Virtuální digitální šatník – 3D simulace pohybu textilií

Textilní objekty kulturního dědictví v pohybu ve 3D

V Muzeu hlavního města Prahy právě probíhá výstava, která badatelům i návštěvníkům umožňuje prohlížet objekty kulturního dědictví fyzicky i virtuálně. Představuje reálnou a časově omezenou expozici oděvů v rámci výzkumného projektu Virtuální digitální šatník. Cílem projektu je navrhnout a ověřit postup pro pokročilou digitalizaci a prezentaci textilních objektů.

Výsledkem je prototyp zařízení pro automatizované skenování textilií, software pro prezentaci a virtuální zkušební kabinka. To vše je součástí výstavy „Od pravěku po fraky“. Návštěvníci na ní vidí oděvy kulturního dědictví v reálné podobě i v rozšířené realitě. Díky 3D digitálním modelům si mohou vystavené oblečení virtuálně obléknout na pozadí 3D scén.

3D simulace pohybu textilu pak oděvy oživí a na projekční plátno promítne, jak oblečení vypadá, když je na těle. Okolní 3D scény doprovázející předměty vtahují návštěvníky do příběhů, které za nimi stojí. Výstava je společným projektem Muzea hlavního města Prahy, sdružení CESNET, Fakulty elektrotechnické ČVUT a společnosti Improtech – PhotoRobot. Podporuje ji program Éta TA ČR (číslo projektu TL05000298).

Čtěte dál a zjistěte, čím přispěl PhotoRobot – od použitých zařízení až po digitalizaci kulturního dědictví ve 3D.

‍

‍

‍

Výstava Od pravěku po fraky

Pro tuto výstavu museli odborníci věrně zachytit textilní materiál, nasimulovat látku a pohybovat s ní v reálném čase. Výstava pak mohla představit digitální modely, na nichž si návštěvníci prostřednictvím kamery a velkoformátového monitoru virtuálně vyzkoušejí oblečení.

Projekce vtahují návštěvníky do historické reality minulosti a zobrazují oděvy v pohybu podle pohybů uživatelů. Technologie, která za tímto zážitkem stojí, navíc usiluje o návrh metody pro dokumentaci stavu cenných muzejních textilních sbírek.

Výsledek by měl pomoci uchovat historické předměty, jejichž kvalita se stářím a fyzickou manipulací zhoršuje. Neocenitelný přínos by měl mít také pro muzea s rozsáhlými textilními sbírkami i v komerční oblasti prodeje textilu.

‍

‍

‍

Příprava projektu

Příprava projektu začala v roce 2021. Pro PhotoRobot to znamenalo pořídit stovky fotografií různých outfitů a oděvů. Sdružení CESNET později z fotografií od PhotoRobot vytvořilo digitální 3D modely, které se představují na výstavě.

PhotoRobot k tomu využil své fotografické vybavení pro 360° produktovou fotografii. Inženýři však museli speciálně navrhnout moduly, které vyhovují potřebám kulturního sektoru. Tato zakázková řešení jsme pojmenovali PhotoRobot ART a každé z nich zajišťovalo mimořádně šetrnou manipulaci, péči a bezpečnost objektů.

Řešení zohledňovala členitost povrchů, rozmanitost materiálů i požadavky na zdokumentování specifických detailů objektů. Tyto faktory sloužily jako vodítko pro vytvoření specializovaného portfolia pro každý objekt kulturního dědictví.

Postup pak spočíval v pořízení stovek fotografií kolem každého předmětu, z nichž se nejprve vytvořila 3D otočka. Tyto fotografie slouží jako datové body pro speciální software, který vyvinulo sdružení CESNET, k vytvoření interaktivních 3D modelů textilu.

‍

‍

Zařízení, která stojí za fotografováním

Fotografování jednotlivých objektů připadlo Kamilu Hrbáčkovi, Michalu Bendovi a Eriku Strakotovi z PhotoRobot. Společně určili zařízení PhotoRobot ART a softwarové postupy potřebné k zachycení různých částí oděvů. Zahrnovalo to kompletní outfity od hlavy až k patě a vyžadovalo proto instalace pro fotografování na figuríně i na otočném stole.

‍

‍

PhotoRobot k tomu navrhl několik sestav ART, které kombinují různé roboty a fotografické vybavení. Mezi sestavami jsou Cube v5 a v6 (pro focení na figuríně), FRAME od společnosti PhotoRobot a Centerless Table 850.

‍

‍

Modularita těchto systémů nejenže výrazně zkracuje čas zpracování 360° / 3D snímků. Systémy se také navzájem doplňují a umožňují fotografovat jakýkoli módní produkt, včetně oděvů na trup a nohy, pokrývek hlavy, obuvi, ozdob a drobných doplňků.

‍

‍

PhotoRobot ART navíc vyrobil speciální stativ pro upevnění fotoaparátů v přesných výškových řadách. Umožňuje rychlejší snímání vyšších i nižších úhlů při pořizování 3D otoček. Stativ také propojuje software pro dálkové snímání a automatizaci, který ovládá fotoaparáty v souladu s robotickými sekvencemi a studiovým osvětlením.

