3Dスキャンソルーション

Artec 3D社のウクライナへの支援内容

Artec Evaは、大英博物館のGoogleマヤプロジェクトのためにマヤ古代文化遺産の保護に貢献しています

概要:大英博物館は、Googleマヤプロジェクトのために400以上の古代マヤの鋳物をデジタルでキャプチャするために、従来の写真測量法よりも高速で柔軟な方法を必要としていたため、 高解像度カラー3DスキャナであるArtec Evaを選択しました。

目標:2人のチームが混雑した倉庫で数百もの中規模および大規模のマヤの記念碑を3Dスキャンし、それらのスキャンを文化遺産、研究、教育用のリアルな3Dモデルに変換すること。

使用したツール:Artec Eva、Artec Studio

16世紀にスペイン、ディエゴ・デ・ランダ(Diego de Landa)司教はユカタン半島の兵士たちに、彼らが見つけたすべてのマヤの本と画像を燃やすように命じ、それらを「悪魔の嘘」と呼んでいました。その数時間後から、何世紀にもわたってマヤの哲学と文化的表現は失われてしまいました。それでもマヤの本は4冊だけ、彼の激しい怒りを乗り越えました。しかし、何百マイルも離れた場所にあるマヤの廃墟となった都市に、ピラミッド、モニュメント、その他、グリフとも呼ばれるマヤの文字が刻まれた建築物がたくさんあります。ほんの過去数十年の学者だけが、マヤがいかにして石や木、骨、ヒスイ、また貝殻までに彫り込められ、長い道のりを歩んできたのかということの90%をやっと理解できるようになりました。

キリグア動物形象Pの現在と1881年

これらのグリフ(絵文字)は、誕生や死、結婚、戦争、また征服などの物語を伝えます。それは何百万もの近代のマヤ族や世界全体の人類にとって極めて貴重な文化遺産ですが、毎年数百マイルから数千マイルも離れたところに降る酸性雨の被害により、ますますこれら多くのグリフが読みにくくなってきています。メキシコ国立自治大学の大気研究センターの生物学者である、パブロ・サンチェス(Pablo Sanchez)博士の言葉によると、「100年以内に碑文と碑柱と柱のすべての文字が失われる可能性がある」そうです。文化遺産の専門家は解決策を模索してきましたが、これまでのところまだ成功していません。

その間、大英博物館はGoogle Arts&Cultureと協力して、この文化遺産の一部を保護し、マヤや世界の他の地域に持ち帰るための,エキサイティングなプロジェクトに着手しました。これを行うために、彼らは 最新の3Dスキャン技術 と、19世紀の外交官探検家であるアルフレッド・モードレイ(Alfred Maudslay)氏の作品を組み合わせることによって生まれる相乗効果を使用しました。彼は、 熱烈な専門家のチームと4トンの漆喰と共に、大西洋を越えてマヤの地へと冒険したことがあります。そこでは、彼の時代での最高の技術である乾板写真と石膏、張り子の型、そして彼の便利なノートブックを使用して、マヤの芸術と建築の驚異的な記録を保存しようと試みました。彼自身と彼の将来の世代のためにです。

キリグア遺跡の石碑 E、1880年代頃

英国に戻ると、すべてがサウスケンジントン博物館(現在のビクトリア&アルバート博物館)に持ち込まれました。そこで、金型は非常に精密な鋳造物に変形され、数十に及ぶ最も重要なマヤのモニュメントとそのすべてのグリフそして図像を適時に凍結しました。 彼らが1880年代に発見されたのと同じように、そして酸性雨が彼らの歯を沈め始める前のようにです。

モードレイ氏と彼のチームが引き受けた作業の複雑さを強調するために、考古学者で大英博物館のキュレーターであるクラウディア・ゼート(Claudia Zehrt )氏はこう説明しました。「定期的な記念碑は、後で石膏の600〜1000の個々のセグメントを必要とし、それらを後でつなぎ合わせて最終的な型を作成して、英国に返送する必要がありました。これらは本質的にモニュメントの「ネガ(陰画)」であり、石膏や張り子の特徴をすべて捉えています。それから英国に戻って、私たちが今日持っている「ポジ(陽画)」の鋳物は、これらと同じ型から作成されました。これらの鋳物はモニュメントの現物の非常に正確なレプリカであり、歴史の保存の目的に最適です。」

