Il Lussemburgo in 3D: creare una copia digitale della Gëlle Fra con Artec Ray II, Artec Leo, e la fotogrammetria AI per l'esposizione universale

Modello 3D della Gëlle Fra creato con Artec Ray II, Artec Leo e la fotogrammetria AI in Artec Studio

Una graziosa fanciulla sovrasta la città di Lussemburgo nel cuore del quartiere storico di Ville Haute. Soprannominata la Gëlle Fra (in lussemburghese "la signora d'oro"), incorona il Monumento della Memoria, rendendo omaggio a migliaia di volontari lussemburghesi che hanno servito a fianco degli Alleati durante le guerre mondiali e la guerra di Corea.

Il simbolo della resilienza del Lussemburgo

La signora d'oro osserva la città di Lussemburgo da decenni, ed è diventata una parte iconica del paesaggio urbano. Chiunque abbia familiarità con la sua drammatica storia non si sorprenderà che sia stata digitalizzata per il Padiglione del Lussemburgo all'Esposizione Universale di Osaka nel 2025.

Durante la prima guerra mondiale, il Lussemburgo fu occupato dalla Germania nonostante la sua dichiarata neutralità. I lussemburghesi sotto occupazione potevano fare poco per aiutare gli Alleati, ma migliaia che abitavano all'estero si offrirono volontari nell'esercito francese e morirono in combattimento. Per commemorare il loro sacrificio, il Monumento della Memoria fu eretto e inaugurato nel 1923.

Il memoriale dominò il paesaggio urbano fino al 1940, quando fu smantellato sotto l'occupazione nazista; tuttavia, rimase un simbolo di resistenza e sovranità nel cuore del popolo lussemburghese. Dopo la seconda guerra mondiale, alcune parti furono recuperate e il monumento parzialmente restaurato, ma la Gëlle Fra vera e propria è rimasta dispersa fino a quando non è stata scoperta nel 1980 sotto la tribuna principale dello stadio nazionale di calcio. La resurrezione della Golden Lady ha cementato la sua reputazione di simbolo dell'identità nazionale, della resilienza e dell'autonomia del Lussemburgo.

Un approccio di scansione ibrido

Torniamo al 2025: la statua viene digitalizzata per il Padiglione del Lussemburgo all'Esposizione Universale 2025, dove vengono mostrati i tesori culturali del paese, dai suoi monumenti architettonici ai suoi paesaggi mozzafiato. Stuzzicato dalla possibilità di dimostrare sia il suo amore patrio per il Lussemburgo che le sue eccezionali capacità tecnologiche, Artec 3D ha impiegato la sua intera gamma di scanner 3D e fotogrammetria AI avanzata per scansionarla.

La digitalizzazione della Gëlle Fra si è rivelata un'impresa non da poco a causa della complessità delle sue forme, che presentavano diverse sfide di scansione. La caratteristica più importante del monumento è un obelisco di granito alto 21 metri, coronato da una statua dorata: Nike, la dea greca della vittoria o, come la chiamano i lussemburghesi, la regina della libertà. Tendendo in mano una corona di alloro, la offre simbolicamente alla nazione. Ai piedi del monumento, due figure in bronzo rappresentano i volontari lussemburghesi che hanno prestato servizio in Francia: uno caduto, l'altro in lutto.

Per catturare ogni parte del monumento, il team di Artec si è affidato a un collaudato tandem di scanner, questa volta integrato con la fotogrammetria aerea. L'imbattibile combinazione dello scanner a lungo raggio Artec Ray II e del wireless Artec Leo è stata impiegata, rispettivamente, per scansionare aree estese e ingrandire parti specifiche.

La Gëlle Fra è molto alta, e l'uso di impalcature o gru sarebbe stato troppo impegnativo, quindi il team ha utilizzato un drone per catturarla dall'alto, ottenendo l'accesso alle aree più difficili da raggiungere. Essendo il monumento situato in una delle zone turistiche più trafficate della città di Lussemburgo, il team si è trovato di fronte a un'altra sfida: non potevano far volare il drone sopra le persone.

Jerry Klein di Artec 3D configura Ray II per catturare l'obelisco di 21 metri su cui si trova la Gëlle Fra

Per evitare la folla, Jerry Klein, specialista del supporto tecnico di Artec 3D che gestiva il drone, ha catturato la Golden Lady la mattina presto. "Al giorno d'oggi, i droni sono molto avanzati e stabili in volo", ha detto Klein. "Puoi semplicemente scattare foto intorno all'oggetto e volarci intorno un paio di volte. Puoi puntare il drone sull'oggetto, tenerlo in orbita, per esempio a 50 metri, e registrerà automaticamente un video dell'orbita a spirale. Quindi filmare è stato abbastanza facile."

