Virtuaalinen digitaalinen vaatekaappi – 3D-tekstiilien liikesimulaatio
PhotoRobot, Prahan kaupunginmuseo, CESNET ja FEE CTU ehdottavat yhdessä toimintatapaa kulttuuriperinnön 3D-digitointiin.
Kulttuuriperinnön tekstiiliesineet 3D-liikkeessä
Prahan kaupunginmuseossa on nyt esillä näyttely, jossa tutkijat ja vierailijat voivat tarkastella kulttuuriperintöesineitä sekä fyysisesti että virtuaalisesti. Näyttelyssä esitellään aikarajoitetusti aitoja vaatteita osana tutkimushanketta Virtual Digital Wardrobe. Hankkeen tavoitteena on kehittää ja varmentaa toimintatapa tekstiiliesineiden edistyneeseen digitointiin ja esittelyyn.
Tuloksiin kuuluvat tekstiilien automaattiseen skannaukseen tarkoitettu prototyyppilaite, esitysohjelmisto ja virtuaalinen sovituskoppi. Kaikki nämä ovat osa näyttelyä ”Esihistoriasta frakkeihin”. Siinä vierailijat näkevät kulttuuriperintöön kuuluvia vaatteita sekä todellisina että lisätyn todellisuuden avulla. 3D-digitaalisten mallien ansiosta vierailijat voivat pukea esillä olevia vaatteita virtuaalisesti 3D-ympäristöjen taustaa vasten.
3D-tekstiilien liikesimulaatio herättää asut eloon ja toistaa projektorin kankaalla, miltä vaatteet näyttävät päällä. Esineitä ympäröivät 3D-ympäristöt vievät vierailijat esineiden taustalla oleviin tarinoihin. Näyttely on Prahan kaupunginmuseon, CESNETin, Tšekin teknillisen yliopiston (CTU) sähkötekniikan tiedekunnan sekä Improtech – PhotoRobotin yhteishanke. Sitä tukee Éta TA CR -ohjelma (hankenumero TL05000298).
Lue eteenpäin, niin näet PhotoRobotin panoksen hankkeessa: käytetyistä laitteista kulttuuriperinnön 3D-digitointiin.
Näyttely – Esihistoriasta frakkeihin
Näyttelyä varten asiantuntijoiden oli taltioitava tekstiilimateriaali todenmukaisesti, simuloitava kangasta ja liikutettava sitä reaaliajassa. Näyttelyssä voitiin sen jälkeen esitellä digitaalisia malleja, joiden avulla vierailijat voivat sovittaa vaatteita virtuaalisesti tallentavan kameran ja suuren näytön avulla.
Projisoinnit upottavat vierailijat menneisyyden historialliseen todellisuuteen, ja vaatteet liikkuvat käyttäjien liikkeiden mukana. Lisäksi kokemuksen taustalla olevalla teknologialla pyritään ehdottamaan menetelmää arvokkaiden museon tekstiilikokoelmien kunnon dokumentointiin.
Tuloksen pitäisi auttaa säilyttämään historiallisia esineitä, joiden laatu heikkenee iän ja fyysisen käsittelyn myötä. Sen pitäisi myös olla erittäin arvokas apu museoille, joilla on laajoja tekstiilikokoelmia, sekä tekstiilien kaupallisessa myynnissä.
Hankkeen valmistelu
Hankkeen valmistelu alkoi vuonna 2021. PhotoRobotin osalta se alkoi satojen valokuvien ottamisesta erilaisista asuista ja vaatteista. CESNET-yhdistys loi myöhemmin PhotoRobotin kuvista digitaaliset 3D-mallit näyttelyssä esitettäviksi.
PhotoRobot auttoi tässä 360-tuotekuvauksen kuvauslaitteistollaan. Insinöörien oli kuitenkin suunniteltava erityisesti moduuleja kulttuurialan tarpeisiin. Nimesimme nämä räätälöidyt ratkaisut nimellä PhotoRobot ART, ja jokainen niistä takasi esineiden poikkeuksellisen huolellisen käsittelyn, hoidon ja turvallisuuden.
Ratkaisuissa otettiin huomioon pintojen rakenne, materiaalien moninaisuus ja vaatimukset esineiden tiettyjen yksityiskohtien dokumentoinnille. Nämä tekijät toimivat ohjenuorana, kun jokaiselle kulttuuriperintöesineelle luotiin sille räätälöity kuvauskokonaisuus.
