品質検査のための3Dスキャン:毛沢東の馬が2回3Dモデルに変わりました

26/07/2020

西洋で物議を醸している人物である毛沢東は、数億人の中国人にとって、多数の国家指導者やその他の歴史的人物たちの中でも群を抜いています。中華人民共和国の創設者の遺産は崇拝され、徹底的に研究され、代々受け継がれています。

グレートヘルムスマン(毛沢東の愛称)のライフストーリーの1つの章が最近更新され、 3Dスキャン技術 が指導者・毛沢東のお気に入りであった馬の外観を後世に残すことが要求されました。馬は老齢で死んだ直後に剥製にされました。

毛沢東の馬のスキャン:Artec Evaで撮ったスナップショットは、Artec Studioのソフトウェアで即座に3Dスキャンに集約され、ユーザーは表面のどの部分がキャプチャされ、次にスキャナをどこに向けるかを確認できます。

その馬が特別である理由は何ですか?

伝説によると、リトルブルーワンというニックネームのこの馬は、中国南北戦争(1927-1949)の間にその所有者の命を救ったのです。ロングマーチ(1934-1935)と呼ばれる軍事退却作戦中に、毛沢東の馬がもし間違った瞬間に少しでも動いていたとしたら、現代の中国が今日のようになるかどうか誰にも分からないことでしょう。

ある日の午後、毛沢東とその同志たちが彼らのライバルのクオミンタン部隊に追われていたため、オーナーが背中にいるリトルブルーワンは、通りがけの崖の下で止まりました。遠くから轟音が聞こえてくるまで、この馬が一体なぜ譲歩を拒絶したのか誰にも理解できませんでした。しかし数分後、敵の戦闘機が頭上を振り回しました。リトルブルーワンのおかげで、彼ら一行は崖の影で気づかれないままでした。

リトルブルーワンはオーナーと良い時も悪い時も共に過ごしました。この写真は、毛沢東が中国北西部を12か月間で合計9,000 kmにおよぶ長征の期間中、馬に乗って横断しているところです。

南北戦争の終わりに、毛沢東は当時の軍事的功績のある彼のリトルブルーワンを北京に連れて行き、そこで北京動物園の特別な囲いの中で1962年に亡くなるまで生涯を過ごしました。

保全プロジェクト:完了して再開

その後まもなく、北京自然史博物館は伝説の種馬の剥製マウントを注文しました。その仕事が終わると、その貴重な遺物は中国北西部延安市の革命記念博物館に運ばれ、共産党が1935年から1947年まで本部に置いていました。

時間の経過とともに小さな亀裂があちこちに現れ始め、マウント全体がバラバラになる恐れがでてきて、緊急の修復の必要性が真に迫っていました。

博物館の管理者はプロジェクトに着手する前に、マウントの高精度のデジタルコピーを作成して、復元前と復元後の状態を比較することに決めました。仕事はArtec 3Dのゴールドパートナーに委託された 北京オンロールテクノロジー株式会社(Beijing Onrol Technology CO.,LTD)という、3Dデジタルアーカイブの専門知識がある会社に委託されました。

適切な3Dスキャナの選択

一日一日が重要でした。スキャンは可能な限り早く行う必要がありました。オンロールチームは、馬を3Dスキャンして収集されたデータを非の打ちどころのない、パーフェクトな3Dモデルに変換するためにたった1日だけ与えられました。

より良い追跡のためにオブジェクトにターゲットを取りつけるなんてことは、まず問題外でした。それに触れることさえ禁止されており、ましてはその状態にリスクをもたらす可能性のあるハードウェアの使用などは言うまでもありませんでした。

Artec Eva をプロジェクトの3Dスキャンツールとして選択するのに長い検討は必要ありませんでした。このハンドヘルドスキャナは、テスラから大英博物館に至るまでの企業や機関で、品質管理や遺産保護のために選択されたデバイスです。

Artec Eva

絶対に安全に使用できるEvaは、フラッシュ電球と一連のLEDライト(どの部屋にもあるようなランプと同じもの)を備えており、構造化された光のビームをオブジェクトの表面に投影し、そのカーブを0.1mmまでの精度で検出します。

