Artec Eva digitaliza 500 años de historia de una de las sinagogas más antiguas del mundo

El reto: Crear un escaneo 3D de altísima calidad de una de las arcas de sinagoga más antiguas del mundo, el Arca de Mantua, para un stand interactivo 3D para los visitantes y una exposición virtual en la web del Museo Nahon de Arte Judío Italiano en Jerusalén.

La solución: Artec Eva, Artec Studio, Autodesk Memento, Atangeo Balancer, Meshlab, Adobe Photoshop

Los resultados: Un magnífico y detallado modelo 3D interactivo creado con Artec Eva que ya está disponible para su estudio y para que los visitantes del museo puedan verlo de cerca online y en persona.

El Arca de la Sagrada Torá de Mantua es una de las más raras e impresionantes exhibiciones en el Museo Nahon de Arte Judío Italiano en Jerusalén. Diseñada para albergar los pergaminos de la Sagrada Torá y creada por los mejores artesanos de Mantua, en Italia, en 1543, esta singular arca de madera decorada con la talla dorada original es una de las más antiguas del mundo. Su estilo es similar al del Templo Sagrado de Jerusalén, que se cree que albergó el Arca de la Alianza. Fue diseñada en forma de edificio y presenta elementos arquitectónicos como columnas y capiteles.

Desde el momento de su construcción hasta el día de hoy, el Arca de Mantua ha sufrido muchas transformaciones. Finalmente, después de la Segunda Guerra Mundial, con la decadencia de la comunidad judía, el arca fue enviada a Jerusalén y colocada en su actual emplazamiento. Una vez allí, se ha sometido a una extensa renovación, preservación y restauración, que la han devuelto a su magnífico estado actual.

Sin embargo, para un visitante corriente del museo, así como para los visitantes de la página web, continúa siendo un misterio la peculiar historia del arca en cuanto a su simbolismo y sus características. Su tamaño y emplazamiento impiden una buena inspección e incluso las características que son visibles no se pueden apreciar totalmente.

La sinagoga Scola Grande en Mantua, donde se colocó el arca originalmente. Foto hecha a principios del siglo XX, cortesía del Museo Nahon.

En 2015, el Museo Nahon inició un proyecto para contar la historia del arca, su viaje y su significado histórico en el contexto de la vida judía italiana. La página web Mantua en Jerusalem describe la historia, la vida y la cultura de la comunidad judía de Mantua y la importancia que el arca tuvo para su gente, generación tras generación.

Esta fue la razón por la que el museo eligió embarcarse en este ambicioso proyecto: escanear el arca en 3D y permitir el acceso total a los visitantes, tanto en persona como virtualmente.

Los relucientes, simétricos y repetitivos patrones del arca [Imagen del profesor Moshe Caine]

Debido a su tamaño, geometría y la complejidad de su textura, el escaneo del Arca de Mantua presentó algunas complicaciones:

  • La topografía del arca - extremadamente compleja, con numerosas áreas sin acceso directo a la vista. Además, el arca está tan cerca de las paredes del museo que deja muy poco espacio para que trabaje el equipo de escaneo, también dificulta la colocación del escáner en los ángulos adecuados para llegar a las superficies tapadas.
  • La textura. El arca fue inicialmente hecha de madera. Sin embargo, toda su superficie está cubierta por una lámina de oro, que es lisa y brillante (una de las superficies más difíciles de capturar para cualquier escáner 3D). Cuando llegó el momento de hacer el escaneo, no se permitía ni era práctico recubrir la superficie con polvo mate. Incluso si lo fuera, habría afectado a la calidad superficial del arca.
  • En tercer lugar, aunque los patrones son repetitivos también son complejos, lo que complicó un poco la alineación y la fusión de los múltiples escaneos.
  • Finalmente, el tamaño del arca (más de 3 metros de altura) hizo que el proceso de escaneo fuera aún más complicado.

Después de evaluar la complejidad del trabajo, estaba claro que era necesario utilizar una herramienta de máxima calidad para digitalizar el arca, y el museo recurrió a Caliber Engineering and Computers Ltd, Socio certificado Gold de Artec 3D en Tel Aviv. Zvi Grinberg, jefe de Calibre en ese momento, se incorporó inmediatamente al proyecto. Como era un proyecto tan distinto a los que su empresa solía llevar a cabo y era consciente tanto del reto profesional como del valor cultural único del proyecto, se ofreció como voluntario para llevarlo a cabo sin coste alguno.

Escaneo del arca con un escáner Artec Eva [Imagen cortesía del Museo Nahon]

Después de un minucioso examen del arca, el equipo de Caliber decidió que Artec Eva era el escáner más adecuado para el trabajo. Bautizado como " el monstruo de los escáneres de mano", este escáner 3D de luz estructurada destaca por escanear objetos de tamaño medio-grande con una extraordinaria precisión de hasta 0,1 mm y una resolución increíble, incluso para superficies negras y brillantes, lo que le da ventaja frente a otras soluciones de escaneo del mercado. Además, es ligero y rápido, lo que lo hace especialmente útil para capturar distintas piezas históricas, esculturas y monumentos en entornos poco propicios para el escaneo, tanto en días soleados en el exterior como en galerías poco iluminadas.