Google マヤプロジェクトの基盤は、鋳物の信じられないほどリアルで、かつ歴史的に見ても正確である3Dモデルの作成を要求しました。ゼート氏は、考古学者の間で人気の高いデジタルキャプチャ手法である写真測量法を背景に、モードレイ氏の鋳物のコレクションに同じものを使用することの難しさをすぐに感じ始めました。彼女はこう言いました、「基本的に、床の上2インチの低いラックの上に数百の大きな非常に重い石膏ギプスが置かれています。鋳物のサイズは3 x 3.5フィートから8 x 9フィート以上です。それらを動かすには数人の人がかかり、これらはまた非常に壊れやすいです。それらの多くは、互いに11〜15インチしか離れていません。そのため、写真測量は除外されました。これは、その作業を行うために必要なすべての角度から撮影するためには十分なスペースがないためです。それがもし実現可能だったとしても、写真測量に伴う長い準備と後処理を考えると、私たちが Artec Evaを使った場合の2倍以上の時間がかかったでしょう。

大英博物館のキュレーター、クラウディア・ゼート氏が3日間かけてArtec Evaでスキャンしたキリグア動物形象の鋳物

Googleのおかげで入手できた中規模のオブジェクトをすばやく 高解像度カラー3Dでキャプチャするように設計されたハンドヘルドのプロフェッショナル3DスキャナであるArtec Evaは、ゼート氏にとっては初めてでした。それでも、彼女はすぐにそれに慣れました。最初は、その博物館はEvaがそのような窮屈な状況で鋳物を捕獲することができるとは信じていませんでしたが、ゼート氏は簡単にはあきらめませんでした。「自分が入れた最も厄介な位置を考慮しても、狭いスペースのため、Eva は鋳物をうまくスキャンできました。ということは時々、一脚にEvaをマウントして上に伸ばしたり、ひざまずくのに十分なスペースがないときには自分をゆがめたりしなければならなかったことを意味しますが、 Evaは、鋳物の深いアンダーカットを含め、鋳物のすべての表面を完全にキャプチャしました。これは、理想的な条件下でも難しいことでした。

大英博物館のキュレーター、クラウディア・ゼルト氏がマヤの鋳物をArtec Evaを使用してスキャン中

彼女はスキャンプロセスについて詳しく説明しました。「各鋳物をスキャンするのに平均して約10分かかりました。小さな鋳物はより速くできましたが、大きな鋳物の一部は20分以上必要でした。それはまた、スキャナがアクセスが困難な表面を拾うのを難しくするため、それらの彫刻がどれほど深くて狭いかによりました。鋳物間のスペースが大きければ、それはより簡単で速くできたでしょう。私が確かに11〜15インチの速度を落としたのです。もし鋳物が障害物なしで自立していれば、私はその半分の時間で簡単にスキャンができたでしょう。」

ゼート氏は、Artec Studioでスキャンを処理する, 彼女の仕事についてこう説明しました。「私の通常のワークフローは、グローバルレジストレーションを使用して鋳物のスキャンを調整し、次にシャープフュージョンを適用することから始まりました。ときおりなぜかスキャンに穴があれば、穴埋めを使用して穴を塞いでいます。三角形のカウントダウンを減らして、テクスチャ付きのエクスポート用の最終的な3Dモデルが100MB未満になるようにしました。その作業の間はモデルがきちんとしているか確認しながらやりました。次に、モデルをOBJファイルとしてエクスポートしました。時間的に言うと、わずか5〜10分で私が入力した後は、Artec Studioが残りのプロセスを処理してくれたので、私はそれから離れて他の作業を行うことができました。Artec Studioは、面倒な作業のほとんどを代行してくれます。

Artec Studioに表示された、Artec Evaでスキャンされたキリグア動物形象Pの鋳物

Google マヤプロジェクトの最初の段階は、キリグア遺跡の石碑 Eの3Dモデル(合計31の別々の鋳物で構成され、高さが22フィート)を作成することでした。1つは非常に正確で実物そっくりで、教育目的や マヤの専門家による詳細な図解分析に使用できます。この段階は、Evaでの3DスキャンとArtec Studioでの処理が、ゼート氏の2人のチームがプロジェクト全体の400以上の鋳物のコレクションを高解像度カラー3Dでデジタル化するための高速で効果的な解決法になる、ということを示すために不可欠でした。

マヤの支配者カワクスカイ(Kʼakʼ Tiliw Chan Yopaat)の顔をフィーチャーしたキリグア遺跡の石碑 Eの鋳物から

次のビデオでわかるように、石碑 Eは、マヤの作家であるクリストフヘルムケ(Christophe Helmke)教授が研究しているVRオブジェクトとして取り上げられており、結果はそれ自体を物語っています。

