Virtuali skaitmeninė drabužinė – 3D tekstilės judesio simuliacija

Kultūros paveldo tekstilės objektai 3D judesyje

Prahos miesto muziejuje dabar veikia paroda, leidžianti tyrėjams ir lankytojams kultūros paveldo objektus apžiūrėti tiek fiziškai, tiek virtualiai. Joje pristatoma tikra, laikinai eksponuojama drabužių ekspozicija, parengta vykdant mokslinį projektą „Virtuali skaitmeninė drabužinė“. Projekto tikslas – pasiūlyti ir patikrinti pažangaus tekstilės objektų skaitmeninimo ir pristatymo procedūrą.

Rezultatai apima automatizuoto tekstilės skenavimo prototipinį įrenginį, pristatymo programinę įrangą ir virtualią matavimosi kabiną. Visa tai pristatoma parodoje „Nuo priešistorės iki frako“. Joje lankytojai kultūros paveldo drabužius mato tikrus ir papildytosios realybės aplinkoje. Naudojant 3D skaitmeninius modelius, lankytojai gali virtualiai apsivilkti eksponuojamus drabužius 3D scenų fone.

3D tekstilės judesio simuliacija atgaivina aprangą: projekcijos ekrane atkuriama, kaip drabužiai atrodo, kai juos dėvi žmogus. Objektus supančios 3D scenos panardina lankytojus į istorijas, slypinčias už eksponatų. Paroda yra bendras Prahos miesto muziejaus, CESNET, ČVUT Elektrotechnikos fakulteto ir „Improtech – PhotoRobot“ projektas. Jį remia programa Éta TA CR (projekto numeris TL05000298).

Skaitykite toliau ir sužinokite, kokį indėlį į projektą įnešė PhotoRobot – nuo naudotų įrenginių iki kultūros paveldo skaitmeninimo 3D formatu.

‍

‍

‍

Paroda „Nuo priešistorės iki frako“

Šiai parodai ekspertai turėjo tiksliai užfiksuoti tekstilės medžiagą, simuliuoti audinį ir judinti jį realiuoju laiku. Tuomet paroda galėjo pristatyti skaitmeninius modelius, kad lankytojai galėtų virtualiai pasimatuoti drabužius naudodamiesi vaizdo kamera ir dideliu monitoriumi.

Projekcijos panardina lankytojus į istorinę praeities tikrovę, o drabužiai juda kartu su naudotojų judesiais. Be to, šios patirties technologija siekiama pasiūlyti metodą, kaip dokumentuoti vertingų muziejaus tekstilės kolekcijų būklę.

Rezultatas turėtų padėti išsaugoti istorinius objektus, kurių kokybė blogėja dėl amžiaus ir fizinio naudojimo. Jis taip pat turėtų būti labai naudingas muziejams, turintiems gausias tekstilės kolekcijas, ir komercinėje tekstilės pardavimo srityje.

‍

‍

‍

Pasiruošimas projektui

Pasiruošimas projektui prasidėjo 2021 m. PhotoRobot komandai tai reiškė šimtų įvairių aprangos ir drabužių nuotraukų darymą. Vėliau asociacija CESNET iš PhotoRobot nuotraukų sukūrė skaitmeninius 3D modelius, skirtus parodai.

PhotoRobot tai padėjo įgyvendinti naudodamas savo fotografavimo įrangą 360° gaminių fotografijai. Vis dėlto inžinieriai turėjo specialiai sukurti modulius, atitinkančius kultūros sektoriaus poreikius. Šiuos individualius sprendimus pavadinome PhotoRobot ART, ir kiekvienas jų užtikrino išskirtinai atsargų elgesį su objektais, jų priežiūrą ir saugumą.

Sprendimuose buvo atsižvelgta į paviršių struktūros smulkumą, medžiagų įvairovę ir reikalavimą dokumentuoti konkrečias objekto detales. Šie veiksniai tapo gairėmis kuriant specializuotą kiekvieno kultūros paveldo objekto portfelį.