そのオブジェクトの形状に加えて、Evaは1ピクセルあたり24ビットの色深度でテクスチャをキャプチャします。これにより、1600万以上の色のバリエーションが得られます。これは、人間の目で認識できる以上のものです。リトルブルーワンを本来の色でキャプチャすることは、プロジェクトにとって非常に重要でした。

スキャンの速度は、スキャンの品質と同じくらい重要でした。Evaは、1秒あたり最大16フレームまたはスナップショットを取得できます。各スナップショットは、ほぼA4からA3の用紙サイズの領域をカバーしています。この視野は、馬のマウントなど、中型および大型のオブジェクトでの作業に最適です。オブジェクトを移動しながら、ユーザーはスキャナで複数のスナップショットを取り、必要な詳細をすべて保存しながら、最小限の時間で表面全体を3Dデジタル化します。

最終的に、スキャナは非常に軽量(0.9 kg)で扱いやすく、これはEvaを選択するべきと考慮させたもう1つの要因でした。

現場での3Dスキャニング

指定された日に、指定されたワークショップへリトルブルーワンの剥製マウントが運ばれ、オンロールのスキャンスペシャリストがスキャンを実行しました。

チームは 3Dスキャンおよび処理ソフトウェアのArtec Studioのツールである、リアルタイムフュージョンを使用しました。それは、未加工データを外出先でスキャンに融合するものです。ほとんどの場合、特にオブジェクトが大きく複雑なジオメトリを備えている場合は、スキャン後に包括的な処理が必要ですが、リアルタイムの融合により、スキャン中に最終的な3Dモデルのプレビューを画面に表示できるので、ユーザーはすぐに収集されたデータが完全であるかどうか、また表面の一部が失われていないかが分かります。2回目のスキャンセッションを行うことが不可能だったため、Artec Studioのリアルタイムフュージョンは不可欠な役割を果たしました。

3Dデータの合理化された処理

未加工データの初期処理は現場で行われ、数分しかかかりませんでした。必要なデータがすべて収集されたことを確認した後、オンロールチームはオフィスに戻り、スキャンをArtec Studioの高解像度3Dモデルへと処理しました。

ジオメトリ専用モードの毛沢東の馬の3Dモデル。Artec Studio 14のインターフェースに表示され、中国語を使うユーザー向けにローカライズされています。

Artec Studioにはさまざまな強力な機能が搭載されており、たとえば、オブジェクトがスキャンされたベースを自動的に削除したり、スキャンの穴やギャップを修復して有機的に修復したりできます。そのソフトウェアは、スキャン中の明るさにも対応し、露光過度を避けるように調整します。これが実際に役立つのはいつでしょう?スキャン中に照明のコンディションがあきらかに理想からかけ離れている場合、オブジェクトの片側が他の側よりも明るくなってしまうので、その修正に何時間も費やさなくてはならない場合があります。しかし、明るさの自動調整があれば心配ご無用です。

プロジェクトで使用されたソフトウェアのバージョン14が、テクスチャマッピングの速度を800%も向上させたという事実のおかげで、仕上げのテクスチャマッピングは速いペースで実行されました。

これで3Dモデルの準備が整い、その(長さ、幅、高さの)測定が行われました。

すべての目標を達成

リトルブルーワンの3Dモデルを入手し、博物館は修復を進めました。それが完了した後、マウントはArtec Evaで3Dスキャンされ、Artec Studioで再度測定されました。修復作業の質の高さを証明する、馬の2つの3Dモデル間に大きな不一致は見つかりませんでした。

復元前後の剥製マウントの3Dモデルの比較:すべての測定値は一致しています。

オンロールスキャンチームと博物館の管理者は、さらに協力しあい、復元されたマウントの状態を監視し、数世紀にわたって保存できるようにすることに同意しました。

貴重な芸術品をタイムリーに3次元でデジタル化することは、文化遺産を保護し、人類学、古生物学、および多くの関連分野の研究を進める上で重要です。それをオンラインで共有または公開する場合、芸術品の 高解像度3Dモデル にどこにいても、興味のある人なら誰でもアクセスできます。3Dスキャンテクノロジーは、発掘現場や博物館での展示で化石や標本のデジタル複製品を作成するための簡単な道であり、オブジェクトとの物理的な接触の必要性を回避することができます。最終的には、インタラクティブなバーチャルリアリティプラットフォームを介して3Dモデルを表示できるため、美術館の解放をローカルだけでなく世界中に拡大できます。

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