Новая задача для Artec Leo: сканирование лошадей и создание цифровых арт-объектов

9 сент. 2021

Автор: Лоретта Мари Перера

«Большинство людей сказало бы, что отсканировать лошадь невозможно!» — уверена Тове Къеллмарк, шведский художник, которая взялась за невероятно сложную задачу, предполагающую сканирование нескольких лошадей.

«Этого еще никто никогда не делал, — продолжает она. — Поэтому я решила, что буду первой!»

Новый художественный проект посвящен сканированию и обработке 3D-данных лошадей всех размеров.

Идея

В своем творчестве Къеллмарк концентрируется на идее передачи движения.

«Я уже давно интересуюсь тем, как отсканировать движущиеся тела, — рассказывает она, — и именно эти полученные результаты радуют меня больше всего».

Объединение 3D-сканирования с философией, что движение само по себе является искусством, привело к тому, что в апреле 2022 года в Стокгольме организуется выставка под названием «Лошадь, робот и неизмеримое». Ее главная идея заключается в расширении границ измеримого, изучении материальной составляющей движения, а также во взаимодействии человека, лошади и робота. В планы организаторов входит сканирование стоящих и движущихся лошадей, а из полученных результатов — создание серии арт-объектов.

К настоящему моменту художник уже отсканировала 10 лошадей и приблизилась к финальной цели — создать коллекцию их скульптур. Планируется, что они будут распечатаны на 3D-принтере в нескольких форматах, по частям и целиком, в различных конфигурациях и формах, которые передадут всё величие этих статных животных.

В реализации проекта Къеллмарк помогал партнер Artec 3D из Швеции, компания Scan 3D Innovations AB. Ее главный исполнительный директор Тедди Ларссон вызвался помочь художнице со сканированием и обучением. «Творческий подход Тове основан на объединении скульптур в формате 2D и 3D, — рассказывает он. — Для воплощения задуманного она выбрала сканеры Artec, поскольку они отличаются простотой использования и высоким качеством. Благодаря этим характеристикам автор проекта получает желаемые результаты — именно поэтому мы и начали совместную работу».

Каким бы быстрым и точным ни был сканер, оцифровку лошади невозможно провести без помощника.

Как отсканировать лошадь

Для успешного сканирования крупного и зачастую неугомонного животного требуется учесть сразу несколько факторов.

«Мы всегда заплетаем гриву, чтобы сканирование проходило легче, — делится Къеллмарк, подчеркивая, что хотя сканер вполне способен снять и ее, но настолько мелкие детали гривы не были важны для этого проекта.

С помощью сканера были запечатлены естественные движения лошадей, которые варьируются от взмаха хвоста до поднятия на дыбы. На этом этапе очень важно тесно сотрудничать с дрессировщиками. «Я прошу берейтора удерживать лошадь в неподвижном состоянии, насколько это возможно», — объясняет она, добавляя, что при использовании того или иного оборудования для лошадей особенно важно чувство безопасности.

«Лошадям нужно немного понюхать сканер, ведь они могут непредсказуемо среагировать на любой незнакомый предмет, — делится опытом Къеллмарк. — Они не очень хорошо реагируют на вспышку, но с Leo это не было проблемой. Он, кстати, отлично выполнил свою задачу».

Беспроводное сканирование с помощью Leo заметно облегчило оцифровку лошадей.

Изначально съемку проводили с помощью Artec Eva, и вспышка небольшого, но мощного 3D-сканера пугала лошадей. Его заменили на Artec Leo, который оказался идеальным решением. «У Leo нет таких звуков вибрации и такой высокой частоты вспышек», — объясняет Ларссон. Беспроводной Leo со встроенной функцией обработки данных позволил быстро и точно отсканировать лошадей со всех ракурсов.

Сам процесс сканирования может занимать от нескольких секунд (при съемке морды лошади) до нескольких минут при оцифровке всего животного. И если не учитывать природу этой задачи, то сам процесс представляется максимально простым и понятным.

«Я начинаю с одной стороны, сканирую голову по кругу, снимаю морду и затем двигаюсь к противоположной стороне, — перечисляет последовательность действий Къеллмарк. — Если всё идет по плану, то съемка занимает… около четырех секунд. Да, это очень быстро!»

Что касается всего тела лошади, то даже в случае съемки крупного животного высотой до 170‒180 см сканирование занимает чуть больше минуты. «В случае, если лошадь стоит смирно», — смеется автор проекта.

