Создание цифровых двойников культурного наследия
3D копии музейных предметов
Появление в последнее десятилетие интернет платформ для хранения и показа трехмерных моделей, а также в целом веб-технологии которые позволяют отображать трехмерную графику на интернет странице открывает новые горизонты и возможности для виртуальных музеев. Становится возможным, при помощи этих технологий показывать виртуальные исторические реконструкции, оцифрованные в объеме материальные памятники культуры и музейные предметы.
В сравнении с двухмерными способами передачи свойств объектов (фото, видео, графика), презентация трехмерных копий объектов обладает рядом преимуществ - отсутствует зафиксированная точка и масштаб обзора на объект, - его можно рассматривать всесторонне, приближая или отдаляя виртуальную камеру обзора. Передаются как геометрические, так метрические и оптико-цветовые свойства объекта.
ITMUS.ART имеет опыт трехмерного сканирования музейных предметов различного профиля: естественнонаучных, исторических, технических,мемориальных. В слайдере ниже вы можете увидеть некоторые трехмерные модели, подготовленные нашим специалистом в естественнонаучном Государственном Дарвиновском Музее (Москва). По количеству размещенных моделей музей вошел в мировой топ 20 в категории “музеи” на наиболее крупной платформе размещения 3D контента Sketchfab.
Основные преимущества трехмерной оцифровки музейных предметов.
- Любой градус и масштаб обзора при просмотре.
- Анимация - возможность показать как движется экспонат (техника, живые существа), в том числе в различных природных средах (гравитация, вода, огонь, ветер, взаимодействие с другими живыми существами).
- Реконструкция и протезирование - возможность показать как он выглядел и изменялся со временем.
- Показ скрытых от обычного взгляда поверхностей и элементов музейного предмета (внутри, снизу, сзади).
- Возможность демонстрации в Интернете редких, ветхих экспонатов и научной работы с цифровыми двойниками, создание базы геометрических обмеров и корректной передачи цвета.
- Использование виртуальных трехмерных галерей, как способа структурирования и каталогизации.
- Возможность трехмерной печати, как особо ценных предметов из фондов для выставления на экспозиции для сохранности, так и печати предметов из других музеев.
- Использование оцифрованных музейных предметов для проектирования будущих выставок, - их расстановка в цифровых копиях существующих выставочных пространствах.
- Возможность монетизации: любой музей является хранилищем уникальных, штучных предметов или фабричных, но вышедших из повседневного употребления. Трехмерные копии можно продавать для использования в документальном и игровом кино, компьютерных играх.
- Многие популярные музеи близки к физическому исчерпанию возможностей принять поток посетителей, поэтому виртуальные галереи с трехмерными цифровыми копиями могут стать еще одним каналом просмотра, с опытом, близким к настоящему посещению выставочного пространства. Кроме того, это возможность увидеть музей и его экспонаты для посетители, ограниченных физически или географически.
- Еще один инструмент документирования для системы учета.
ITMUS.ART занимается созданием 3D копий музейных предметов и в исторических музеях. В слайдере ниже вы можете посмотреть примеры моделей, созданных методом фотограмметрии специалистами студии itmus в музее-панораме “Бородинская битва”(Москва). Музей посвящен Отечественной войне в России 1812г., его фонды включают предметы той эпохи, в том числе наполеоновской армии: картины, личные вещи, холодное, огнестрельное и артиллерийское оружие, манекены с военной формой.
Какие музейные объекты можно оцифровывать в 3D.
-
Микроуровень - коллекции насекомых естественнонаучных музеев, нумизматические коллекции, исторические украшения и драгоценности.
-
Объекты средней величины: скульптуры, оружие, экспонаты из истории развития техники, личные вещи, одежда.
-
Крупные объекты: военная техника, фоссилии и реконструкции динозавров, модели кораблей.
-
Макроуровень - модели зданий или комплексов зданий (интерьеры и экстерьеры, - музеи-ансамбли, созданные на основе памятников архитектуры, их интерьеров, исторические кварталы городов, ортофотоплан местности).
