Virtuálna digitálna garderóba – simulácia pohybu textilu v 3D

Textilné predmety kultúrneho dedičstva v 3D pohybe

Muzeum hlavného mesta Prahy aktuálne hostí výstavu, ktorá umožňuje výskumníkom aj návštevníkom prezerať si predmety kultúrneho dedičstva fyzicky aj virtuálne. Predstavuje reálnu a časovo obmedzenú expozíciu odevov v rámci výskumného projektu Virtuálna digitálna garderóba. Cieľom projektu je navrhnúť a overiť postup pre pokročilú digitalizáciu a prezentáciu textilných predmetov.

Výsledkom sú prototyp zariadenia na automatizované skenovanie textílií, softvér na prezentáciu a virtuálna prezliekacia kabínka. Všetko je súčasťou výstavy „Od praveku po frak“. Návštevníci si na nej prezerajú odevy kultúrneho dedičstva v reálnej podobe aj v rozšírenej realite. Vďaka 3D digitálnym modelom si môžu vystavené odevy virtuálne obliecť na pozadí 3D scén.

Simulácia pohybu textilu v 3D potom odevy oživí a na projekčnom plátne zreplikuje, ako odev vyzerá pri nosení. Okolité 3D scény, ktoré predmety dopĺňajú, vťahujú návštevníkov do príbehov za jednotlivými kúskami. Výstava je spoločným projektom Muzea hlavného mesta Prahy, združenia CESNET, Fakulty elektrotechnickej ČVUT a spoločnosti Improtech - PhotoRobot. Podporil ju program Éta TA ČR (číslo projektu TL05000298).

Prečítajte si, čím k projektu prispel PhotoRobot – od použitých zariadení až po 3D digitalizáciu kultúrneho dedičstva.

‍

‍

‍

Výstava – Od praveku po frak

Pre účely výstavy museli odborníci verne zachytiť textilný materiál, nasimulovať tkaninu a pohybovať ňou v reálnom čase. Výstava tak mohla ponúknuť digitálne modely, ktoré si návštevníci pomocou snímacej kamery a veľkoformátového monitora virtuálne vyskúšajú ako oblečenie.

Projekcie vťahujú návštevníkov do historickej reality minulosti a predvádzajú odevy v pohybe podľa pohybov používateľov. Technológia, ktorá za týmto zážitkom stojí, má navyše za cieľ navrhnúť metódu dokumentovania stavu cenných múzejných textilných zbierok.

Výsledok by mal pomôcť zachovať historické predmety, ktorých kvalita s vekom a fyzickou manipuláciou klesá. Mal by tiež priniesť neoceniteľný úžitok múzeám s rozsiahlymi textilnými zbierkami a v komerčnej oblasti predaja textilu.

‍

‍

‍

Príprava projektu

Príprava projektu sa začala v roku 2021. Pre PhotoRobot to znamenalo nasnímať stovky fotografií rôznych kostýmov a odevov. Združenie CESNET z fotografií spoločnosti PhotoRobot neskôr vygenerovalo digitálne 3D modely na prezentáciu na výstave.

PhotoRobot to umožnil vďaka svojmu fotografickému vybaveniu na 360° produktovú fotografiu. Inžinieri však museli špeciálne navrhnúť moduly, ktoré vyhovujú potrebám kultúrneho sektora. Tieto zákazkové riešenia sme nazvali PhotoRobot ART a každé z nich zaručovalo mimoriadne šetrnú manipuláciu, starostlivosť a bezpečnosť predmetov.

Riešenia zohľadňovali členitosť povrchov, rozmanitosť materiálov a požiadavky na zdokumentovanie konkrétnych detailov predmetov. Tieto faktory slúžili ako vodidlo pri tvorbe špecializovaného portfólia pre každý predmet kultúrneho dedičstva.