А если планы нарушались, и лошадь начинала двигаться, прерывая сканирование, то трекинг всегда был стабильным (это было особенно важно при работе с моделью, которая нервничала). Даже если лошадь двигалась, сканер мог идентифицировать уже отснятые точки и начать с того места, где прервался трекинг.

«Просто фантастика! Этот сканер действительно умный. Никогда не думала, что смогу оцифровывать настолько быстро!» — потрясена Къеллмарк.

Трекинг точек позволил продолжать сканирование несмотря на движение лошади.

На своей экспозиции Къеллмарк хочет представить несколько скульптур лошадей в движении, в различных позах, а также сочетания, созданные на основе различных положений, которые лошади занимали во время оцифровки. Также посетители выставки увидят как минимум одну лошадь, отсканированную полностью — 3D-данные этой съемки были использованы для анимации.

«Я хотела, чтобы одна лошадь была идеальной, — говорит она. — Для этого я отсканировала ее дважды: один скан включал в себя всё, кроме головы, а второй — только голову».

После завершения сканирования начинается перенос и обработка данных.

Как обработать сканы лошади

Описывая этот процесс, Къеллмарк говорит, что сначала смотрит сразу на все данные в Artec Studio: «Я просматриваю отсканированные данные и вижу множество различных фреймов. Например, после съемки одной стороны лошади мы получили 1 524 фрейма. Затем я просматриваю последовательность кадров, как в анимации. Некоторые части мне неважны, поэтому я могу их удалить с самого начала».

Изучив таким образом разные сканы и части лошади, она приступает к их сборке.

Помимо этой функции, в Artec Studio также есть точный фьюжн, который также показал себя динамичным инструментом для этого проекта. «С его помощью можно действительно увидеть всё, — рассказывает она. — Мягкость шерсти, даже если волос короткий, мышцы лошади — абсолютно всё».

Применение к полученным 3D-данным различных функций Artec Studio позволило добиться результатов, которые были нужны Къеллмарк.

Помимо этого Къеллмарк также пропускает данные через быстрый фьюжн. Она упоминает, что простота использования Artec Studio открывает уникальные возможности для искусства: можно самостоятельно собрать сканы и на основе одного скана создать несколько разных моделей. Эта функция оказалась особенно полезной для творческого использования сканов лошадей.

«Готовую модель можно использовать двумя или тремя способами, — продолжает Къеллмарк. — Прежде всего, я напечатаю уменьшенную версию идеальной модели лошади, чтобы увидеть, как она выглядит в реальной жизни».

После этого целую 3D-модель разделят на несколько элементов, увеличат в масштабе и распечатают в большем размере. В то же время художник отправит готовую модель своим коллегам, которые работают с системой анализа движений Qualysis. На этом этапе они наложат отснятые 3D-данные лошади на данные захвата движения. После этого с помощью программы Maya динамичные данные соединят с отсканированными и наложат 3D-модель на точки захвата движения.

Данные захвата движения объединяются с 3D-сканом, и получается окончательная модель.

Как анимировать сканы

Эта шведская лошадь хорошо знакома с Artec Leo.

Хотя в большинстве проектов, связанных с 3D-сканированием, объект реконструируют максимально близко к оригиналу, эта будущая выставка отличается своим творческим подходом к использованию сканов. Сочетание программ, которые используются в этом проекте, создают пространство свободы, в котором лошадь может двигаться, вставать на дыбы и гарцевать — как в реальной, так и в «цифровой» жизни.

Массивы данных можно либо обработать и «привести в движение», либо же наложить их друг на друга, чтобы получить огромную скульптуру лошади в натуральную величину в каждый момент поднятия на дыбы, галопа, рыси и других движений.

После сканирования лошади были анимированы фрейм за фреймом.

К настоящему моменту лошадей уже отсканировали, но работа продолжается, и Къеллмарк движется к своей выставке, запланированной на апрель 2022 года. Она по-прежнему полна идей, как можно использовать возможности 3D-медиа.

Какие еще задумки автор собирается воплотить в жизнь? Создать в помещении голографическое изображение 3D-модели лошади в натуральную величину. «Я никогда этого не делала, — признается она, — но много лет думала над таким проектом».

Для Ларссона этот проект стал идеальной демонстрацией того, что программа и оборудование Artec являются лучшими в отрасли.

«В чем секрет Artec 3D? — улыбается он. — В проектировании внутри алгоритмов Artec Studio и мощном сочетании этой программы с высококлассным оборудованием».