Tuomet kiekvienas daiktas buvo fotografuojamas iš visų pusių, padarant šimtus nuotraukų, kad pirmiausia būtų sukurtas 3D sukimas. Šios nuotraukos yra duomenų taškai specialiai programinei įrangai, kurią sukūrė asociacija CESNET interaktyviems 3D tekstilės modeliams generuoti.

‍

‍

Įranga, kuria sukurtos fotografijos

Kiekvieno eksponato fotografavimo užduotis teko PhotoRobot specialistams Kamilui Hrbáčekui, Michalui Bendai ir Erikui Strakotai. Kartu jie nustatė, kokių PhotoRobot ART įrenginių ir programinės įrangos procesų reikia įvairiems drabužių gaminiams užfiksuoti. Tai apėmė ir visus komplektus nuo galvos iki kojų, todėl reikėjo įrangos tiek fotografavimui ant manekeno, tiek fotografavimui ant sukamosios platformos.

‍

‍

Šiam tikslui PhotoRobot sukūrė kelis ART įrenginių komplektus, kuriuose derinami skirtingi robotai ir fotografavimo įranga. Tarp jų – Cube v5 ir v6 (fotografavimui ant manekeno), PhotoRobot FRAME ir Centerless Table 850.

‍

‍

Šių sistemų modulinė sandara ne tik gerokai sutrumpina 360 / 3D vaizdų gamybos laiką. Jas derinant galima fotografuoti bet kokius mados gaminius, įskaitant liemens ir kojų drabužius, galvos apdangalus, avalynę, papuošalus ir smulkius aksesuarus.

‍

‍

Be to, PhotoRobot ART pagamino specialų trikojį, ant kurio fotoaparatai montuojami tiksliai nustatytais aukščio lygiais. Jis leidžia greičiau fotografuoti tiek aukštesniais, tiek žemesniais kampais kuriant 3D sukimus. Trikojyje taip pat derinama nuotolinio fotografavimo ir automatizavimo programinė įranga, valdanti fotoaparatus sinchroniškai su robotų veiksmų sekomis ir studijos apšvietimu.

‍

‍

‍

Kolekcijos eksponatų fotografavimas

Kiekvienam eksponatui nufotografuoti PhotoRobot įrengė sistemas tiek Improtech - PhotoRobot patalpose, tiek Prahos miesto muziejuje. Taip autentiškus drabužius galėjome fotografuoti muziejuje, o jų replikas – PhotoRobot patalpose.

Procesui reikėjo automatizuoti tiek visų komplektų, tiek atskirų drabužių fotografavimą. Be to, kiekvieno eksponato reikėjo pakankamai nuotraukų, kad vėliau būtų galima sukurti 3D modelį, galintį imituoti tekstilės judėjimą. Todėl kiekvieną objektą teko fotografuoti 360 laipsnių aplink ir keliais aukščio kampais.

‍

‍

PhotoRobot Cube kartu su specialiu trikojiu leidžia fotografuoti ant manekenų paruoštus gaminius. Tuo tarpu FRAME ir Centerless Table palaiko 360 / 3D fotografavimą ant sukamosios platformos įvairių tipų drabužiams. Jais fotografuojame gaminius tiek horizontalioje, tiek vertikalioje ašyje ir keliais aukščio kampais.

Kiekvienos fotosesijos metu taip pat naudojame DSLR fotoaparatą su 50 mm objektyvu, statomą įvairiais kampais. Fotografuojame iš viršaus, vidurio ir apačios, kad sukurtume 4–5 skirtingus sukimus, kurių kiekvieną sudaro 36 nuotraukos. Taip pat reikia fotografuoti horizontaliai kas 10-ą kampą ir daryti detalias kiekvieno gaminio medžiagos nuotraukas.

‍

‍

‍

Nuotraukų skaitmeninimo procesas

Už kiekvieno kolekcijos eksponato nuotraukų pavertimą interaktyviais 3D modeliais atsako asociacija CESNET. Tam ji naudoja programinę įrangą IH3D (Interactive Heritage 3D), kurią sukūrė CESNET ir išbandė bendradarbiaudama su muziejų institucijomis.

