Digitalização 3D para patrimônio cultural

O Projeto

Meu projeto de mestrado em Ciências (MSc) em 2009 foi o primeiro a me apresentar o potencial da imagens em 3D para pesquisa e divulgação. Desde então, a digitalização 3D tem sido parte integrante da minha pesquisa.

A tecnologia permitiu realizar alguns dos meus trabalhos mais incríveis, desde conduzir a primeira digitalização e impressão 3D de um fóssil humano moderno perinatal (Wilczyce 1), até a reconstrução completa do corpo do icônico hominídeo AL288-1 ou “Lucy”. Sinto-me afortunado que meu trabalho me levou a viagens de pesquisa por toda a Europa e também na África para o projeto de acesso aberto African Fossils.

Wilczyce 1 – Este fóssil de bebê foi muito difícil de digitalizar. Veja no YouTube.

Uma nova reconstrução de AL288-1 ou “Lucy”. O modelo está disponível para download no figshare.

Ao longo dos anos, eu usei uma variedade de soluções de digitalização 3D, incluindo fotogrametria, scanners 3D portáteis, CT/microCT e LIDAR, mas os meus “cavalos de trabalho” diários são os scanners 3D da Polyga. Na Universidade de Manchester, usamos nosso scanner 3D para uma ampla variedade de aplicações, incluindo:

1- Coletando dados de digitalização para análise morfométrica.

Número de Meles meles (texugo europeu) digitalizado para análise morfométrica geométrica. Veja no Sketchfab.

2 – Reconstrução virtual de esqueletos.

Reconstruir esqueletos é fácil com o software de digitalização FlexScan3D.

3 – Registro antes da amostragem destrutiva.

Parte de uma mandíbula bovina digitalizada antes da amostragem destrutiva (proteômica, DNA e isótopos estáveis).

4 – Criando digitalizações 3D para divulgação educacional e exposições em museus.

Digitalização 3D do Archaeopteryx de Eichstatt. Veja no Sketchfab.

5 – Criando réplicas digitais para impressão 3D.

Digitalizações 3D e impressões de esculturas reconstruídas da ulna (antebraço) de Lucy.

À medida que o uso da digitalização 3D para preservação do patrimônio cultural ganha cada vez mais destaque em minha área de atuação, desejo compartilhar com você as informações que eu gostaria de ter conhecido quando iniciei a montagem de um laboratório 3D para imagens tridimensionais. Nesse sentido, é fundamental compreender o que um laboratório de configuração adequado para a digitalização de materiais arqueológicos e paleontológicos deve conter, além de conhecer algumas dicas e truques valiosos. E sendo assim, eu adquiri isso ao longo dessa jornada.

Portanto, é importante ressaltar que a digitalização 3D desempenha um papel cada vez mais significativo na preservação do patrimônio cultural. Dessa forma, é essencial compartilhar o conhecimento sobre a montagem de um laboratório 3D eficiente. Pois essa é uma etapa crucial para obter resultados de alta qualidade. Afinal, o processo de digitalização envolve não apenas a aquisição das imagens tridimensionais. Envolve também a configuração adequada do ambiente de trabalho.

Nesse contexto, é imprescindível entender quais são os elementos essenciais que devem compor um laboratório de digitalização 3D voltado para materiais arqueológicos e paleontológicos. Desde equipamentos especializados até software de processamento de dados, cada componente desempenha um papel crucial na obtenção de resultados precisos e detalhados.

Além disso, ao longo dessa trajetória de aprendizado, adquiri valiosas dicas e truques que podem otimizar o processo de digitalização. E assim, garantir melhores resultados. Portanto, essas orientações vão desde a preparação adequada dos materiais até técnicas avançadas de pós-processamento das imagens tridimensionais.

Minha esperança é ajudar meus colegas a integrar a digitalização 3D em seu trabalho. Eles podem colher os benefícios dessa tecnologia tanto quanto eu e se tornar um defensor na disseminação de seu uso.

Escolhendo um scanner 3D

Quando montei meu primeiro laboratório na Universidade de Sheffield, eu gostaria de ter sabido o quanto demoraria para me considerar realmente um especialista em digitalização 3D. Portanto, isso foi um processo de vários anos de trabalho árduo e ainda estou aprendendo coisas novas a cada dia.

Então, você decidiu que vai começar a digitalizar material arqueológico e paleontológico. Sendo assim, seja como um novo usuário ou uma atualização para antigas instalações e processos, isso é ótimo!

Escolher um scanner 3D não é tarefa fácil. Em primeiro lugar, é importante entrar neste processo com os olhos abertos, já que existem tantas opções disponíveis. Sendo assim, é fácil se distrair com o mais recente e o melhor. No entanto, tudo o que você precisa fazer é se concentrar no que exatamente precisa e eventualmente encontrar a melhor solução para você e sua equipe.

Sendo assim, uma das perguntas mais importantes que guiará você nesse processo é: qual é o tipo de material que você irá digitalizar?

Escolha do Scanner 3D

Se o material que você está digitalizando tem um tamanho semelhante, então pode ser que um scanner 3D plug and play seja o mais adequado para suas necessidades. Sendo assim, esse tipo de scanner 3D é configurado para digitalizar em um campo de visão fixo. Não requer que os usuários calibrem ou recalibrem após as digitalizações, tornando a digitalização 3D fácil. Portanto, com esses scanners, o tempo de configuração é mínimo e você pode começar a usá-los em menos de 10 minutos.

Scanner com campo de visão fixo = um volume de digitalização (modelo Polyga Compact 210 mostrado)

Eu me especializo em digitalização 3D de alto rendimento de restos osteológicos de coleções de museus. Aqui, estou usando o HDI Compact C210 em um molde dental.

Combinar um desses scanners com uma plataforma giratória significa que é possível digitalizar uma grande quantidade de material rapidamente, pois a maior parte do processo de digitalização 3D é automatizada. Sendo assim, um fluxo de trabalho típico, desde a colocação do objeto na plataforma giratória até um modelo finalizado, pode ser concluído em menos de 10 minutos também.

Video of how the rotary table works.

Uma questão a considerar é que o HDI Compact não captura dados de cor, portanto, eles são mais adequados para estudos morfológicos (falarei mais sobre cor na próxima seção).

Phalanx de Papio anubis (os do dedo de babuíno) digitalizado em 3D com o HDI Compact C210. Veja-o no Sketchfab.

Para Variação de Tamanho

Se você está procurando digitalizar materiais que variam consideravelmente em tamanho, então um scanner 3D com um campo de visão flexível seria mais adequado.

Portanto, especificamente, em nosso laboratório, usamos o scanner 3D Polyga Carbon X para digitalizar uma grande variedade de classes de tamanho de materiais. Dessa forma, ele foi usado para digitalizar milhares de objetos, desde pequenos selos de fardos de algodão até o Dodo de Oxford, um esqueleto montado completo.

Cotton Bale Seal (cerca de 5cm de diâmetro) digitalizado em 3D com o scanner Polyga Carbon X. Para saber mais sobre a história: Encontrado objeto que dá rosto humano ao passado de condenados da Austrália.

A Dodo de Oxford. Isso foi muito desafiador de digitalizar! Digitalização 3D gerada com o scanner 3D Polyga Carbon X.