Proceso de escaneo

Para capturar el arca desde el suelo y dar al equipo de escaneo un acceso fácil a la parte superior del arca, se construyó un andamio especial en el museo. Normalmente usado para objetos de tamaño medio, fue un reto para Eva capturar un objeto tan grande. El equipo tardó 15 horas durante tres días en completar el escaneo, además de varios días más para alinear, limpiar y fusionar los múltiples escaneos. En total, se hicieron 78 escaneos distintos. El modelo final pesaba más de 700 MB y contenía más de 16 millones de polígonos.

Escaneo del arca desde arriba [Imagen cortesía del Museo de Nahon]

"A pesar del gran tamaño del arca, hemos obtenido buenos resultados con Artec Eva desde el primer momento gracias a la textura y la geometría del objeto. Después del escaneo, fuimos capaces de terminar todo el trabajo en la oficina usando el software Artec Studio , sin necesidad de volver para escaneos adicionales ni arreglos", dice Guy Engel, CEO de Caliber Engineering.

Previsualización de los resultados en Artec Studio [Imagen cortesía del Museo Nahon]

Después de la etapa inicial de procesamiento, el equipo de Caliber redujo el tamaño del archivo manteniendo la calidad de los escaneos originales, y retocó el modelo 3D para prepararlo para su presentación pública. En este punto, el archivo pasó de Caliber al Departamento de Comunicación Fotográfica del Colegio Académico Hadassah en Jerusalén, concretamente al Profesor Asociado Moshe Caine. Con amplios conocimientos y experiencia en soluciones de escaneo 3D y fotogrametría para la preservación del patrimonio cultural, el profesor Caine pulió el modelo 3D del arca hasta alcanzar la máxima perfección.

Flujo de trabajo de procesamiento de datos del Profesor Caine

El flujo de trabajo de procesamiento del escaneo del profesor Caine fue el siguiente:

Ajustar y limpiar los defectos menores de la malla usando el software Autodesk (beta) Memento.

Añadir una pared trasera y suelo. Debido a que el arca estaba montada en la pared del museo, era imposible escanear la parte trasera y la parte inferior del arca. En vez de construir suelo y pared falsos, se decidió diseñar por ordenador una pared y un suelo sencillos y añadirlos al modelo.

Procesamiento de imágenes del mapa de texturas. A pesar del meticuloso trabajo durante la etapa de escaneo, todavía quedaban pequeños defectos y una interpretación inexacta del color del arca. Posteriormente se realizaron fotografías adicionales con una cámara Nikon DSLR, y las superficies corregidas se fusionaron con el mapa UV original. Se probaron varios métodos para este objetivo, incluyendo:

  • Parametrización y texturizado de los rasters en el Meshlab.
  • Exportar el mapa como un archivo PSD (Photoshop), corregir en Photoshop, reimportar y luego exportar el modelo corregido.
  • Abrir el archivo OBJ en Photoshop y trabajarlo directamente en la capa de textura. Al final, se empleó una combinación de las técnicas anteriores hasta que se obtuvieron los resultados adecuados.
  • La corrección de color se llevó a cabo en el mapa de textura final con el software Photoshop, usando el arca real como única referencia.

Tras escanear decenas de piezas históricas, el profesor Caine elaboró su método para el flujo de trabajo de escaneo y procesamiento en 3D:

“Un consejo importante (para aquellos que quieran escanear patrimonio cultural en 3D): Trabajen despacio y con cuidado. No se apresuren. Acérquense lo máximo posible al objeto. Usen una luz suave. El resultado será tan bueno como el trabajo y el cuidado que se le dedique.”

El Arca de Mantua, por Caliber y Moshe Caine en Sketchfab

Cuando el profesor Caine terminó su meticuloso proceso de escaneo, el modelo final se subió para su visualización pública en la página web del Museo Nahon, Mantua en Jerusalem, dedicado al arte de la comunidad judía de Mantua. Además, se ha instalado un stand con una pantalla táctil junto al arca, que permite a los visitantes del museo ver la magnífica pieza histórica desde todos los ángulos, acercarse y alejarse para examinar cada detalle y lo que es más importante, tener acceso inmediato a través de puntos clave a la información más importante de este monumento.

En general, la respuesta al modelo ha sido muy positiva y exitosa. Según el personal del museo y el profesor Caine, la gente aprecia especialmente la capacidad de examinar el arca de cerca y desde todos los ángulos. Esta es la magia de los modelos 3D, con las que las imágenes 2D o incluso objetos físicos tan grandes como el Arca de Mantua no pueden competir. Proyectos como este son un ejemplo asombroso de cómo las tecnologías de escaneo 3D transforman la forma en que percibimos y podemos preservar el patrimonio cultural.

En el siglo XVI, los ciudadanos y miembros de la comunidad judía de Mantua no podían ni siquiera imaginar que, 500 años después sus descendientes no sólo podrían ver el emblemático artefacto de su comunidad de una sola pieza, sino que también podrían explorarlo de cerca en 360 grados sin siquiera salir de sus casas.