Skanowanie 3D w etnografii – skansen etnograficzny staje się trójwymiarowy dzięki Artec Leo i Ray II

Wyzwanie: Muzeum Archeologiczne i Etnograficzne w Łodzi potrzebowało sposobu na bezpieczną i szybką digitalizację kilku historycznych obiektów dziedzictwa, w tym średniowiecznej twierdzy i skansenu z jego budynkami, tym, co jest w środku, i otaczającym krajobrazem. Ostatecznym celem było stworzenie dokładnych cyfrowych bliźniaków tych obiektów, które miały być wykorzystywane do archiwizacji i wizualizacji na potrzeby VR, edukacji, badań i ochrony dziedzictwa narodowego dla przyszłych pokoleń.

Rozwiązanie: Artec Leo, Artec Ray II, Artec Studio, Blender, ZBrush

Rezultat: Wypełnione modele 3D twierdzy, a także historycznych budynków z ich wnętrzami i eksponatów na świeżym powietrzu muzeum etnograficznego. Powstałe modele są gotowe do wykorzystania w prezentacjach edukacyjnych, immersyjnych doświadczeniach VR i wystawach cyfrowych.

Dlaczego Artec?: Tandem Artec Ray II i Artec Leo wykazał zdolność do obsługi zarówno małych detali, jak i ogromnych obszarów zewnętrznych. Szybkość, precyzja i płynna integracja skanerów w połączeniu z niezrównanym doświadczeniem zespołu 3D Master zapewniły płynny przebieg prac i znakomity efekt końcowy.

Jesteś zainteresowany skanowaniem 3D w etnografii?

Skontaktuj się z nami, a my pomożemy Ci.

Co może sprawić, że Twoje doświadczenie w muzeum etnograficznym będzie naprawdę zapierające dech w piersiach? Wkraczając do miejsca, w którym historyczna przeszłość żyje w samej ziemi, w ciekawych szczegółach codziennego życia, w drewnianych belkach średniowiecznych budowli, nie możesz nie wyobrazić sobie siebie jako mieszkańca starego miasta. Teraz wyobraź sobie, że możesz wejść na taką wystawę z dowolnego miejsca na świecie, dowiedzieć się, jak żyli ludzie wieki temu, zachwycając się zarówno koncepcjami inżynieryjnymi, jak i codziennymi przedmiotami z życia tak podobnego, a jednocześnie tak odmiennego od współczesnego. Wszystko to stało się możliwe dzięki niesamowitej współpracy z Muzeum Archeologii i Etnografii w Łodzi, w Polsce.

Zachowanie historii w erze cyfrowej, czyli skanowanie 3d w etnografii

Założone w 1918 r. muzeum szczyci się niesamowitymi zbiorami z zakresu archeologii, etnografii i numizmatyki. Aby nadążać za czasami, muzeum śledzi i stosuje technologie 3d nowej generacji w celu archiwizacji i zachowania dziedzictwa kulturowego i historycznego. W ramach tych przedsięwzięć muzeum zorganizowało MuzeOn, konferencję konserwatorską, na którą zaproszono 3D Master, ambasadora Artec 3D w Polsce – z Ewą Piotrkowicz na czele, która odpowiadała za kwestie organizacyjne projektu. Specjaliści ds. skanowania 3D z firmy 3D MASTER zaprezentowali swoje doświadczenie i technologię skanowania. Muzeum, pod wrażeniem zarówno ekspertyzy, jak i technologii, postanowiło zdigitalizować swoje ekspozycje plenerowe, w tym grodzisko oraz ogromny kompleks na otwartym powietrzu. 3D Master z entuzjazmem podjął się misji cyfrowego uchwycenia tych miejsc w celu ich wizualizacji, tworzenia animacji oraz wirtualnych spacerów.

Wydawało się, że digitalizacja tych miejsc nie będzie łatwym zadaniem. Kompleks etnograficzny w Kwiatkówku jest integralną częścią kulturowego wizerunku tego obszaru, obejmując różnorodne struktury, od glinianego domu mieszkalnego i piwnicy ziemnej po piec do wypału ceramiki i piec chlebowy. Niektóre z tych budynków to rekonstrukcje oparte na oryginałach z końca XIX i początku XX wieku. Można jednak znaleźć również dobrze zachowane historyczne perełki, takie jak wiatrak z 1820 roku, olejarnia z połowy XX wieku, która zawiera znacznie starsze elementy, oraz kuźnia z początku XX wieku. Wnętrza gospodarstwa domowego odtwarzają typowy wiejski dom rodzinny z końca okresu międzywojennego. Jest to również tętniące życiem miejsce – liczne warsztaty lokalnych artystów i rzemieślników oraz imprezy ludowe przyciągają wielu gości.

