행해 어떻게 작업되는지 보았습니다. 또한 남은 시간을 활용해 모든 균열과 구멍을 모두 포착했는지 확인하였습니다."
원시 데이터의 초기 처리는 단 몇 분 만에 현장에서 수행되었습니다. "사무실로 돌아 왔을 때 약 1.5 시간 만에 고해상도 버전을 처리했습니다. 클라이언트는 다른 해상도로 여러 버전의 모델을 원했습니다.” Anna가 말합니다
Anna는 .obj, .png 텍스처, .ply, .wrl 로 총 5 개의 모델을 만들었으며 크기는 60 만에서 2 천 7 백만 폴리곤에 이릅니다. "전반적으로이 프로젝트에 참여하게 되어 매우 기뻤습니다. Artec 3D 스캔이 CT 스캔과 병합 된 것을 본 적이 한 번도 없습니다. 결과는 놀라웠습니다! 두 데이터 세트는 서로 완벽하게 잘 어울렸으며, 이제 미라의 바깥 쪽 표면의 모든 세부 사항 및 내부에 존재하고 있는 것까지 볼 수 있습니다. 이는 정말 놀라운 것입니다!" 그녀가 말합니다.
Artec Eva 3D 스캐너로 촬영하여 Artec Studio 12 소프트웨어에서 렌더링한 미라 Sherit의 3D 모델입니다.
3D 이미지는 색상 및 기하학적 데이터를 모두 포함하는 질감이 있는 메쉬로 저장되었습니다. CT 스캔은 광학 3D 스캐너로는 볼 수 없던 미라의 완전한 내부 구조를 비파괴적으로 검출하였습니다. CT 스캔에서 3 차원 부피가 계산되었으며, 여기에는 모든 물질 및 기하학 정보가 포함되었습니다.
남은 것은 두 스캔을 단일 3D 모델로 결합하는 것입니다. 이를 위해 CT 스캔으로 계산된 대상의 표면에 텍스처 메쉬를 배치하였습니다. 결과로 는 외부와 내부 모두에서 현재까지 원본과 가장 일치하는 미라의 정확한 디지털 사본이 도출되었습니다.
모든 결합 작업은.obj 및 .ply 데이터를 읽을 수 있는 산업용 CT 데이터의 시각화 및 분석을 위한 Volume Graphics의 고급 소프트웨어인 최신 버전의 VGSTUDIO MAX에서 수행되었습니다.
Christof Reinhart씨가 말하길, "저희 소프트웨어 사용자가 부피 데이터에 다른 차원을 추가 할 수 있게 된다는 사실에 매우 황홀합니다. 메쉬뿐만 아니라 색상 포인트 클라우드를 추가함으로써 저희는 광학 스캐너와 CT 스캐너의 세계를 통합하고 있습니다. 이 기능이 어떻게 사용되는지 보게 되어 매우 기쁩니다! "
이전에는 표면을 사실적으로 보이게 하기 위해 CT 스캔한 대상을 수동으로 색칠해야 했지만 3D 텍스처 스캔과 CT 스캔을 함께 사용하면 이 단계가 더 이상 필요하지 않습니다. 텍스처 메쉬는 Volume Graphics Version 3.1 소프트웨어로 가져와 CT 데이터와 병합하여 보다 의미있는 문서화, 보다 생생하고 정확한 표현 및 포괄적인 대상 분석을 할 수 있습니다.
확실한 응용 분야는 문화 유산 보호, 법의학, 고고학, 인류학, 의학입니다. 그러나 산업 분야에서의 응용도 가능합니다. 예를 들어, 텍스처 메쉬와 CT의 조합을 사용하면 표면의 색상 세부 정보가 있는 맥락에서 대상 내부의 세부 정보를 조사 할 수 있습니다.