De fotos de smartphone a impresiones 3D en color completo: Artec 3D y Mimaki se unen para redefinir la preservación del patrimonio
Desafío: Convertir una estatua de tamaño natural en una copia impresa en 3D de un realismo extremo, preservando su forma orgánica y matizada, así como la textura envejecida del bronce, con el más mínimo detalle.
Solución: iPhone 15 Pro, Artec Studio (fotogrametría con IA), Mimaki 3DUJ-553
Resultado: Desde una sesión de captura de 15 minutos hasta un trabajo de impresión totalmente automatizado, un modelo 3D estanco de una estatua exterior hizo posible crear una copia impresa en 3D fiel a la realidad, sin necesidad de una artesanía meticulosa.
¿Por qué Artec? La fotogrametría con IA puede convertir a cualquier persona con una cámara, o incluso con un simple teléfono, en un artista de captura 3D. Los avanzados algoritmos neuronales del software producen modelos estancos y listos para imprimir con texturas fotorrealistas, ofreciendo resultados de calidad industrial tanto a instituciones como a aficionados, y haciendo que la preservación digital del patrimonio sea más accesible que nunca.
La búsqueda de una réplica ultrarrealista
En el casco antiguo de la capital serbia encontrará una estatua que fascina al observador: un pescador de bronce que lucha contra una serpiente, de aproximadamente 1,5 metros de altura, envejecida por décadas de exposición a la intemperie, cubierta de musgo, moho y toda clase de complejidades texturales que hacen de su digitalización una tarea tan apasionante como intimidante. Imagine ahora que pasea por una plaza de Belgrado, se detiene ante este llamativo monumento y decide crear una copia perfecta en miniatura para la mañana siguiente, con nada más que su teléfono y una impresora 3D sobre su escritorio.
La idea puede parecer descabellada a primera vista, ya que históricamente duplicar esculturas requería una digitalización costosa, moldeado manual, fundición u horas de tediosa escultura digital. Hoy en día, dos tecnologías pueden hacer que esto ocurra de una manera revolucionaria. En el lado de la captura, la fotogrametría impulsada por IA de Artec Studio reconstruye un objeto a partir de un conjunto de imágenes tomadas con un smartphone. En el lado de la salida, la serie 3DUJ de impresoras 3D de inyección de tinta en color completo de Mimaki transforma ese gemelo digital en un objeto físico, realista hasta el último arañazo y cada mancha de musgo.
Modelo 3D de la estatua (izquierda), creado con la fotogrametría IA de Artec Studio, y su réplica impresa en 3D de un realismo extremo (derecha), producida con la Mimaki 3DUJ-553.
En el marco de una colaboración reciente, un equipo de expertos en 3D se propuso demostrar que era posible obtener una copia física de apariencia real de forma fluida, con un nivel de realismo que ninguna otra solución del mercado se acerca a igualar.
Capturando el monumento, foto a foto
La estatua supuso una prueba de esfuerzo para la fotogrametría debido a su compleja forma y al desgaste natural del tiempo. «Elegimos esta estatua en particular porque tenía una superficie muy interesante y multitud de pequeños detalles. Presentaba cambios naturales: musgo, rastros de moho, daños y variaciones de textura muy diversas. Era interesante ver con qué fidelidad se transferirían todos esos detalles al modelo digital», explicó Grigoriy Galasiuk, director de vídeo de Artec 3D, quien dirigió la captura in situ en Serbia.
A pesar de estos desafíos, el proceso de adquisición de datos resultó ser rápido; la sesión de captura propiamente dicha duró apenas 15 minutos. Grabando vídeo y realizando la captura fotogramétrica de forma simultánea, Galasiuk recopiló aproximadamente 350 imágenes mientras rodeaba la estatua dos veces. Aunque contaba con una cámara profesional para la documentación en vídeo, la flexibilidad de Artec Studio hizo que las fotos del smartphone fueran más que suficientes. «Puede ser cualquier cámara o teléfono. Incluso un vídeo rápido sirve; solo hay que tener cuidado con los ángulos», afirmó Galasiuk.
Una vez capturadas las fotos, el software se encargó del resto. «Subí las fotos en formato jpeg a Artec Studio, donde se realizó el procesamiento final», explicó Grigoriy. «En mi opinión, el resultado fue realmente bueno: las proporciones del cuerpo se conservaron con precisión, los colores lucen geniales y muchos pequeños detalles, arañazos y la textura del hormigón quedaron capturados de forma magnífica. Todo ello se transfirió de manera muy natural al modelo final.»
El modelo 3D resultante capturó la escultura con un nivel de detalle fiel a la realidad. ¿El siguiente paso? Materializar el gemelo digital.