Z kolei twierdza w Tum oferuje wgląd w średniowieczne dziedzictwo regionu. Starożytna osada pochodzi z wczesnego średniowiecza i zawiera pozostałości dawnych fortyfikacji, w tym ziemne umocnienia i struktury obronne. Nie trzeba dodawać, że przy takiej różnorodności obiektów do skanowania projekt wymagał zarówno odpowiedniej wiedzy fachowej, jak i odpowiednich narzędzi.

Właściwe rozwiązanie, właściwy zespół – Skanery 3D i 3D MASTER

Chociaż muzeum już posiadało Artec Space Spider i używało go do projektów na mniejszą skalę, digitalizacja całego muzeum stanowiła znacznie większe wyzwanie, szczególnie w zakresie rozwiązań skanowania 3D. Zdając sobie z tego sprawę, 3D Master postanowiło zademonstrować przełomową moc Artec Ray II i Artec Leo, i zaprezentować ich możliwości nie tylko w przypadku skanowania 3D małych obiektów. Aby móc uchwycić eksponaty w całości i stworzyć cyfrowe muzeum łączące przestrzenie wewnętrzne i zewnętrzne, zespół wykorzystał niezrównany duet: dalekosiężny skaner LiDAR oraz bezprzewodową technologię opartą na sztucznej inteligencji.

Połączenie dwóch skanerów okazało się rewolucyjne w wielu zastosowaniach, zarówno w ochronie dziedzictwa, jak i poza nią. Artec Ray II i Artec Leo to idealne połączenie do digitalizacji całych obiektów kulturowych w 3D – od delikatnych artefaktów po monumentalne struktury, takie jak zamki czy kościoły. Dzięki wszechstronnemu zakresowi skanowania te urządzenia umożliwiają precyzyjne odwzorowanie zarówno bogato zdobionych detali, jak i imponujących zabytków, współpracując ze sobą w sposób płynny i efektywny.

„Mobilność Artec Leo była ogromnym atutem, ponieważ nie wymaga podłączenia do źródła zasilania, nie jest wrażliwy na warunki oświetleniowe i nie musi być podłączony do laptopa podczas pracy” — wyjaśnił dyrektor techniczny i kierownik projektu 3D Master Rafał Wypysiński. „Jest szybszy, nadaje się do użytku na zewnątrz i równie dobrze radzi sobie z dużymi obszarami, jak i małymi częściami. Ponadto umożliwia łatwą i szybką integrację danych z różnych skanerów, co daje imponujące wyniki końcowe”.

Po zeskanowaniu łopaty wiatraka jako próbki możliwości zespół techniczny 3D Master przystąpił do pracy. Proces rozpoczęto od skanera Ray II, rozmieszczonego strategicznie w 60–70 pozycjach na terenie muzeum. Podczas gdy Karol Komorowski zajmował się obsługą i przemieszczaniem Ray II, Piotr Wieczorek używał Leo do uchwycenia mniejszych, skomplikowanych części eksponatu. W ciągu zaledwie jednego dnia zespół przemieszczał się z jednego miejsca do drugiego, skanując zarówno twierdzę, jak i kuźnię, a także pomieszczenia budynków muzealnych i wszystkie eksponaty na otwartej przestrzeni. Po powrocie do miejsca pracy specjaliści zaimportowali dane do Artec Studio, gdzie wyrównali skany za pomocą globalnej rejestracji i wygenerowali siatkę trójkątów, aby utworzyć początkowe modele 3D.

Pozornie sprzyjające warunki pogodowe okazały się wyzwaniem – palące słońce i wiatr wymagały od zespołu zachowania stabilności statywu Ray II i eliminowania rozbieżności w teksturach. Mimo to 3D Master poradził sobie znakomicie, a dodatkowo przeprowadził eksperymenty porównujące jakość tekstur generowanych przez Ray II i Leo. Wzbogaciło to projekt o wymiar badawczy i podkreśliło potencjał skanowania 3D w kreatywnych zastosowaniach. Kolejnym kluczowym etapem było przetwarzanie danych.

Przetwarzanie 3D, ulepszanie i zadziwianie!

Wysokiej rozdzielczości dane z Leo były idealne do dopracowania szczegółowych elementów, takich jak misternie zdobione detale architektoniczne, natomiast skany z Ray II obejmowały większe obszary. „Gdy oba zestawy danych były gotowe, połączyliśmy chmury punktów i wygenerowaliśmy ostateczną siatkę, która zintegrowała dane z obu skanerów” — powiedział Piotr Wieczorek, specjalista ds. skanowania 3D Artec Gold Certified. „Zaletą tego podejścia jest to, że mniejsze części, które wymagają większej szczegółowości, uzyskują wysoką rozdzielczość Leo, podczas gdy większe obszary, takie jak budynki lub kuźnie, są obsługiwane przez Ray II. Przepływ pracy był dość płynny, a naszym jedynym wyzwaniem była pojemność pamięci RAM komputera”.

