품질 검사를 위한 3D 스캐닝: 마오쩌둥의 말, 3D 모형으로 두 번 변환되다

과제: 마오쩌둥(Mao Zedong)이 가장 좋아하던 말의 붕괴되는 박제를 3D로 보관하고 후속 복원 모형의 품질 평가하기.

솔루션: Artec Eva, Artec Studio

결과물: 이 귀중한 유물은 복원 전후에 3D 스캔하였습니다. 그런 다음, 두 3D 모형을 측정하고 복원이 제대로 완료되었는지 확인하기 위해 서로 비교했습니다.

서방 세계에서 논란의 여지가 있는 인물인 마오쩌둥은 수억 명의 중국인에게는 많은 중국 지도자와 다른 역사적 인물 중에서도 걸출한 지도자입니다. 이 중화 인민 공화국 창립자의 유산은 숭배받으며 철저히 연구되어 대대로 이어지고 있습니다.

위대한 조타수(Great Helmsman)의 인생 이야기의 한 장은 노쇠하여 죽자마자 박제된 마오쩌둥 주석의 애마 모습을 후손을 위해 보존하기 위해 3D 스캐닝 기술이 요구되면서 최근 업데이트되었습니다.

마오쩌둥의 말 스캐닝: Artec Eva로 촬영한 스냅숏들을 Artec Studio 소프트웨어에서 직접 3D 스캔으로 결합하였으며 사용자는 이를 통해 표면의 어떤 부분이 캡처되었으며 다음에 어느 곳을 스캔해야 할지 알 수 있습니다.

이 말이 그렇게 특별한 이유는 무엇입니까?

전설에 따르면 Little Blue One이라는 별명을 가진 이 말은 중국 국공 내전(1927~1949년) 중 주인의 생명을 구했다고 합니다. 마오쩌둥의 말이 대장정(1934~1935년)이라 불리는 군사 퇴각 작전 중 잘못된 순간에 한 번이라도 움직였다면 현대 중국이 오늘처럼 되었을 것이라고 누가 알겠습니까?

어느 날 오후, 마오쩌둥과 그의 동지들이 적군인 국민당 분대들에 의해 추격을 당하자, 마오쩌둥이 탄 Little Blue One은 지나가던 절벽 바로 아래에서 멈췄습니다. 아무도 멀리서 웅웅거리는 소리가 들릴 때까지 말이 움직이기를 거부한 이유를 알 수 없었습니다. 잠시 후, 적 전투기들이 머리 위를 쌩 하고 지나갔습니다. Little Blue One 덕분에 공산당은 절벽의 그늘에서 발각되지 않고 숨어 있었습니다.

Little Blue One은 온갖 역경  속에서 주인과 함께 했습니다. 이 사진에서 마오쩌둥이 꽉 찬 12개월 동안 총 9,000km에 걸친 대장정 중 말을 타고 중국 북서부를 가로 지르는 모습을 볼 수 있습니다.

국공 내전이 끝나자 마오쩌둥은 당시 군사적 장점을 가진 말인 Little Blue One을 베이징으로 데려왔으며, Little Blue One은 1962년 죽을 때까지 베이징 동물원의 특별 울타리에서 살았습니다.

보존 프로젝트: 완료 및 재개

그 후 얼마 지나지 않아 베이징 자연사 박물관은 이 전설적인 종마의 박제를 주문했습니다. 작업이 완료되자 이 귀중한 유물은 1935년부터 1947년까지 공산당의 본부가 있던 중국 북서쪽 옌안의 혁명 기념박물관으로 옮겨졌습니다.

시간이 지남에 따라 작은 균열이 여기저기서 나타나기 시작하여 전체 박제가 붕괴될 위험이 있어 긴급히 복구해야만 했습니다.

프로젝트를 시작하기 전에 박물관 관리팀은 복원 전후의 상태를 비교하기 위해 박제의 고정밀 디지털 복제본을 만들기로 했습니다. 이 작업은 3차원 디지털 아카이빙(archiving)에 필요한 전문 지식을 보유한 Artec 3D의 골드 파트너인 Beijing Onrol Technology Co., Ltd.에 의뢰하였습니다.

적합한 3D 스캐너 선택

하루하루가 중요했습니다. 스캔 작업은 가능한 한 빠른 시간에 이루어져야 했습니다. Onrol 팀은 하루 만에 말을 3D 스캔하고 수집한 데이터를 완벽한 3D 모형으로 변환했습니다.

더 나은 트래킹을 위해 물체에 타깃을 부착하는 것은 그저 문제가 되지 않았습니다. 상태를 위태롭게 할 수 있는 하드웨어를 사용하는 것은 말할 것도 없고 만지는 것도 금지되었습니다.

Artec Eva를 이 프로젝트의 3D 스캐닝 도구로 선택하는 데 많이 생각할 필요가 없었습니다. 이 휴대용 스캐너는 Tesla에서 영국 박물관에 이르는 기업 및 기관에서 품질 관리 및 유산보존을 위해 선택된 장치입니다.

Artec Eva

전적으로 사용하기에 안전한 Eva는 모든 방에 있는 램프와 같은 플래시 전구와 일련의 LED 조명을 갖추고 있어 물체 표면에 구조광 빔을 투사하고 최대 0.1mm의 정확도로 표면의 곡선을 감지합니다.