-
ITMUS.ART занимается созданием 3D копий музейных предметов в мемориальных и технических музеях. Ниже в слайдере вы можете посмотреть примеры моделей из Музея кино (Москва), в том числе 3D копии личных вещей из кабинета советского режиссера Сергея Эйзенштейна, внесшего большой вклад в развитие мирового кинематографа.
Где размещать цифровые двойники музейных предметов в Интернете.
Специализированные платформы в интернете позволяют донести трехмерные модели до широкой аудитории.
Наиболее популярной платформой на сегодняшний день является sketchfab.com, появившаяся в 2012г., которую также называют “youtube для 3D”. Возможности платформы позволяют загружать модели в большинстве 3D форматов, просматривать со всех сторон, масштабировать, встраивать модели на любой сайт. Поддерживается анимация, возможность добавления “точек интереса” на модель, сопровождение модель звуковым рассказом.
Платформа активно развивает направление по публикации культурного наследия. В категории « Культурное наследие и история» Sketchfab насчитывается более 100 000 3D-моделей. Сейчас в разделе https://sketchfab.com/museums размещено около 400 музеев со всего мира (всего, до данным ИКОМ в мире более 55 000 музеев в 202 странах), в том числе: Британский музей, Смитсоновский институт, объединение из 34 парижских национальных музеев Réunion des Musées Nationaux, Музей естественных наук в Барселоне, Шотландский морской музей, Малопольский виртуальный музей, - объединение из 42 польских музеев, Музей Квинсленда в Австралии, проект по оцифровке культурного наследия Ирландии Digital Heritage Age, Музей дакийской и римской цивилизации в Румынии, Национальный музей естественной истории Чили, Королевские музеи искусства и истории Бельгии, Королевский музей Центральной Африки, Министерство культуры Перу, Гарвардский музей древнего Ближнего Востока, ГМИИ им. Пушкина в России, Дарвиновский музей и России и многие другие. В рамках развития направления по публикации культурного наследия музеям бесплатно предоставляется платная для остальных пользователей учетная запись Premium, позволяющая загружать до 200 моделей в месяц, размер каждой - до 500мб, а также возможность размещения до 50 аннотаций на самой моделей по принципу “точек интереса”. Для реалистичного отображения модели поддерживаются PBR карты, HDR карты окружения, настройка источников освещения и отображения теней, подповерхностное рассеивание, прозрачность. Есть режим VR, AR через браузер.
Существуют специальные проекты, публикующие виртуальные коллекции культурного наследия различных музеев, в том числе с поддержкой 3D AR, - такие как проект Google Arts & Culture (более 4,500 музеев, всего около 1,5 тыс. моделей) и Artefact в России (более 560 музеев). Также есть кочующие по разным странам организации, оцифровывающие в 3D коллекции в местных культурных учреждениях, такие как Global Digital Heritage (ок.6 тыс. моделей), Scan The World (25 тыс. моделей), CyARK и пр. Утерянные или поврежденные памятники архитектуры и музейные предметы, которые удалось сохранить при помощи 3D: Замок Сюри, Япония (уничтожен пожаром в 2019г.), Нотр-Дам де Пари, Франция (пожар, 2019), Национальный музей, Бразилия (пожар, 2018), Проект Мосул - Ирак (война, 2015). ИИМК РАН проект PALMYRA 3D (война, Сирия 2016).
ITMUS.ART занимается размещением культурных учреждений на платформе Google Arts & Culture, Sketchfab а также встраиванием трехмерных моделей музейных предметов на сайт музея и созданием виртуальных туров через платформы PlayCanvas и фреймворки Three.js, modelviewer.dev, а также созданием 3D эффектов в Instagram. Дарвиновский музей (Москва), сотрудником которого был наш специалист, в 2020г. одним из первых музеев в мире разместил коллекцию, которую можно просматривать в режиме 3D AR на платформе Google Arts & Culture.