Prosessissa jokaisesta esineestä otettiin sadoittain kuvia eri suunnista, joista luotiin ensin 3D-spin. Nämä kuvat toimivat datapisteinä CESNET-yhdistyksen kehittämälle erikoisohjelmistolle, joka luo interaktiivisia 3D-tekstiilimalleja.
Valokuvauksen taustalla olevat laitteet
Jokaisen esineen kuvaaminen oli PhotoRobotin Kamil Hrbáčekin, Michal Bendan ja Erik Strakotan vastuulla. He määrittelivät yhdessä PhotoRobot ART -laitteistot ja ohjelmistoprosessit, joita tarvittiin erilaisten vaatekappaleiden kuvaamiseen. Mukana oli kokonaisia asukokonaisuuksia päästä jalkoihin, joten tarvittiin ratkaisut sekä mallinukella että pyörivällä alustalla kuvaamiseen.
Tätä varten PhotoRobot suunnitteli useita ART-kokoonpanoja, joissa yhdistyvät eri robotit ja kuvausvälineet. Kokoonpanoihin kuuluvat Cube v5 ja v6 (mallinukella kuvaamiseen), PhotoRobotin FRAME sekä Centerless Table 850.
Näiden järjestelmien modulaarisuus ei ainoastaan lyhennä merkittävästi 360- ja 3D-kuvamateriaalin tuotantoaikoja. Yhdessä käytettynä ne soveltuvat myös mihin tahansa muotituotteeseen, kuten ylä- ja alavartalon vaatteisiin, päähineisiin, jalkineisiin, koristeisiin ja pieniin esineisiin.
Lisäksi PhotoRobot ART valmisti erikoisjalustan, jolla kamerat voidaan asentaa tarkasti määritetyille korkeustasoille. Se nopeuttaa sekä ylempien että alempien kuvauskorkeuksien kuvaamista 3D-kuvasarjoja otettaessa. Jalusta yhdistää myös etäkuvaus- ja automaatio-ohjelmiston, jolla kamerat ohjataan toimimaan synkronoidusti robottisekvenssien ja studiovalaistuksen kanssa.
Kokoelmaesineiden kuvaaminen
Jokaisen esineen kuvaamista varten PhotoRobot asensi järjestelmät sekä Improtech - PhotoRobot -tiloihin että Prahan kaupunginmuseoon. Näin museossa voitiin kuvata aitoja vaatekappaleita ja PhotoRobotin omissa tiloissa jäljennöksiä.
Prosessissa piti automatisoida sekä kokonaisten asukokonaisuuksien että yksittäisten vaatekappaleiden kuvaaminen. Lisäksi jokaisesta esineestä tarvittiin riittävästi kuvia, jotta niistä voitiin myöhemmin luoda 3D-malli, joka pystyy simuloimaan tekstiilin liikettä. Siksi jokainen esine oli kuvattava 360 astetta sen ympäriltä ja useilta korkeuskulmilta.
PhotoRobotin Cube mahdollistaa mallinukeille puettujen esineiden kuvaamisen yhdessä erikoisjalustan kanssa. FRAME ja Centerless Table puolestaan tukevat 360- ja 3D-kuvausta pyörivällä alustalla eri vaatetyypeille. Niillä esineet voidaan kuvata sekä vaaka- että pystyakselilla ja useilta korkeuksilta.
Jokaisessa kuvauksessa käytetään lisäksi järjestelmäkameraa, jossa on 50 mm:n objektiivi ja joka sijoitetaan eri kulmiin. Kuvaamme ylä-, keski- ja alakulmista 4–5 erilaista kuvasarjaa, joista jokainen koostuu 36 yksittäisestä kuvasta. Lisäksi on otettava kuvia vaakasuunnassa jokaisen 10. kulman kohdalla sekä yksityiskohtaisia otoksia kunkin esineen materiaalista.
Kuvien digitointiprosessi
CESNET-yhdistys vastaa kunkin kokoelmaesineen valokuvien muuntamisesta interaktiivisiksi 3D-malleiksi. Tätä varten se käyttää IH3D-ohjelmistoa (Interactive Heritage 3D), jonka CESNET on kehittänyt ja jota on testattu yhteistyössä museoiden kanssa.