Eva는 물체의 모양과 함께 픽셀 당 24비트의 색 심도로 텍스처를 캡처하여 사람의 눈이 인식할 수 있는 것보다 1,600만 개 이상의 색 변화를 제공합니다. Little Blue One을 트루 컬러로 캡처하는 것은 프로젝트에 매우 중요했습니다.

스캔 속도는 스캔 품질보다 중요합니다. Eva는 초당 최대 16개의 프레임 또는 스냅숏을 찍을 수 있습니다. 각 스냅숏은 대략 A4~A3 용지 크기입니다. 이러한 시야는 말 박제와 같은 중형 및 대형 물체에 대해 작업하는 데 이상적입니다. 사용자는 물체 주위를 이동하면서 스캐너로 여러 스냅숏을 찍어 필요한 모든 세밀도를 유지하면서 가장 짧은 시간에 전체 표면을 3D 디지털화합니다.

궁극적으로 스캐너는 매우 가벼우며(0.9kg) 다루기 쉽습니다. 이는 Eva에게 유리한 방향으로 기울어진 또 다른 요인이었습니다.

현장에서 3D 스캐닝

지정된 날, Little Blue One의 박제는 지정된 작업장으로 옮겨졌으며, 여기서 Onrol의 스캐닝 전문가 둘이 한 명은 스캐너를 잡고 다른 한 명은 스캐너의 데이터가 간소화되어 보내진 노트북을 잡고 스캐닝을 수행했습니다.

이 팀은 이동 중에 원시 데이터를 스캔에 융합하는 Artec Studio 3D 스캐닝 및 처리 소프트웨어의 도구인 실시간 융합을 사용하였습니다. 대부분의 경우, 특히 물체가 크고 형상이 복잡한 경우, 스캔 후 포괄적인 처리가 필요하지만, 실시간 융합 덕분에 사용자는 스캔하는 동안 화면에서 최종 3D 모형의 미리 보기를 보고 수집된 데이터가 완료되었는지 아니면 표면의 일부가 누락되었는지 즉시 알 수 있습니다. 두 번째 스캐닝 세션의 가능성이 배제된 이후 Artec Studio의 실시간 융합은 없어서는 안 될 중요한 역할을 했습니다.

간소화된 3D 데이터 처리

원시 데이터의 초기 처리는 몇 분 만에 현장에서 수행되었습니다 Onrol 팀은 필요한 모든 데이터를 수집했는지 확인한 후 사무실로 돌아가 Artec Studio에서 스캔을 고해상도 3D 모형으로 처리했습니다.

중국어권 사용자를 위해 현지화된 Artec Studio 14의 인터페이스에 표시된 기하학 전용 모드에서의 마오쩌둥의 말의 3D 모형.

Artec Studio에는 여러 가지 강력한 기능이 있어 이를 통해, 예를 들어, 물체를 스캔한 바탕을 자동으로 제거하거나 스캔에서 구멍과 틈을 유기적으로 수정 및 밀봉할 수 있습니다. 소프트웨어는 스캔하는 동안 밝기를 조절하여 노출 과다를 피하도록 조정합니다. 실제로 이 기능은 언제 유용하냐고요? 스캔하는 동안 조명 조건이 전혀 적절하지 않은 경우, 물체의 한쪽이 다른 쪽보다 밝을 수 있습니다. 그런 다음 그 조명 문제를 해결하는 데 몇 시간을 소비해야 합니다. 자동 밝기 조정을 사용하면 걱정할 필요가 없습니다.

프로젝트에 사용된 소프트웨어 버전 14는 텍스처 매핑 속도가 800% 향상하였기 때문에 마무리 터치인 텍스처 매핑이 빠른 속도로 수행되었습니다.

이제 3D 모형이 준비되었으며, 길이, 너비 및 높이를 측정하였습니다.

모든 목표 충족

Little Blue One의 3D 모형을 얻은 박물관은 복원 작업을 진행했습니다. 복원이 완료된 후 박제를 Artec Eva로 3D 스캔하고 Artec Studio에서 다시 측정했습니다. 말의 두 가지 3D 모형 사이에 중대하게 불일치되는 부분이 발견되지 않아 복원 작업의 고품질이 입증되었습니다.

복원 전후 박제의 3D 모형 비교: 모든 측정값이 일치합니다.

Onrol의 스캐닝팀과 박물관 관리팀은 향후 수 세기에 걸쳐 보존할 수 있도록 복원된 박제의 상태를 모니터링하기 위해 협력을 강화하기로 합의했습니다.

귀중한 유물을 시기적절하게 3차원으로 디지털화하는 것은 문화유산을 보존하고 인류학, 고생물학 및 여러 관련 분야에서 연구를 발전시키는 열쇠입니다. 온라인에서 공유하거나 게시할 경우 관심 있는 사람은 어디에 있든지 유물의 고해상도 3D 모형에 액세스할 수 있습니다. 3D 스캐닝 기술은 물체와 물리적으로 접촉할 필요 없이 발굴 현장의 화석과 표본 또는 박물관 전시물의 디지털 복제물을 만들 수 있는 간단한 방법입니다. 궁극적으로 대화형 가상 현실 플랫폼을 통해 3D 모형을 보여줄 수 있어 지역 및 전 세계 모두에서 박물관의 지원 서비스를 확대할 수 있습니다.

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