Skanowanie 3D w archeologii na przykładzie gigantycznego liczącego 66 milionów lat szkieletu T-Rexa

Streszczenie: Kiedy w Montanie odkopano w niemalże  nienaruszony szkielet T-Rexa, zwany „Trix”, paleontolodzy musieli znaleźć sposób na przygotowanie liczącego 43 stóp egzemplarza do ekspozycji.

Cel: Zeskanowanie w kolorze 3D wszystkich kości ogromnego dinozaura z dokładnymi szczegółami, od głowy do ogona, z najdrobniejszymi szczegółami

Użyte narzędzia: Artec Eva, Artec Studio

Skanowanie 3D dla muzeów – od czego się zaczęło?

Odkrycie szkieletu Tyrannosaurus rex, nazwanego Trix, w 2013 roku w Montanie w USA, było szokującą wiadomością dla społeczności paleontologicznej: zachowało się ponad 80% objętości kości, co umieściło Trix w pierwszej trójce najbardziej kompletnych szkieletów Tyrannosaurus rex które kiedykolwiek zostały znalezione. Obecne były wszystkie niezbędne, większe kości, a jakość skamieniałości była o wiele lepsza niż w przypadku innych szkieletów T.Rexa znalezionych na świecie.

Pracownicy Centrum Bioróżnorodności Naturalis z siedzibą w Leiden w Holandii, odkryli kości. W celu odpowiedniego przygotowania go do ekspozycji centrum zatrudniło Valentina Vanhecke, założyciela i właściciela firmy świadczącej usługi skanowania 3D 4Visualization. Zadaniem Valentina było zeskanowanie całej skamieniałości i oraz oddzielenie kości na miejscu. Modele 3D zostały później wykorzystane do zamontowania całego szkieletu: brakujące kości zostały wymodelowane, wydrukowane w 3D i umieszczone tam, gdzie powinny się oryginalnie znajdować.

Model tyranozaura w 3D

Valentin odbył dwie podróże do Instytutu Black Hills w Południowej Dakocie w USA, gdzie przygotowano kości Trix do skanowania 3D. Przeprowadzono je za pomocą skanera 3D Artec Eva 3D, który został dostarczony przez firmę Artec 3D.

Proces skanowania 3D szkieletu dinozaura

„To było świetne”, mówi Valentin. „Wszystko zostało zrobione z Evą, nawet ostatnie dwa kręgi ogonowe, które mają tylko kilka cm długości… Udało mi się to zrobić, ale tak naprawdę były na granicy najmniejszego możliwego rozmiaru. Na drugim końcu znajduje się czaszka, która ma prawie 2 m długości i wiele szczegółów oraz pustych przestrzeni, takich jak oczodoły i kanały nosowe”.

Czaszka T.Rexa w Artec Studio 11

W czaszce po raz pierwszy znaleziono małą kość, która prowadzi od ucha zewnętrznego do ucha wewnętrznego. Kość to posiada grzbiet o wysokości 3-4 mm, który ma prawie 1 mm grubości i 5 cm długości. Mimo niewielkich rozmiarów kość została skutecznie uchwycona przez skaner 3D.

Ta kość jest częścią dolnej szczęki T.Rexa. Okrągłe otwory zostały pozostawione przez zęby innego dinozaura. Rany nie były śmiertelne, ponieważ zagoiły się doskonale.

„Potem przyszło przetwarzanie końcowe wszystkich kości, które wykonałem w moim biurze. Odbywało się głównie poza godzinami pracy w mojej firmie”, mówi Valentin.

Valentin wykonał płynne połączenie wszystkich kości zeskanowanych za pomocą skanera 3D w oprogramowaniu 3D Artec Studio. Kości zostały zeskanowany w rozdzielczości 0,3 lub 0,5 mm w zależności od ich wielkości. Rozmiar plików wahał się od 200 Mb do 1000 Mb. Valentin zdziesiątkował siatki i załadował je w jednym projekcie z ogólnymi skanami całego szkieletu.

Składanie skanów czaszki, kręgów i żeber w Artec Studio 11

Digitalizacja przy pomocy skaner 3D – jak dodać brakujące elementy szkieletu

Tam, gdzie to możliwe, brakujące kości T.Rexa zostały odzwierciedlone i wydrukowane przy pomocy drukarki 3D.

„Kiedy naszemu T.Rexowi brakowało kości, użyłem odlewów innych okazów” – mówi Valentin. „Na przykład stopy pochodziły od innego T.Rex o iminieu Sue, a niektóre brakujące kręgi pochodziły od Stana. Prawa noga została uznana za kompletną, ale brakowało lewej, więc teraz Trix „porusza się” na dwóch prawych nogach”.

Wszystkie brakujące kości zostały wydrukowane za pomocą drukarek 3D Ultimaker. Kiedy cały szkielet był na swoim miejscu, Valentin wykonał jeszcze kilka skanów T.Rexa, aby dokładnie wiedzieć, jak umieścić wszystkie elementy tam, gdzie powinny sie znajdować.

Kompletny szkielet trexa w 3D

„Ułożenie szkieletu było żmudną pracą, ponieważ ma on około 13 metrów długości od czubka nosa do końca ogona” – mówi Valentin. „Na początku miałem nadzieję, że uda mi się to zrobić ze wszystkimi kośćmi w wysokiej rozdzielczości, ale to było za dużo dla mojego komputera, więc musiałem uprościć wszystkie kości, aby zachować całkowity rozmiar”.

Następnie plik musiał zostać ponownie uproszczony, aby umieścić go w Internecie i udostępnić go przeciętnym komputerom. Model był prezentowany w holenderskiej telewizji państwowej w filmie „Expeditie T.Rex” i można go obejrzeć na stronie 4Visualization na Sketchfab.

Masz pytania? Napisz do nas!