Utilizzare la scansione 3D per realizzare calchi di ossa oracolari di 3000 anni fa

Parco nazionale del sito archeologico di Yinxu (Foto: 163.com)

Le ossa oracolari di Yinxu

Le iscrizioni delle ossa oracolari sono il primo metodo di scrittura sistematizzato conosciuto in Cina e in Asia orientale, con una storia di oltre 3.000 anni. Le ossa oracolari sono state rinvenute principalmente nell'area del villaggio di Xiaotun, Anyang, nella provincia dell'Henan. Storicamente chiamata Yin, Anyang era la capitale della tarda dinastia Shang. Le iscrizioni delle ossa oracolari sono solitamente incise su gusci di tartaruga o ossa di animali e la maggior parte del loro contenuto è legata alle divinazioni compiute delle famiglie reali Yin e Shang.

Oggi, la ricerca sulle ossa oracolari è diventata un argomento di grande interesse in tutto il mondo. Attualmente, sono state scoperte più di 150.000 ossa oracolari, sono stati identificati circa 2.500 caratteri e circa 2.000 caratteri devono ancora essere decifrati. Ci sono più di 500 studiosi cinesi e stranieri impegnati nello studio delle ossa oracolari, con più di 3.000 monografie e documenti pubblicati sull'argomento. Lo studio delle ossa oracolari ha inoltre favorito lo sviluppo di varie discipline come la linguistica, la storia, l'etnologia, l'astronomia, la meteorologia, l'agricoltura, la medicina, la geografia storica e l'archeologia.

Il 26 dicembre 2017 le ossa oracolari sono state incluse nel Registro della Memoria del Mondo dell'UNESCO, un compendio del patrimonio documentario mondiale.

Cesellatura di un osso oracolare (per gentile concessione del documentario di CCTV "La dinastia delle ossa oracolari")

L'antico metodo di calco delle iscrizioni

Dalla scoperta delle iscrizioni delle ossa oracolari da parte dell'epigrafista Wang Yirong durante il periodo Guangxu della dinastia Qing, ricercatori e appassionati di iscrizioni di ossa oracolari hanno affrontato una sfida cruciale da risolvere: come trascrivere, diffondere e condividere le informazioni testuali sulle ossa oracolari senza causare danni alle ossa stesse.

La principale tecnica tradizionale utilizzata nel mondo accademico è il metodo del calco, un'antica tecnica tradizionale cinese. Prima della nascita della moderna tecnologia, il calco permetteva di preservare al meglio l'aspetto e i dettagli originali dell'oggetto. Inoltre, calchi ripetuti forniscono risultati sempre identici, un processo paragonabile alla stampa. La capacità di effettuare calchi è stata vitale per i ricercatori delle ossa oracolari.

Un calco (per gentile concessione del documentario della CCTV "La dinastia delle ossa oracolari")

Quando si eseguono i calchi, è necessario applicare del materiale cartaceo umido sulle ossa oracolari e picchiettarlo leggermente con un pennello per spingere la carta verso il basso, nelle incisioni. Quando la carta è già leggermente asciutta, viene applicato uniformemente dell'inchiostro. La carta viene quindi staccata andando a formare un calco bianco e nero.

Sebbene il calco sia la tecnica di trascrizione più diffusa nel mondo accademico, ha molti limiti. Ad esempio, l'osso oracolare deve essere toccato durante il calco, con la possibilità di causare danni al manufatto. Inoltre, i risultati del calco finale sono influenzati dalle condizioni di temperatura e umidità, nonché dal livello di abilità dell'operatore.

Arriva in aiuto la scansione 3D

Il dottor Li Zongkun è professore e supervisore di dottorato in scienze umane presso l'Università di Pechino, che detiene una collezione di oltre 4.000 ossa oracolari. Il Dr. Li, dedito alla ricerca e all'insegnamento della storia delle ossa oracolari e della paleografia, trasmette ai suoi studenti le tecniche di calco grazie alla sua vasta esperienza sul campo. Tuttavia, questa tecnica è soggetta ad alcune limitazioni pratiche e richiede il contatto fisico con le ossa.

Un giorno, Li si è imbattuto nella tecnologia 3D e ha deciso di darci un'occhiata più da vicino, per scoprire quanto potesse essere vantaggiosa per il suo lavoro con le ossa oracolari.

L'università di Pechino

Per testare la sua idea, il dottor Li ha chiesto a uno specialista di scansione 3D del rivenditore ASAHI-3D, partner di Artec 3D, di scansionare un osso oracolare della collezione dell'università utilizzando Artec Space Spider. Come partner Artec in Cina, ASAHI-3D ha lavorato in stretta collaborazione con l'Università di Pechino, offrendole molte soluzioni di scansione 3D.

Pronto per la scansione: un osso inciso utilizzato per la divinazione. (Foto: Università di Pechino)

L'oggetto selezionato per la scansione era un osso inciso che veniva utilizzato per la divinazione – lungo 31,1 cm e largo 16,1 cm. L'osso fa parte di una collezione della Scuola di Archeologia e Letteratura dell'Università di Pechino, risalente alla tarda dinastia Shang (più di 3.000 anni fa).