3D копии музейных предметов можно размещать для просмотра в режиме дополненной реальности. Трехмерные копии, подготовленные нашими специалистами в музее-панораме “Бородинская битва” и Музее кино (Москва) можно посмотреть в режиме AR в приложении Artefact (Министерство Культуры России, компания Next Space). В слайдере ниже вы можете посмотреть видео про эти мультимедийные гиды, содержащие подготовленные сотрудниками музеев научные статьи, изображения, документы, аудиогиды и 3D модели. Проект музея-панорамы “Бородинская битва” получил международные призы: ICOM AVICOM (золото) 2021 и Европейскую премию Best in Heritage 2021.
Кроме того, существует возможность загрузки 3D моделей для просмотра в мобильных приложениях, например маски и фильтры, позволяющие размещать AR 3D. instagram и facebook (SparkAR), Snapchat и TikTok.
В последние годы становится популярными платформы, работающие на основе технологии фреймворка WebGL, позволяющей загружать и демонстрировать 3D контент через сайты. Их можно условно разделить на две категории: платформы, позволяющие в режиме онлайн у себя на сайте загружать и редактировать трехмерные модели и сцены, встраивать полученные iframe на любой сайт (Sketchfab, PlayCanvas, WebGl игрового движка Unity, Twinmotion-cloud для простой публикации сцен из игрового движка Unreal Engine и пр.). Второй способ - подключаемые на вашем сайте JavaScript-библиотеки, позволяющие выводить 3D сцены или модели, непосредственно хранящиеся на вашем сайте (Three.js, Babylon.js, modelviewer.dev и пр.), в том числе с технологией WebXR, которая позволяет через браузер мобильных устройств просматривать их в режиме VR/AR (виртуальной и дополненной реальности).
Существуют платформы, объединяющие 360 градусные панорамные фотографии музейных пространств и их упрощенную 3D копию, например Matterport. В этом случае на основе полученных панорамных фотографий строится низкополигональная 3D модель пространства для первичной навигации по музею, но при нажатии на определенное место пространства платформа плавно соединяет упрощенную модель с высококачественной 360 градусной фотографией.
Большой интерес вызывает перспективы развития Метаверс-платформ для размещения полноценных виртуальных выставочных пространств с отсканированными копиями музейных предметов, в которых аватары посетителей могут передвигаться как в настоящем физическом пространстве, взаимодействуя между собой голосом, жестами. Такой формат чем-то напоминает смесь видеоконференции и компьютерной игры. За прошедшие несколько лет множество компаний представили свои версии метавселенных. В часть из них можно зайти напрямую через браузер, часть требует установки дополнительного ПО, в большинство из них можно зайти через специальное приложение для android/ios или VR гарнитуры. Однако не все их них обладают функционалом загрузки собственных пространств (копий настоящих залов или придуманных), 3д объектов, изображений, видео и других видев мультимедиа, что является очень важным для создания полноценного метаверс-пространства музея.
Основные инструменты для создания трехмерных копий.
Существует несколько способов создания 3D копий музейных предметов.
Первый, - 3D моделирование, которое заключается в ручном или автоматическом построении 3D модели по фотографиям, чертежам или эскизам. Отличается высокой трудоемкостью, используется в музеях в основном для моделирования Hard surface (англ. «твердые поверхности») - методе, используемом для воссоздания в трехмерном пространстве неживых объектов с гладкими статическими поверхностями (здания, оружие, транспорт, техника) Отличается от органического моделирования, которое используется для создания живых объектов с мягкими динамическими поверхностями.
Также трехмерное моделирование часто используется для ручной доработки и оптимизации трехмерных объектов, отсканированных при помощи 3D сканера, фотограмметрии.
ITMUS.ART занимается историческими реконструкицями на основе макетов, исторических документов, чертежей, фотографий. Так, вместе с научными сотрудниками музея-панорамы “Бородинская битва” была сделана виртуальная реконструкция временной ротонды панорамы «Бородино» 1912 г. На фотографии ниже вы можете посмотреть различные источники и этапы работы, а справа - посмотреть получившуюся историческую реконструкцию, включающую в себя внутреннее устройство здания.