Súčasťou procesu bolo nasnímanie stoviek fotografií okolo každého kusa, z ktorých sa najprv vytvorila 3D rotácia. Tieto fotografie slúžia ako dátové body pre špeciálny softvér vyvinutý združením CESNET, ktorý generuje interaktívne 3D modely textílií.

‍

‍

Zariadenia za fotografovaním

Fotografovanie jednotlivých predmetov mali na starosti Kamil Hrbáček, Michal Benda a Erik Strakota zo spoločnosti PhotoRobot. Spoločne určili stroje PhotoRobot ART a softvérové procesy potrebné na zachytenie rôznych súčastí odevov. Patrili medzi ne aj kompletné outfity od hlavy až po päty, a preto bolo potrebné pripraviť zostavy pre fotografovanie na figuríne aj na otočnom stole.

‍

‍

Spoločnosť PhotoRobot na tento účel navrhla viacero zostáv ART, ktoré kombinujú rôznych robotov a fotografické vybavenie. Patria medzi ne Cube v5 a v6 (na fotografovanie na figuríne), FRAME od PhotoRobot a stôl Centerless Table 850.

‍

‍

Modulárnosť týchto systémov výrazne skracuje čas výroby 360 / 3D zobrazení, no to nie je všetko. Ich kombináciou možno fotografovať aj akýkoľvek módny produkt vrátane súčastí na trup a nohy, pokrývok hlavy, obuvi, ozdôb a drobných doplnkov.

‍

‍

Tím PhotoRobot ART navyše vyrobil špeciálny statív na upevnenie fotoaparátov v presne stanovených výškových radoch. Umožňuje rýchlejšie snímanie vyšších aj nižších uhlov pri tvorbe 3D rotácií. Statív tiež spája softvér na diaľkové snímanie a automatizáciu, ktorý ovláda fotoaparáty synchronizovane s robotickými sekvenciami a štúdiovým osvetlením.

‍

‍

‍

Fotografovanie zbierkových predmetov

Na fotografovanie jednotlivých predmetov spoločnosť PhotoRobot nainštalovala systémy v priestoroch Improtech – PhotoRobot aj priamo na mieste v Múzeu hlavného mesta Prahy. V múzeu sme tak mohli fotografovať originálne odevy a v sídle spoločnosti PhotoRobot ich repliky.

Proces vyžadoval automatizáciu fotografovania kompletných outfitov aj jednotlivých odevných súčastí. Okrem toho sme potrebovali dostatok fotografií každého predmetu, aby bolo neskôr možné vygenerovať 3D model schopný simulovať pohyb textilu. Museli sme preto každý predmet odfotografovať v rozsahu 360 stupňov aj z viacerých výškových uhlov.

‍

‍

Cube od PhotoRobot nám v kombinácii so špeciálnym statívom umožňuje fotografovať predmety pripravené na figurínach. FRAME a Centerless Table zase podporujú 360 / 3D fotografovanie na otočnom stole pri rôznych typoch odevov. Používame ich na snímanie predmetov na horizontálnej aj vertikálnej osi a z viacerých výšok.

Pri každom fotografovaní používame aj zrkadlovku s 50 mm objektívom, ktorú umiestňujeme pod rôznymi uhlami. Fotografujeme z vysokého, stredného aj nízkeho uhla a vytvárame 4 – 5 rôznych rotácií, z ktorých každá pozostáva z 36 statických snímok. Okrem toho je potrebné fotografovať horizontálne pri každom 10. uhle a zachytiť detailné zábery materiálu každého predmetu.

‍

‍

‍

Proces digitalizácie fotografií

Za premenu fotografií jednotlivých predmetov zbierky na interaktívne 3D modely zodpovedá združenie CESNET. Využíva na to softvér IH3D (Interactive Heritage 3D), ktorý vyvinul CESNET a otestoval ho v spolupráci s múzejnými inštitúciami.