‍

‍

‍

Fotografování sbírkových předmětů

K fotografování jednotlivých předmětů PhotoRobot nainstaloval systémy jak v prostorách Improtech - PhotoRobot, tak přímo na místě v Muzeu hlavního města Prahy. V muzeu jsme tak mohli fotografovat originální oděvy a ve vlastním studiu PhotoRobot jejich repliky.

Proces vyžadoval automatizaci focení kompletních outfitů i jednotlivých oděvních součástí. Navíc jsme potřebovali dostatek fotografií každého předmětu, aby bylo možné později vygenerovat 3D model simulující pohyb textilu. Museli jsme proto fotografovat každý předmět dokola v rozsahu 360 stupňů i z několika výškových úhlů.

‍

‍

Robot PhotoRobot Cube nám v kombinaci se speciálním stativem umožňuje fotografovat předměty připravené na figuríně. Zařízení FRAME a Centerless Table zase podporují 360° / 3D fotografování na otočném stole pro různé typy oděvů. Pomocí nich snímáme předměty na vodorovné i svislé ose a z několika výšek.

Při každém focení navíc používáme DSLR fotoaparát s 50mm objektivem umístěný pod různými úhly. Fotografujeme z vysokých, středních i nízkých úhlů a vytváříme 4–5 různých otoček, z nichž každá se skládá z 36 snímků. Nutné je také fotografovat vodorovně v každém 10. úhlu a pořizovat detailní záběry materiálu každého předmětu.

‍

‍

‍

Proces digitalizace fotografií

Asociace CESNET odpovídá za přeměnu fotografií jednotlivých sbírkových předmětů na interaktivní 3D modely. K tomu využívá software IH3D (Interactive Heritage 3D), který CESNET vyvinul a otestoval ve spolupráci s muzejními institucemi.

Software umožňuje 3D prezentaci ve fyzických expozicích i online. Funguje na široké škále zařízení, včetně mobilních telefonů a videostěn z LCD panelů. Vizualizace mají podobu 3D modelů, které si návštěvníci mohou prohlížet ze všech stran, dokonce i zevnitř, a to včetně doplňkových materiálů.

3D modely mohou obsahovat anotace s doplňujícími informacemi, ilustracemi, videozáznamy a jakýmkoli multimediálním obsahem. Software dále dokáže zobrazit sbírkové předměty v okolních 3D scénách, například ve výstavě „Od pravěku k fraku“.

V rámci výstavy software IH3D převádí fotografie pořízené systémy PhotoRobot na 3D modely, které se zobrazují na prezentačním panelu. Ukázky statických 3D modelů vybraných sbírkových předmětů jsou k dispozici také k prohlížení online. Software podporuje všechny standardní formáty 3D modelů a běží na webovém serveru muzea. Digitální obsah lze také zabezpečit v cloudovém prostředí CESNET nebo exportovat 3D modely v různých formátech.

‍

‍

‍

Přispěvatelé projektu

Tento projekt a jeho výsledky by nebyly možné bez společných přispěvatelů ve spolupráci s Muzeem hlavního města Prahy. Patří jim proto poděkování a zvláštní uznání:

• Muzeum hlavního města Prahy - Linda Daněčková, Tomáš Dvořák
• Program Éta TA ČR (číslo projektu TL05000298)
• Výzkumný projekt - Virtuální šatník (anglicky The Virtual Digital Wardrobe)
• Asociace CESNET - Jiří Kubišta, Sven Ubik
• FEE Karlovy technické univerzity - David Sedláček, Jiří Žára
• PhotoRobot - Kamil Hrbáček, Michal Benda a Erik Strakota
• Fotografie - Jav Vrabec, Ondřej Polák
• Architektonický a grafický design - Jiří Sušanka
• Produkce / vedení výstavy - Kateřina Veleta Štěpánová, Michal Schneider
• Konzervace a restaurování - Jindřiška Drozenová, Lucie Radoňová
• Redakce - Lenka Hensen
• Překlad - Lucie Kasíková
• Instalace výstavy - Jiří Leubner
• Zvláštní poděkování - Martin Kavka, Veronika Klimešová, Pavel Vaněk‍
• Mediální partneři - Logo Prague, Museum

‍

‍

Objevte další řešení na míru pro kulturní sektor

Pokročilá digitalizace historických předmětů představuje v kulturním sektoru způsob, jak lépe uchovávat a dokumentovat historii. Řešení PhotoRobot ART proto nabízí muzeím a archeologii univerzální fotografická a 3D skenovací řešení pro digitalizaci muzejních sbírek. Tyto modulární systémy se přizpůsobí prostorovým i sbírkovým nárokům a softwarová automatizace usnadňuje obsluhu zařízení. Každá sestava navíc zajišťuje mimořádně šetrnou manipulaci a péči o libovolný typ sbírkového předmětu. Systémy zohledňují strukturu povrchů, různorodost materiálů i detailní záběry, takže umožňují vytvářet specializovaná portfolia.

Zajímá vás, jak PhotoRobot ART zavést ve vašem muzeu nebo archeologickém projektu? Objednejte si ještě dnes individuální PhotoRobot Demo připravené speciálně pro vaši sbírku. Stačí nám sdělit, jaké předměty potřebujete fotografovat. Probereme s vámi vaše požadavky a brzy navrhneme řešení pro jakékoli potřeby fotografování nebo 3D skenování předmětů.