Dati aggiuntivi per una maggiore flessibilità

"L'obiettivo era catturare ogni oggetto da quante più angolazioni possibili in modo da avere abbastanza dati per l'elaborazione", ha spiegato Keynan Tenenboim, ingegnere di supporto e applicazione di Artec 3D. "Con la Gëlle Fra, abbiamo usato Ray II per ottenere scansioni dell'intero sito e Leo per scansionare le targhe intorno alla scultura e all'obelisco, principalmente per catturare testi e dettagli. L'importante era ottenere buone texture e quanti più dati utilizzabili possibili."

Gran parte del lavoro del team è consistito, come ha detto Tenenboim, in un intenzionale eccesso di dati di scansione. "Anche se sentivamo di avere il 90% di quanto era necessario, abbiamo cercato di acquisire un ulteriore 10-15% di dati", ha detto. "In questo modo, il team di elaborazione avrebbe avuto la massima flessibilità possibile e un flusso di lavoro più semplice".

Keynan Tenenboim di Artec 3D scansiona le iscrizioni del monumento con Artec Leo

Ray II e Leo hanno entrambi performato egregiamente, anche alla luce solare diretta, superando la sfida principale: ombre lunghe e nitide proiettate dal sole luminoso di una giornata senza nuvole, richiedendo al team più creativo nella selezione degli angoli di cattura. Entrambi gli scanner hanno superato il test della luce solare a pieni voti.

Elaborazione senza interruzioni: un esempio perfetto

L'allineamento di tutte queste scansioni e l'unione dei set di dati di diversi dispositivi non sono stati nulla di cui preoccuparsi, grazie ad Artec Studio. Artec Ray II è dotato di un Visual Inertial System (VIS) che traccia la sua posizione nello spazio e allinea automaticamente le scansioni. Quando si esegue la scansione di qualcosa di enormi dimensioni e si importano i dati in Artec Studio, invece di centinaia di scansioni separate, si vede un oggetto uniforme, che richiede solo un paio di algoritmi semplici per creare un modello 3D finale.

"Basta mantenere correttamente il sistema di tracciamento e non spostarsi troppo tra le scansioni per produrre risultati utilizzabili con pochissima esperienza", ha osservato Tenenboim. "Non ho una profonda esperienza con Ray II, ma sono comunque riuscito a fornire dati puliti per l'elaborazione".

Dopo aver acquisito i dati e averli elaborati all'interno di Artec Studio in meno di 40 minuti, rimaneva un ultimo passo fondamentale: applicare la fotogrammetria AI per dare vita al modello e renderlo fotorealistico. Integrata in Artec Studio, la fotogrammetria AI mappa le immagini sulle scansioni e le texture in un flusso di lavoro semplice e automatizzato che non richiede alcuna formazione tecnica specializzata.

Un patrimonio oltre la realtà

Il progetto di trasformare il patrimonio culturale del Lussemburgo in gemelli digitali ha portato a un'esperienza incredibile non solo per i visitatori del Padiglione del Lussemburgo all'Esposizione Universale di Osaka, ma anche per chiunque desideri esplorare da remoto le repliche fotorealistiche dei monumenti del Lussemburgo. I modelli finali sono perfettamente adatti per le applicazioni AR/VR, e ora sono disponibili al pubblico tramite l'app World Expo.

Un rendering 3D del Padiglione del Lussemburgo. Fonte: www.expo2025.or.jp

"Non è come essere fisicamente sul posto, ma ciò non significa che non sia un'esperienza di valore", ha concluso Tenenboim. "I gemelli digitali permettono di visitare luoghi lontani e nascosti, come vedere il retro di Hollow Tooth o la parte superiore della testa della Gëlle Fra. Il punto di vista del fotografo o il percorso fisso del drone non sono più un limite. Ora è possibile esplorare in piena libertà. È un'esperienza diversa, non un sostituto alla realtà. Ma in alcuni casi offre punti di vista impossibili da ottenere sul campo".

Questa iniziativa non solo ha fatto luce sulla diversità del patrimonio culturale del Lussemburgo, ma ha anche dato al team Artec la possibilità di mostrare la notevole versatilità degli scanner Artec 3D e della fotogrammetria AI. Catturando monumenti grandi e piccoli con altrettanto successo, Artec 3D ha contribuito a creare modelli 3D che consentiranno a molti di scoprire, o riscoprire, luoghi affascinanti, carismatici e veramente significativi in tutto il Grande Ducato.