Softvér umožňuje 3D prezentáciu na fyzických výstavách aj online. Funguje na širokej škále zariadení vrátane mobilných telefónov a videostien s LCD panelmi. Vizualizácie majú podobu 3D modelov, ktoré si návštevníci môžu prezerať zo všetkých strán, dokonca aj zvnútra, a s doplnkovým materiálom.

3D modely môžu obsahovať anotácie s dodatočnými informáciami, ilustrácie, videozáznamy a akýkoľvek multimediálny obsah. Softvér môže predmety zbierky zobraziť aj v okolitých 3D scénach, napríklad v „Od pravěku po frak“.

V rámci výstavy softvér IH3D premieňa fotografie od PhotoRobot na 3D modely, ktoré sa zobrazujú na prezentačnom paneli. Ukážky statických 3D modelov vybraných predmetov zbierky sú k dispozícii aj na prezeranie online. Softvér podporuje všetky štandardné formáty 3D modelov a beží na webovom serveri múzea. Digitálne podklady je tiež možné zabezpečiť v cloudovom prostredí CESNET alebo exportovať 3D modely v rôznych formátoch.

‍

‍

‍

Spolupracovníci na projekte

Tento projekt a jeho výsledky by nebolo možné dosiahnuť bez spoločného prínosu všetkých spolupracovníkov v spolupráci s Múzeom hlavného mesta Prahy. Naše poďakovanie a osobitné uznanie patrí preto:

• Múzeum hlavného mesta Prahy – Linda Daněčková, Tomáš Dvořák
• Program Éta TA ČR (číslo projektu TL05000298)
• Výskumný projekt – Virtuálny digitálny šatník (po česky Virtuální šatník)
• Združenie CESNET – Jiří Kubišta, Sven Ubik
• Fakulta elektrotechnická Českého vysokého učení technického – David Sedláček, Jiří Žára
• PhotoRobot – Kamil Hrbáček, Michal Benda a Erik Strakota
• Fotografie – Jav Vrabec, Ondřej Polák
• Architektonický a grafický dizajn – Jiří Sušanka
• Produkcia / vedenie výstavy – Kateřina Veleta Štěpánová, Michal Schneider
• Konzervovanie a reštaurovanie – Jindřiška Drozenová, Lucie Radoňová
• Redakčná práca – Lenka Hensen
• Preklad – Lucie Kasíková
• Inštalácia výstavy – Jiří Leubner
• Osobitné poďakovanie – Martin Kavka, Veronika Klimešová, Pavel Vaněk‍
• Mediálni partneri – Logo Prague, Museum

‍

‍

Objavte ďalšie riešenia na mieru pre kultúrny sektor

Pokročilá digitalizácia historických predmetov prináša v kultúrnom sektore metódu, ako lepšie zachovať a dokumentovať históriu. Na tento účel ponúka PhotoRobot ART múzeám a archeológii všestranné riešenia na fotografovanie a 3D skenovanie určené na digitalizáciu múzejných zbierok. Tieto modulárne systémy sa dokážu prispôsobiť priestorovým nárokom či rozsahu zbierky, pričom softvérom riadená automatizácia zjednodušuje obsluhu zariadení. Každá zostava zároveň zaisťuje mimoriadne šetrnú manipuláciu a starostlivosť o akýkoľvek typ zbierkového predmetu. Systémy zohľadňujú štruktúru povrchov, rozmanitosť materiálov aj detailné zábery, aby bolo možné vytvárať špecializované portfóliá.

Zaujíma Vás, ako môžete PhotoRobot ART využiť vo vlastnom múzejnom alebo archeologickom projekte? Zvážte rezerváciu individuálnej ukážky PhotoRobot Demo, ktorá bude navrhnutá špeciálne pre Vašu zbierku. Stačí nám povedať, aké predmety potrebujete odfotografovať. Prekonzultujeme Vaše požiadavky a čoskoro Vám navrhneme riešenia pre akékoľvek potreby fotografovania alebo 3D skenovania objektov.