Eine virtuelle digitale Garderobe – 3D-Simulation von Textilbewegungen
PhotoRobot schlägt gemeinsam mit dem Prager Stadtmuseum, CESNET und der FEE CTU ein Verfahren zur 3D-Digitalisierung des Kulturerbes vor.
Textile Kulturgüter in 3D-Bewegung
Das Museum der Stadt Prag zeigt derzeit eine Ausstellung, in der Forschende und Besucher Objekte des kulturellen Erbes sowohl physisch als auch virtuell betrachten können. Sie präsentiert die reale, zeitlich begrenzte Ausstellung von Kleidung im Rahmen des Forschungsprojekts Virtual Digital Wardrobe. Ziel des Projekts ist es, ein Verfahren für die fortschrittliche Digitalisierung und Präsentation von Textilobjekten zu entwickeln und zu verifizieren.
Zu den Ergebnissen zählen ein Prototyp für das automatisierte Scannen von Textilien, eine Software für die Präsentation sowie eine virtuelle Umkleidekabine. All dies ist Teil der Ausstellung „Von der Urzeit bis zum Frack“. Dort sehen die Besucher Kleidung des kulturellen Erbes sowohl real als auch in Augmented Reality. Dank 3D-Modellen können die Besucher die ausgestellte Kleidung virtuell vor der Kulisse von 3D-Szenen tragen.
Die 3D-Simulation von Textilbewegungen erweckt die Outfits dann zum Leben und zeigt auf einer Projektionsleinwand, wie die Kleidung getragen aussieht. Umgebende 3D-Szenen, die die Objekte begleiten, lassen die Besucher in die Geschichten hinter den Exponaten eintauchen. Die Ausstellung ist ein gemeinsames Projekt des Museums der Stadt Prag, von CESNET, der Fakultät für Elektrotechnik der ČVUT und von Improtech – PhotoRobot. Sie wird durch das Programm Éta der TA ČR gefördert (Projektnummer TL05000298).
Lesen Sie weiter, um den Beitrag von PhotoRobot zum Projekt kennenzulernen – von den eingesetzten Maschinen bis zur 3D-Digitalisierung des kulturellen Erbes.
Die Ausstellung – Von der Urzeit bis zum Frack
Für die Ausstellung mussten die Experten Textilmaterial originalgetreu erfassen, Stoff simulieren und in Echtzeit bewegen. Die Ausstellung konnte dann digitale Modelle präsentieren, mit denen Besucher Kleidung mithilfe einer Aufnahmekamera und eines großen Monitors virtuell anprobieren können.
Projektionen versetzen die Besucher in die historische Realität der Vergangenheit und zeigen die Kleidung in Bewegung, passend zu den Bewegungen der Nutzer. Zudem soll die Technologie hinter diesem Erlebnis eine Methode vorschlagen, um den Zustand wertvoller musealer Textilsammlungen zu dokumentieren.
Das Ergebnis soll dazu beitragen, historische Objekte zu bewahren, die durch Alter und physische Handhabung an Qualität verlieren. Es sollte zudem für Museen mit umfangreichen Textilsammlungen sowie im kommerziellen Bereich des Textilverkaufs von unschätzbarem Nutzen sein.
Die Vorbereitung des Projekts
Die Vorbereitungen für das Projekt begannen 2021. Für PhotoRobot bedeutete dies zunächst, Hunderte von Fotos verschiedener Outfits und Kleidungsstücke aufzunehmen. Der Verband CESNET erzeugte später aus den Fotos von PhotoRobot digitale 3D-Modelle für die Präsentation in der Ausstellung.
PhotoRobot unterstützte dies mit seinem Fotoequipment für die 360°-Produktfotografie. Für die Anforderungen des Kultursektors mussten die Ingenieure jedoch eigens Module entwickeln. Wir haben diese Sonderanfertigungen PhotoRobot ART genannt; jede von ihnen gewährleistete eine außergewöhnlich sorgfältige, schonende und sichere Handhabung der Objekte.
