Scansionare dei cavalli per realizzare arte digitale con Artec Leo

Un nuovo entusiasmante progetto artistico incentrato sulla scansione e l'elaborazione di dati 3D di cavalli di tutte le taglie.

"La maggior parte delle persone direbbe che è impossibile scansionare un cavallo!" ha detto Tove Kjellmark, un'artista svedese che ha intrapreso l'arduo compito di scansionare una serie di cavalli per una futura mostra d'arte.

"Nessuno l'ha mai fatto", ha continuato, "Quindi, ho deciso che l'avrei fatto io!"

L'idea

Per Kjellmark, è l'idea stessa di catturare il movimento che ispira la sua arte.

"Mi interessa da molto tempo la scansione di corpi in movimento", ha detto, "e questi sono i risultati di cui sono più felice."

La combinazione della scansione 3D con questa filosofia – che il movimento in sé è arte – ha portato allo sviluppo di una mostra a Stoccolma prevista per l'aprile 2022 intitolata "Il cavallo, il robot e l'incommensurabile." L'idea: sfidare i limiti della misurabilità, esaminare la corporeità in movimento e l'interazione tra un essere umano, un cavallo e un robot. Il piano: scansionare cavalli sia fermi che in movimento e creare una serie d'opere d'arte partendo dai risultati.

L'artista ha finora scansionato 10 cavalli e attualmente si sta avvicinando al suo obiettivo finale: esporre una collezione di sculture realizzate con questi cavalli, stampate in 3D in varie dimensioni, in parte o per intero, per presentare queste magnifiche creature in tutte le loro diverse forme.

A collaborare con Kjellmark è stato il partner Artec 3D Scan 3D Innovations AB in Svezia, dove il CEO Teddy Larsson è intervenuto per aiutare con la scansione e la formazione. "La creatività di Tove si basa sulla combinazione di sculture a due e tre dimensioni, e gli scanner Artec sono diventati i suoi strumenti preferiti per la loro facilità d'uso e qualità," ha affermato. "Solo grazie a questa tecnologia Tove ottiene i risultati di cui ha bisogno, e questo è il motivo per cui è iniziata la nostra collaborazione."

Non importa quanto sia veloce e senza intoppi, la scansione di un cavallo non è un lavoro da fare da soli.

Come scansionare un cavallo

Per una scansione di successo quando si ha a che fare con una creatura che è sia abbastanza grande che abbastanza irrequieta, è necessario considerare diversi fattori.

"Facciamo sempre una treccia della criniera del cavallo, così la scansione è più facile", ha detto Kjellmark, sottolineando che mentre lo scanner avrebbe certamente potuto eseguire il compito, catturare i minimi dettagli della criniera non era essenziale per questo progetto.

Successivamente, il movimento naturale dei cavalli, che va da un movimento della coda a un’impennata completa sulle zampe posteriori. In questo caso lavorare a stretto contatto con gli addestratori è stato essenziale. "Chiedo agli addestratori di tenere il cavallo il più fermo possibile", ha spiegato, sottolineando che per i cavalli era fondamentale provare una sensazione di sicurezza attorno all'hardware.

"Abbiamo lasciato i cavalli annusare un po' lo scanner, dato che reagiscono a tutto", ha detto Kjellmark. "Si innervosiscono un po' davanti alle luci lampeggianti, ma questo non è stato un problema con Leo, che ha svolto egregiamente il compito."

La scansione wireless con Leo rende la sfida della scansione del cavallo molto più semplice.

Durante la scansione iniziale con Artec Eva, le luci lampeggianti del piccolo ma potente scanner 3D hanno infastidito i cavalli. L'alternativa era Artec Leo, che si è rivelato la soluzione ideale. "Leo non produce gli stessi ticchettii e luci intermittenti", ha spiegato Larsson. Senza fili e dotato di elaborazione integrata, Leo ha consentito una scansione rapida e accurata dei cavalli da ogni angolazione.

La scansione stessa può essere completata in pochi secondi per la testa del cavallo, e in diversi minuti per tutto il suo corpo. Nonostante la natura del compito, il processo in sé è estremamente semplice.

"Comincio da un lato, scansiono intorno alla testa, catturo il lato anteriore e poi mi sposto sull'altro lato," ha detto Kjellmark. "Se tutto va secondo i piani, ci vogliono... quattro secondi, forse? È davvero veloce!"

Per quanto riguarda i cavalli interi – anche nel caso di esemplari enormi, alti tra il metro e mezzo e i due metri, la scansione può essere completata in poco più di un minuto – "sempre che stia fermo", ha detto ridendo.

E se le cose non vanno secondo i piani, ovvero se il cavallo si muove e interrompe la scansione, mantenere il tracciamento si è sempre dimostrato un compito facile, cosa particolarmente essenziale quando si ha a che fare con un cavallo impaziente. Anche se il cavallo si muoveva, lo scanner era in grado di identificare i punti già catturati e riprendere da dove si era interrotto.