Ohjelmisto mahdollistaa 3D-esityksen sekä fyysisissä näyttelyissä että verkossa julkaistuna. Se toimii monenlaisilla laitteilla, kuten matkapuhelimilla ja LCD-paneeleista koostuvilla videoseinillä. Visualisoinnit ovat 3D-malleja, joita kävijät voivat tarkastella joka puolelta, jopa sisältä, täydentävän materiaalin kera.
3D-malleihin voi lisätä merkintöjä lisätiedoille, kuvituksia, videotallenteita ja mitä tahansa multimediasisältöä. Ohjelmisto voi lisäksi esittää kokoelman esineitä ympäröivissä 3D-näkymissä, kuten ”Esihistoriasta frakkeihin”.
Näyttelyssä IH3D-ohjelmisto muuntaa PhotoRobotin ottamat kuvat 3D-malleiksi, jotka esitetään esityspaneelissa. Esimerkkejä valittujen kokoelmaesineiden staattisista 3D-malleista on nähtävillä myös verkossa. Ohjelmisto tukee kaikkia yleisiä 3D-mallimuotoja ja toimii museon verkkopalvelimella. Digitaaliset aineistot voidaan myös tallentaa CESNETin pilviympäristöön tai viedä 3D-malleina eri tiedostomuodoissa.
Projektin osallistujat
Tämä hanke ja sen tulokset eivät olisi olleet mahdollisia ilman yhteistyökumppaneita ja yhteistyötä Prahan kaupunginmuseon kanssa. Kiitämme siksi erityisesti seuraavia tahoja ja henkilöitä:
- Prahan kaupunginmuseo – Linda Daněčková, Tomáš Dvořák
- Programme Éta TA CR (hankenumero TL05000298)
- Tutkimushanke – The Virtual Digital Wardrobe (tšekiksi Virtuální šatník)
- CESNET-yhdistys – Jiří Kubišta, Sven Ubik
- Charlesin teknillisen yliopiston FEE – David Sedláček, Jiří Žára
- PhotoRobot – Kamil Hrbáček, Michal Benda ja Erik Strakota
- Valokuvaus – Jav Vrabec, Ondřej Polák
- Arkkitehtuuri ja graafinen suunnittelu – Jiří Sušanka
- Tuotanto / näyttelyn johto – Kateřina Veleta Štěpánová, Michal Schneider
- Konservointi ja entisöinti – Jindřiška Drozenová, Lucie Radoňová
- Toimitustyö – Lenka Hensen
- Käännös – Lucie Kasíková
- Näyttelyn rakentaminen – Jiří Leubner
- Erityiskiitokset – Martin Kavka, Veronika Klimešová, Pavel Vaněk
- Mediakumppanit – Logo Prague, Museum
Tutustu muihin kulttuurialan räätälöityihin ratkaisuihin
Historiallisten esineiden kehittynyt digitointi tarjoaa kulttuurialalle keinon säilyttää ja dokumentoida historiaa entistä paremmin. PhotoRobot ART tarjoaa museoille ja arkeologian alalle monipuolisia valokuvaus- ja 3D-skannausratkaisuja museokokoelmien digitointiin. Modulaariset järjestelmät mukautuvat tila- tai kokoelmatarpeisiin, ja ohjelmistopohjainen automaatio helpottaa laitteiden käyttöä. Lisäksi jokainen kokoonpano varmistaa, että kaikenlaisia kokoelmaesineitä käsitellään poikkeuksellisen huolellisesti ja varoen. Järjestelmät huomioivat pintojen yksityiskohtaisuuden, erilaiset materiaalit ja tarkat lähikuvat, joten niillä voidaan tuottaa erikoistuneita portfolioita.
Haluatko nähdä, miten PhotoRobot ART voidaan ottaa käyttöön omassa museo- tai arkeologiahankkeessasi? Varaa jo tänään räätälöity PhotoRobot-demo, joka suunnitellaan erityisesti kokoelmasi ympärille. Sinun tarvitsee vain kertoa meille, mitä esineitä sinun on kuvattava. Käymme kanssasi läpi tarpeesi ja ehdotamme pian ratkaisuja kaikkiin valokuvaus- tai 3D-esineskannaustarpeisiin.