El flujo de trabajo de impresión 3D de Mimaki
Con un modelo 3D de rica textura listo, el proyecto fue entregado a Mimaki Engineering en Japón, donde Michael Sickels, director de producto 3D, supervisó la parte de impresión.
Sección transversal de la impresión: un núcleo de tinta blanca endurecida está recubierto por una capa de tinta CMYKW de aproximadamente 1 mm, mezclada con precisión para producir hasta 10 millones de colores, incluido el transparente puro. Imagen cortesía de Mimaki
La calidad del modelo permitió un flujo de trabajo sin contratiempos. «Con este extraordinario modelo 3D que recibimos de Artec, el modelo ya era estanco y las texturas de imagen en color eran impecables», confirmó Sickels. «Dicho esto, no tuvimos que hacer nada para preparar el modelo 3D para la impresión.» Ahondando en ello, destacó lo fluida que fue la transición: «Fue completamente sencillo y sin complicaciones. No hubo que hacer ningún trabajo adicional para garantizar que el modelo fuera imprimible en 3D. Fue un auténtico plug and play.»
A partir de ahí, Sickels organizó el modelo y creó el trabajo de impresión; gracias a la impresión por inyección de tinta de Mimaki con soportes solubles en agua, no fue necesario colocar los soportes manualmente. «El software de maquetación coloca automáticamente la cantidad mínima necesaria de soportes en todos los voladizos», explicó.
La estatua tardó algo más de 14 horas en imprimirse en color completo en la Mimaki 3DUJ-553. Dentro de la impresora, un carro con ocho cabezales de impresión se desplaza de izquierda a derecha sobre el área de construcción; cada pasada se cura al instante con lámparas UV y se aplana con un rodillo antes de que comience la siguiente capa. La arquitectura interna de la estatua impresa pone de manifiesto la sofisticación del proceso Mimaki: el modelo se construye de dentro hacia afuera, con un núcleo blanco puro endurecido recubierto por una carcasa de aproximadamente 1 mm de tinta CMYKW mezclada con precisión, capaz de producir hasta 10 millones de colores, incluido el transparente puro.
La Mimaki 3DUJ-553: la herramienta adecuada para el trabajo. Imagen cortesía de Mimaki
Una vez finalizada la impresión, la estatua se introdujo en un limpiador ultrasónico lleno de agua. Al cabo de unas cuatro horas, todo el material de soporte se había disuelto, dejando la pieza terminada para que simplemente se secara al aire sobre la mesa.
En muchos sentidos, el proyecto rompió los límites del realismo cromático asociados a las tecnologías anteriores. Reflexionando sobre el desafío más amplio de imprimir en 3D objetos del patrimonio cultural, Sickels subrayó por qué la precisión del color es tan importante: «Cuando se trabaja con modelos de patrimonio cultural de gran relevancia, es fundamental que la impresión 3D se parezca lo máximo posible al objeto real. El realismo es clave. Esta expresión cromática fotorrealista es el gran beneficio que la tecnología Mimaki aporta a esta aplicación de patrimonio cultural.»
Una estatua renace. ¿Qué viene ahora?
La impresión terminada habla por sí sola: incluso la serpiente está capturada con suficiente detalle como para casi escucharla silbar. Para Sickels, este proyecto es un atisbo de algo aún mayor, muy por encima de las visualizaciones convencionales o los archivos de museos. «Artec Studio Lite facilita que cualquier persona con una cámara salga al mundo y cree datos 3D imprimibles en color completo de alta calidad», afirmó. «Teniendo esto en cuenta, la sinergia con la impresión 3D en color completo Mimaki 3DUJ es muy potente, y vemos numerosas aplicaciones potenciales.»
La preservación del patrimonio cultural es un excelente punto de partida, pero Mimaki imagina el mismo flujo de trabajo replicado para una gran variedad de públicos, incluidos los mercados de consumo, los entusiastas e aficionados a la impresión 3D, o los estudiantes de programas de diseño, moda y biología. Una poderosa nueva herramienta para convertir ideas en objetos físicos hace que innovadores como Sickels «esperen con ilusión todos los lugares a los que llegaremos con esto».
En definitiva, este flujo de trabajo proporciona una herramienta sin igual para el aprendizaje y el diseño colaborativo. La envejecida estatua de Belgrado es tan solo un ejemplo de una réplica en color completo nacida de la cámara de un teléfono y una impresora. Este proyecto es la prueba de que la impresión 3D ultrarrealista ya no requiere un estudio lleno de equipos especializados, sino simplemente las herramientas adecuadas, trabajando juntas, en manos de personas con ideas.
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