Ci sono 45 caratteri sul davanti e un carattere quasi scomparso sul retro, dando un ottimo esempio delle iscrizioni delle ossa oracolari della dinastia Shang. Questo osso può anche essere abbinato ad un altro piccolo osso (collezione delle ossa oracolari, No. 11574) che ora si trova nella Biblioteca Nazionale. Le due iscrizioni divinatorie sull'osso sono entrambe legate alla guerra.

Il Dr. Li e uno specialista di ASAHI-3D (per gentile concessione del documentario di CCTV "La dinastia delle ossa oracolari")

ASAHI-3D ha scelto Artec Space Spider per catturare entrambi i lati dell'osso oracolare. Jiao Chunliang, direttore tecnico di ASAHI-3D, ha dichiarato: "Artec Space Spider è uno scanner 3D straordinario, che ha svolto un ruolo chiave in molti progetti di scansione. Grazie ad esso, senza alcun target o preparazione, si ottiene una scansione precisa, ottenendo una replica digitale realistica. L'assenza di contatto fisico garantisce la piena sicurezza di queste reliquie culturali. Da un vaso cloisonné della prima dinastia Qing a un guerriero di terracotta, il reverse engineering di piccoli oggetti diventa un gioco da ragazzi. Space Spider ha reso possibile realizzare molti straordinari modelli."

Artec Space Spider scansiona l'osso oracolare (per gentile concessione del documentario di CCTV "La dinastia delle ossa oracolari")

Un processo migliorato

Space Spider può iniziare a catturare i dati con un solo clic, senza bisogno di target. Lo specialista deve semplicemente puntare lo scanner verso l'osso da una distanza di 20-30 cm. Mentre lo scanner viene spostato intorno all'osso, i dati di superficie 3D acquisiti vengono visualizzati sullo schermo del computer in tempo reale.

Dopo la scansione della parte anteriore, l'osso viene capovolto e scansionato utilizzando lo stesso processo; la sessione di scansione richiede solo pochi minuti dall'inizio alla fine.

Schermata di Artec Studio che mostra la scansione dell'osso oracolare (per gentile concessione del documentario di CCTV "La dinastia delle ossa oracolari")

I dati di scansione vengono quindi elaborati in Artec Studio. Dopo la rimozione dei valori anomali, le scansioni anteriore e posteriore dell'osso oracolare vengono allineate, in modo da creare un modello completo. Successivamente, vengono eseguiti algoritmi globali di registrazione e fusione per creare un modello mesh finale.

L'osso oracolare ha un'ampia quantità di dettagli superficiali, che possono rivelarsi una sfida dal punto di vista della riproduzione della texture. Tuttavia, la funzione di texture fotorealistica di Artec Studio soddisfa pienamente i requisiti del cliente e, senza la necessità di alcun altro software, il colore originale viene replicato utilizzando texture ad alta risoluzione catturate utilizzando varie apparecchiature di fotogrammetria (ad esempio fotocamere DSLR). Il risultato finale: un modello completo e realistico dell'osso oracolare, adatto sia per la ricerca che per molte altre applicazioni.

Un primo piano del modello a colori

Dopo aver elaborato le scansioni in Artec Studio, il modello 3D può essere esportato su software di terze parti, come Geomagic o ZBrush, per un'elaborazione aggiuntiva. Dopo il processo di scansione, lo specialista di scansione è in grado di presentare informazioni complete sull'osso oracolare grazie a un calco digitale effettuato partendo dai dati di scansione.

Rispetto al metodo di acquisizione dei dati tradizionale, un calco digitale 3D delle ossa oracolari offre senza dubbio una grande abbondanza di possibilità sia per l'archiviazione digitale che per le mostre dei musei.

Un calco digitale (a sinistra), confrontato con i dati di scansione di Artec Space Spider

Lavorare con Space Spider significa che non sono necessari spray o target per catturare le ossa oracolari, il che significa zero rischi per questi manufatti inestimabili. Il processo di scansione totale richiede solo pochi minuti e i dati ad alta qualità di Space Spider insieme agli efficienti algoritmi di Artec Studio assicurano una dimensione del file relativamente piccola, che riduce ulteriormente i tempi di elaborazione della scansione. Di conseguenza, i modelli 3D a colori ad alta risoluzione vengono prodotti rapidamente e senza sforzo.

Innumerevoli opportunità

Per quanto riguarda l'uso della scansione 3D nella conservazione del patrimonio culturale, il cliente ha spiegato: "La tecnologia di scansione 3D è in grado di soddisfare la crescente domanda di digitalizzazione di cimeli culturali. Si è dimostrata uno strumento affidabile per l'archiviazione e il restauro di un prezioso patrimonio culturale e ha ispirato nuove idee e approcci. Si tratta di un'innovazione a cui dobbiamo prestare maggiore attenzione."

Jiao Chunliang di ASAHI-3D ha aggiunto: "Siamo onorati di far parte del processo di scansione delle ossa oracolari. Si tratta di un nuovo modo di registrare la storia ed è molto importante per la conservazione del patrimonio e l'archiviazione digitale. Ci auguriamo che, in termini tecnici, l'intero processo sia efficace e che i clienti siano soddisfatti. Quando avremo catturato tutti i dati sarà possibile mostrare i modelli 3D delle ossa oracolari in un ambiente VR o AR, portando il patrimonio culturale alla portata degli studenti in tutto il paese."