"È fantastico. Lo scanner è davvero automatico e intelligente. È davvero sorprendente: non avrei mai pensato di essere in grado di eseguire la scansione così velocemente!" ha detto Kjellmark.

I punti di tracciamento hanno consentito alla scansione di procedere rapidamente nonostante il movimento del cavallo.

Per la sua mostra Kjellmark vuole esporre varie sculture di cavalli in movimento, in diverse pose e con combinazioni create da varie posizioni. Ciò includerà anche un cavallo nella sua forma completa e perfetta : questa acquisizione completa dei dati del cavallo è specifica per l'uso in movimento.

"Volevo che un singolo cavallo fosse perfetto", ha detto. "Per questo ho scansionato il cavallo due volte: la prima scansione includeva tutto tranne la testa, che è stata scansionata separatamente in seguito."

Al termine della scansione inizia il trasferimento e l'elaborazione dei dati.

Come trattare un cavallo

Parlando del suo processo di elaborazione, Kjellmark ha detto che per prima cosa esamina tutti i dati in Artec Studio. "Controllo i dati di scansione e tutti i diversi frame: ad esempio, abbiamo 1.524 frame per un solo lato del cavallo. Poi guardo la sequenza come se fosse un'animazione. Alcune parti non sono importanti, quindi posso rimuoverle fin dall'inizio."

Continuando questo processo per diverse scansioni e varie parti del cavallo, le allinea.

Oltre all'allineamento, anche Sharp Fusion in Artec Studio si è dimostrato uno strumento efficace per questo progetto. "Grazie a Sharp Fusion puoi davvero vedere tutto", ha detto. "Come la morbidezza della pelliccia, anche se corta, i muscoli del cavallo, tutto."

L'applicazione di diverse funzionalità di Artec Studio con i dati di scansione 3D acquisiti ha fornito i risultati che Kjellmark stava cercando.

Oltre a Sharp Fusion, Kjellmark elabora i dati anche tramite Fast Fusion. Ha sottolineato che la facilità d'uso di Artec Studio presentava un'opportunità di solito improbabile per l'arte: essere in grado di allineare le parti da soli, in modo da poter creare numerosi modelli a partire da una sola scansione. Ciò si è dimostrato particolarmente vantaggioso per l'uso artistico dei dati di scansione del cavallo.

"Quando il modello è pronto, ci si possono fare altre due o tre cosine", ha detto Kjellmark. "Per prima cosa stamperò una versione ridotta dell'intero cavallo per osservarlo dal vivo: il modello perfetto".

Una volta realizzato, il modello 3D completo verrà suddiviso, ridimensionato e stampato in una forma più grande. Allo stesso tempo, il modello completo viene inviato ai suoi colleghi che stanno lavorando con il software di acquisizione del movimento Qualysis , dove i dati 3D acquisiti dal cavallo vengono montati sui dati di acquisizione di movimento registrati. Quindi, utilizzando il software Maya, i dati di acquisizione di movimento vengono uniti ai dati di scansione mentre il modello 3D viene posizionato sopra i punti di acquisizione del movimento.

I dati di acquisizione del movimento vengono combinati con i dati di scansione 3D per il modello finale.

Far muovere i cavalli

Questo cavallo svedese conosce bene Artec Leo.

Mentre la maggior parte dei progetti di scansione 3D si basa sull'acquisizione dell'oggetto il più vicino possibile all'originale, questa futura mostra si distingue nell'uso creativo dei dati di scansione. La combinazione di software utilizzata in questo caso crea uno spazio in cui il cavallo è libero di muoversi, impennarsi e correre, sia nella vita reale che digitalmente.

I dati possono essere elaborati e messi in movimento, o sovrapposti per creare un'enorme scultura a grandezza naturale del cavallo in ogni fase di impennata, trotto, corsa e altri movimenti.

Dopo essere stati scansionati, i cavalli sono stati animati fotogramma per fotogramma e messi in movimento.

Per ora i cavalli sono stati scansionati, ma il lavoro continua mentre Kjellmark si avvicina alla sua mostra di aprile 2022. Ed è ancora piena di idee che si basano sulle opportunità offerte dai media 3D.

Un'altra possibilità per la mostra? Proiettare un modello 3D di un intero cavallo nella stanza come immagine olografica. "Non l'ho mai provato", ha detto l'ambizioso artista, "Ma ci ho pensato per anni".

Per Larsson, questo progetto è la dimostrazione perfetta dell'hardware e del software Artec al massimo delle sue possibilità.

"Le possibilità offerte dagli algoritmi di Artec Studio e la loro potente combinazione con l'hardware." ha detto. "Questa è la magia di Artec 3D."