Ši programinė įranga leidžia pristatyti 3D turinį tiek fizinėse parodose, tiek internete. Ji veikia įvairiuose įrenginiuose, įskaitant mobiliuosius telefonus ir LCD ekranų vaizdo sienas. Vizualizacijos pateikiamos kaip 3D modeliai, kuriuos lankytojai gali apžiūrėti iš visų pusių, net iš vidaus, ir kartu su papildoma medžiaga.

3D modeliuose gali būti anotacijų su papildoma informacija, iliustracijomis, vaizdo įrašais ir bet kokiu kitu multimedijos turiniu. Be to, programinė įranga gali rodyti kolekcijos eksponatus aplinkinėse 3D scenose, pavyzdžiui, parodoje „Nuo priešistorės iki frakų“.

Parodoje IH3D programinė įranga paverčia PhotoRobot nuotraukas 3D modeliais, rodomais pristatymo ekrane. Pasirinktų kolekcijos eksponatų statinių 3D modelių pavyzdžius taip pat galima peržiūrėti internete. Programinė įranga palaiko visus standartinius 3D modelių formatus ir veikia muziejaus žiniatinklio serveryje. Skaitmeninį turinį taip pat galima saugoti CESNET debesijos aplinkoje arba eksportuoti 3D modelius įvairiais formatais.

‍

‍

‍

Projekto dalyviai

Šis projektas ir jo rezultatai nebūtų įmanomi be bendrų dalyvių indėlio bendradarbiaujant su Prahos miesto muziejumi. Todėl nuoširdžiai dėkojame ir ypatingą padėką skiriame:

• Prahos miesto muziejus – Linda Daněčková, Tomáš Dvořák
• Programa Éta TA CR (projekto numeris TL05000298)
• Mokslinio tyrimo projektas – „Virtuali skaitmeninė drabužinė“ (čekiškai Virtuální šatník)
• CESNET asociacija – Jiří Kubišta, Sven Ubik
• Karolio technikos universiteto Elektrotechnikos fakultetas (FEE) – David Sedláček, Jiří Žára
• PhotoRobot – Kamil Hrbáček, Michal Benda ir Erik Strakota
• Fotografija – Jav Vrabec, Ondřej Polák
• Architektūrinis ir grafinis dizainas – Jiří Sušanka
• Gamyba / parodos vadyba – Kateřina Veleta Štěpánová, Michal Schneider
• Konservavimas ir restauravimas – Jindřiška Drozenová, Lucie Radoňová
• Redagavimas – Lenka Hensen
• Vertimas – Lucie Kasíková
• Parodos įrengimas – Jiří Leubner
• Ypatingos padėkos – Martin Kavka, Veronika Klimešová, Pavel Vaněk‍
• Informaciniai partneriai – Logo Prague, Museum

‍

‍

Atraskite daugiau individualių sprendimų kultūros sektoriui

Pažangus istorinių objektų skaitmeninimas kultūros sektoriuje suteikia galimybę geriau išsaugoti ir dokumentuoti istoriją. Šiam tikslui PhotoRobot ART muziejams ir archeologijos institucijoms siūlo universalius fotografavimo ir 3D skenavimo sprendimus muziejų kolekcijoms skaitmeninti. Šias modulines sistemas galima pritaikyti pagal turimą erdvę ar kolekcijos poreikius, o programine įranga valdoma automatizacija supaprastina įrangos naudojimą. Kiekviena konfigūracija taip pat užtikrina išskirtinai rūpestingą bet kokio tipo kolekcijos eksponatų tvarkymą. Sistemos atsižvelgia į paviršių struktūrą, medžiagų įvairovę ir detalias nuotraukas, kad būtų galima sukurti specializuotus portfolio.

Domina, kaip PhotoRobot ART pritaikyti jūsų muziejaus ar archeologijos projekte? Užsisakykite individualią PhotoRobot demonstraciją, specialiai sukurtą pagal jūsų kolekciją. Jums tereikia pasakyti, kokius objektus reikia nufotografuoti. Mes pakonsultuosime dėl jūsų reikalavimų ir netrukus pasiūlysime sprendimus, atitinkančius bet kokius fotografavimo ar 3D objektų skenavimo poreikius.