Podczas gdy Artec Studio zajmowało się całym początkowym przetwarzaniem, 3D Master używał dodatkowych narzędzi, takich jak Blender i ZBrush, do bardziej szczegółowej wizualizacji i animacji. Agata Jochimek, projektantka graficzna zespołu, wykorzystała specjalistyczne oprogramowanie do udoskonalenia modelu, zajmując się niedoskonałościami, takimi jak nierówne tekstury na schodach, i tworząc gotową siatkę. Dodatkowe mapowanie UV i udoskonalanie tekstur sprawiły, że ostateczny model stał się niezwykle realistyczny i idealny do wirtualnych spacerów i zastosowań promocyjnych.

„Kolejnym wyzwaniem było dla nas podejście do tekstur i wizualizacji modeli” – zauważył Wypysiński. „Jako inżynierowie skupiamy się głównie na aspekcie technicznym, ale dzięki szkoleniu w ZBrush sprzed pięciu lat zdobyliśmy umiejętności, które pozwoliły nam połączyć precyzję techniczną z artystycznym wykończeniem.”

Inżynieria spotyka się z artyzmem: przyszłość muzeów 3D

W ramach swojej działalności biznesowej, prezes 3D Master, Rafał Lis, i jego zespół zaobserwowali trend, w którym ludzie nie tylko oczekują świetnych rezultatów skanowania, ale są również ciekawi, co mogą osiągnąć dzięki tej technologii i jakie możliwości pojawiają się, gdy kupują skaner lub wykorzystują go do różnych celów.

Niezapomniane doświadczenie skanowania 3D w etnografii

Projekt ten był dla 3D Master krokiem poza standardowe zastosowania technologii, takie jak inżynieria odwrotna, i może stanowić inspirację dla firm poszukujących nowych możliwości wykorzystania skanowania 3D. Skanowanie całego muzeum, w tym tak różnorodnych struktur, jak twierdza, kuźnia lub zabytkowe pomieszczenia wypełnione artefaktami, było ekscytującym wyzwaniem. Efekty skanowania wnętrz, gdzie światło wpadające przez okna wydobywało detale ekspozycji, przypominały sceny z gier komputerowych lub filmów. „Immersyjny charakter skanów i możliwość eksploracji każdego zakamarka sprawiły, że projekt ten był szczególnie satysfakcjonujący” – dodał Piotr Wieczorek.

Poza wrażeniami estetycznymi, projekt był także sukcesem pod względem efektywności. „Warto podkreślić oszczędność czasu – osiągnięcie tego samego poziomu szczegółowości i jakości tradycyjnymi metodami zajęłoby znacznie więcej czasu” – podsumował Rafał Wypysiński. „Dzięki połączeniu dwóch skanerów i efektywnej współpracy naszego zespołu, byliśmy w stanie zakończyć skanowanie w ciągu zaledwie ośmiu–dziewięciu godzin roboczych. Ta szybkość i skuteczność to kluczowe atuty zarówno dla nas, jak i dla potencjalnych klientów rozważających zakup skanera.”

Możliwości muzeów są nieograniczone. „To świetna okazja, aby zajrzeć do środka i odkryć, jak wyglądało życie w tamtych czasach, jak żyli ludzie w tamtych czasach” — powiedział Karol Komorowski. „Niektóre skany pokazują pokój w domu, dając wgląd w jego wnętrze, po drugiej stronie jest kuźnia, którą również zeskanowaliśmy szczegółowo. Pozwala nam to zbadać wszystko w środku, od młotów po koła i inne narzędzia. Możliwość tak dokładnego uchwycenia tych przestrzeni była fascynująca”. Ostateczne modele dostarczyły doskonałej treści na stronę internetową muzeum, która z pewnością zachęci ludzi do odwiedzenia.

W miarę postępu projektu 3D Master przygotowuje się do przedstawienia ostatecznych wyników na nadchodzących konferencjach. Rezultaty jednoznacznie pokazują, jak połączenie profesjonalnej wiedzy, precyzji technicznej i artystycznego podejścia może na nowo zdefiniować standardy w dziedzinie skanowania 3D. Zespół stworzył projekt, który może służyć jako inspiracja dla muzeów na całym świecie, pokazując, jak immersyjne, edukacyjne i wizualnie zachwycające mogą być doświadczenia 3D.