ゼート氏は石碑 Eについていくつかの詳細を明かしました:「771 ADのこの記念碑は、カワクスカイとしても知られるキリグアのマヤ王、Kakak Tiliw Chan Yopaatが別のマヤの王、Waxaklajun Ub'aah K'awiil、別名Eighteen Rabbitを捕えて,斬首する様子を描いています。彼はコパンという、もっと大きなマヤの都市の支配者で、カワクスカイを実は数年前に王位に置いていた人物です。斬首用の石斧が描かれたグリフがあり、石碑の正面には、勝利の王(カワクスカイ)が儀式用の服装、頭飾り、宝石などを身に着けているのが見えます。コパンの支配下に置かれることから解放されたので、これは彼と彼の側にいた人々にとって大きな出来事でした。そんなわけで、これは非常に興味深い記念碑であることは言うまでもありません。オリジナルの重量は65トンで、地上2階建て以上にそびえています。」

1891年頃のパレンケの象形文字の階段

プロジェクトの次の段階は、元の階段と並べて表示するために、パレンケの象形文字の階段の正確にCNC加工された複製の作成に焦点を当てました。共通紀元7世紀にさかのぼると、モーズレイ氏が漆喰でそれを捕らえた1891年以降、階段の状態はかなり悪化していました。その階段の歴史的詳細と翻訳は以下をご覧ください こちら

階段の鋳物は3Dスキャンとデジタル再構成を実行するのにいくつかの課題を提示しました。ゼート氏が以下のように説明しました。「階段は12の鋳物で構成されており、そのすべてがEvaで3Dスキャンされ、スムーズかつ迅速に進行しました。しかし、鋳物の1つが壊れていて、詳細の一部が欠けていたため、全体をデジタルで再現するために、モーズレイ氏の元の図面とそのステップの写真を参照する必要がありました。そして私達はそれに成功しました。」

Artec Studioソフトウェアに表示されたパレンケの象形文字の階段のスキャン

その時点で、ゼート氏はArtecアンバサダーである Central Scanning社 に頼ることにしました。階段の合流点でシームレスな3Dブリッジングが必要だったため、階段の最終的な3Dモデルの作成をお願いしたのです。Central Scanning社の3Dスキャンと3Dデータ処理の専門家が、Artec Studio 14でスキャンをデジタルで組み立て、6台のパネルでCNCフライス加工が可能な統合3Dモデルに変換し、輸送を容易にしました。

Pangolin Editions社によって作成された、パレンケの象形文字の階段のモックアップ

その後、階段の3DモデルはPangolin Editions社に送られ、そこでイギリスのリンカンシャー地域のアンカスターストーン(石灰岩)を使用してCNC加工されました。中部ジュラ紀のウーライト質石灰岩は、マヤが元の階段に使用していた石灰岩とよく似ています。Pangolin Editions社は、彫刻を専門とするイギリスのグロスターを拠点とする鋳造所です。ゼート氏が説明したように、レプリカのわずかに異なる色は意図的なものです。「現場の保存担当者らは、それがオリジナルではなくレプリカであることを人々に知ってもらいたいのです。人々は近くを歩いてそれに触れ、グリフに沿って指を走らせ、この驚くべき文化的宝物を直接体験することができます。」

CNCフライス加工の後、階段はパレンケへ飛び、オリジナルと並んで常設展示されました。

鋳物の3Dモデルの将来の可能性には、世界中のマヤの専門家や学者による研究プロジェクトや、または教室や博物館の訪問者向けの「仮想遠足」などの教育アプリケーションが含まれます。

そして、クラウディア・ゼート氏の言葉によれば、「私たちは、3Dスキャナで一体何ができるのか、そして世界中の貴重な文化遺産から3Dスキャナが作成できる素晴らしいモデルを目の当たりにしてきたばかりです。3Dスキャンの利点の研究と 、これらのオブジェクトをVR展示物に変えることによって生まれる信じられないほどの可能性と同じくらい重要な、そうでなければ、もっと重要なことがひとつあります。 それは、このテクノロジーを使用して、これらの宝物を人々やそれらを作成した文化に戻すことです。今日、Artec Evaのようなハンドヘルド3Dスキャナを使用して、美術館の展示品や考古学の発掘現場のほとんどすべてをデジタルで数分でキャプチャできます。」

ゼート氏はさらに説明します。「Artec Studioを使用してスキャンを3Dモデルに処理したら、その後まもなくそれを3Dプリンターに送信することができます。または、パレンケの象形文字の階段の場合は、石灰岩やさまざまな石から削り取ります。これは、世界中の美術館が、これらの工芸品の信じられないほどリアルなレプリカを作成する能力を持っていることを意味します。これまでに私達はこんな能力を持ったことはありません。」

大英博物館はGoogle Arts&Cultureを通じて、スキャンされた写真、日記、図面、3Dスキャンされた鋳物の完全なモーズレイ氏のアーカイブを ここに公開しました。

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