Die Lösungen berücksichtigten die Feinstruktur der Oberflächen, die Vielfalt der Materialien und die Anforderungen an die Dokumentation spezifischer Objektdetails. Diese Faktoren dienten als Leitlinien für die Erstellung eines spezialisierten Portfolios für jedes Objekt des kulturellen Erbes.
Dabei wurden um jedes Objekt herum Hunderte von Fotos aufgenommen, um zunächst einen 3D-Spin zu erstellen. Diese Fotos dienen als Datenpunkte für eine spezielle Software, die der Verband CESNET entwickelt hat, um interaktive 3D-Textilmodelle zu erzeugen.
Die Maschinen hinter der Fotografie
Die Aufgabe, jedes Objekt zu fotografieren, übernahmen Kamil Hrbáček, Michal Benda und Erik Strakota von PhotoRobot. Gemeinsam bestimmten sie die PhotoRobot-ART-Maschinen und Softwareprozesse, die zur Erfassung der verschiedenen Kleidungsstücke nötig waren. Dazu gehörten komplette Outfits von Kopf bis Fuß, weshalb Installationen für die Fotografie auf der Schaufensterpuppe und auf dem Drehteller erforderlich waren.
Dafür hat PhotoRobot mehrere ART-Setups entwickelt, die verschiedene Roboter und Fotoausrüstung kombinieren. Zu den Setups gehören Cube v5 und v6 (für die Fotografie am Mannequin), FRAME von PhotoRobot sowie der Centerless Table 850.
Die Modularität dieser Systeme verkürzt nicht nur die Bearbeitungszeiten von 360-/3D-Aufnahmen erheblich. In Kombination eignen sie sich auch für die Fotografie sämtlicher Modeprodukte, darunter Oberteile und Hosen, Kopfbedeckungen, Schuhe, Ornamente und Schmuckstücke.
Zusätzlich hat PhotoRobot ART ein Spezialstativ entwickelt, das Kameras in exakten Höhenreihen positioniert. Es ermöglicht die schnellere Aufnahme höherer und niedrigerer Kamerapositionen bei 3D-Spins. Das Stativ verbindet zudem Fernauslösung und Automatisierungssoftware, um die Kameras synchron zu den Roboterabläufen und zur Studiobeleuchtung anzusteuern.
Fotografie der Sammlungsobjekte
Um jedes Objekt zu fotografieren, hat PhotoRobot Systeme sowohl in den Räumlichkeiten von Improtech - PhotoRobot als auch vor Ort im Museum der Stadt Prag installiert. So konnten wir im Museum originale Kleidungsstücke und im eigenen Haus bei PhotoRobot Repliken fotografieren.
Der Prozess erforderte die Automatisierung der Fotografie sowohl von kompletten Outfits als auch von einzelnen Kleidungsstücken. Außerdem benötigten wir von jedem Objekt genügend Fotos, um später ein 3D-Modell zu erzeugen, das die Bewegung von Textilien simulieren kann. Deshalb mussten wir jedes Objekt sowohl über 360 Grad rundum als auch aus mehreren Höhenwinkeln fotografieren.
Mit dem Cube von PhotoRobot können wir in Kombination mit dem Spezialstativ Objekte fotografieren, die auf Mannequins vorbereitet sind. FRAME und Centerless Table unterstützen währenddessen die 360-/3D-Drehtellerfotografie für unterschiedliche Kleidungsarten. Damit erfassen wir Objekte sowohl auf horizontaler als auch auf vertikaler Achse und aus mehreren Höhen.
Bei jedem Fotoshooting setzen wir außerdem eine DSLR-Kamera mit 50-mm-Objektiv ein, die in verschiedenen Winkeln positioniert wird. Wir fotografieren aus hohen, mittleren und niedrigen Winkeln und erstellen so 4–5 verschiedene Spins mit je 36 Einzelbildern. Zudem müssen horizontale Aufnahmen bei jedem 10. Winkel sowie Detailaufnahmen des Materials jedes Objekts erstellt werden.
Der Prozess der Foto-Digitalisierung
Die CESNET Association ist dafür verantwortlich, die Fotos jedes Sammlungsobjekts in interaktive 3D-Modelle umzuwandeln. Dazu setzt sie die Software IH3D (Interactive Heritage 3D) ein, die von CESNET entwickelt und in Zusammenarbeit mit Museumseinrichtungen getestet wurde.
Die Software ermöglicht die 3D-Präsentation sowohl in physischen Ausstellungen als auch beim Online-Hosting der Visualisierungen. Sie läuft auf einer Vielzahl von Geräten, darunter Mobiltelefone und Videowände mit LCD-Panels. Die Visualisierungen sind 3D-Modelle, die Besucher von allen Seiten, sogar von innen und mit ergänzendem Material betrachten können.
Die 3D-Modelle können Anmerkungen für zusätzliche Informationen, Abbildungen, Videoaufnahmen und beliebige Multimedia-Inhalte enthalten. Außerdem kann die Software Sammlungsobjekte in umgebenden 3D-Szenen darstellen, etwa in „Von der Urzeit bis zum Frack“.
In der Ausstellung wandelt die Software IH3D die Fotos von PhotoRobot in 3D-Modelle um, die auf einem Präsentationspanel angezeigt werden. Beispiele für statische 3D-Modelle ausgewählter Sammlungsobjekte sind außerdem online abrufbar. Die Software unterstützt alle gängigen 3D-Modellformate und läuft auf dem Webserver des Museums. Zudem ist es möglich, digitale Assets in der Cloud-Umgebung von CESNET zu sichern oder 3D-Modelle in verschiedenen Formaten zu exportieren.
Projektbeteiligte
Dieses Projekt und seine Ergebnisse wären ohne die gemeinsamen Beteiligten in Zusammenarbeit mit dem Museum der Stadt Prag nicht möglich gewesen. Unser Dank und unsere besondere Anerkennung gelten daher:
- Museum der Stadt Prag - Linda Daněčková, Tomáš Dvořák
- Programm Éta der TA CR (Projektnummer TL05000298)
- Das Forschungsprojekt - The Virtual Digital Wardrobe (auf Tschechisch Virtuální šatník)
- Die CESNET Association - Jiří Kubišta, Sven Ubik
- FEE der Charle’s Technical University – David Sedláček, Jiří Žára
- PhotoRobot – Kamil Hrbáček, Michal Benda und Erik Strakota
- Fotografie – Jav Vrabec, Ondřej Polák
- Architektur und Grafikdesign – Jiří Sušanka
- Produktion / Ausstellungsmanagement – Kateřina Veleta Štěpánová, Michal Schneider
- Konservierung und Restaurierung – Jindřiška Drozenová, Lucie Radoňová
- Redaktion – Lenka Hensen
- Übersetzung – Lucie Kasíková
- Ausstellungsaufbau – Jiří Leubner
- Besonderer Dank – Martin Kavka, Veronika Klimešová, Pavel Vaněk
- Medienpartner – Logo Prague, Museum
Entdecken Sie weitere individuelle Lösungen für den Kultursektor
Die fortschrittliche Digitalisierung historischer Objekte bietet dem Kultursektor eine Methode, Geschichte besser zu bewahren und zu dokumentieren. Dafür bietet PhotoRobot ART Museen und Archäologie vielseitige Foto- und 3D-Scanlösungen zur Digitalisierung von Museumssammlungen. Diese modularen Systeme lassen sich an Platzverhältnisse oder Sammlungsanforderungen anpassen, während softwaregestützte Automatisierung die Bedienung der Geräte vereinfacht. Jedes Setup gewährleistet zudem eine hervorragende Handhabung und schonende Behandlung jeder Art von Sammlungsobjekt. Die Systeme berücksichtigen die Feinstruktur von Oberflächen, unterschiedlichste Materialien und Detailaufnahmen, um spezialisierte Portfolios zu erstellen.
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