◎ ความท้าทาย：

การแปลงวัตถุโบราณล้ำค่ากว่า 150 ชิ้นจากพิพิธภัณฑ์ ซึ่งครอบคลุมประวัติศาสตร์สเปนหลายศตวรรษ ให้เป็นรูปแบบดิจิทัล ด้วยความแม่นยำที่จำเป็นสำหรับการจัดแสดงเสมือนจริงและการผลิตซ้ำในรูปแบบจริง

◎ วิธีแก้ปัญหา：

Artec Point, Artec Micro II, Artec Studio, Adobe Photoshop

◎ ผลลัพธ์：

แบบจำลอง 3 มิติที่มีรายละเอียดสูงของเหรียญ, เข็ม, เศษเครื่องปั้นดินเผา และประติมากรรม พร้อมสำหรับการจัดแสดงนิทรรศการออนไลน์ที่จะมาถึง และยังสามารถพิมพ์เป็นแบบจำลอง 3 มิติเพื่อใช้ในเวิร์คช็อปด้านการศึกษาได้อีกด้วย

◎ ทำไมต้อง Artec 3D ?：

Artec Point สามารถเก็บรายละเอียดทางเรขาคณิตที่ละเอียดที่สุดด้วยความแม่นยำและความละเอียดสูงถึง 0.02 มม. เครื่องสแกนแบบพกพาอเนกประสงค์นี้มีโหมดการทำงานสามโหมด ช่วยให้ผู้ใช้สามารถปรับให้เข้ากับสถานการณ์การสแกนเกือบทุกรูปแบบและเก็บรายละเอียดชิ้นส่วนขนาดเล็กไปจนถึงขนาดใหญ่ได้อย่างรวดเร็ว ส่วน Artec Micro II นั้นเป็นอีกทางเลือกหนึ่งสำหรับการสร้างแบบจำลองสีเต็มรูปแบบโดยอัตโนมัติ ด้วยความแม่นยำถึง 5 ไมครอน สำหรับวัตถุขนาดเล็กที่สุด

Paula Suarez Ramirez หัวหน้าโครงการ กำลังประมวลผลข้อมูลการสแกนที่ได้จากเครื่อง Artec Micro II ภาพจาก Archeological Museum of Asturias

Archeological Museum of Asturias เป็นที่เก็บรักษาโบราณวัตถุที่น่าสนใจและล้ำค่าที่สุดของสเปน ซึ่งรวมถึงเหรียญ, รูปปั้น, อาวุธ และอีกมากมาย

เพื่อทำให้โบราณวัตถุเข้าถึงได้ง่ายขึ้นสำหรับผู้ชมกลุ่มใหม่ พิพิธภัณฑ์จึงมอบหมายให้วิศวกร Paula Suarez Ramirez ซึ่งทำงานในนามของบริษัทผู้ให้บริการด้านไอทีในท้องถิ่นอย่าง Digital Fiber Planners ทำการแปลงโบราณวัตถุบางส่วนในคอลเลกชันให้เป็นดิจิทัล แม้ว่าการอนุรักษ์มรดกทางดิจิทัลจะเริ่มดำเนินการอย่างแพร่หลายทั่วโลกแล้ว แต่การทำให้สำเร็จเช่นนี้ไม่ใช่เรื่องง่ายเลย

Ramirez จะต้องจัดการกับตัวอย่างที่มีอายุมากกว่า 100 ปี ซึ่งย้อนกลับไปถึงช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง ดังนั้นการลดความเสี่ยงจากการแตกหักจึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง และเธอจะต้องเดินทางจากหมู่เกาะ Canary ไปยังแผ่นดินใหญ่ของสเปนเพื่อทำโครงการนี้ เนื่องจาก 1 การขนส่งทางเรือมีความเสี่ยงสูงเกินไป

ความเร็ว, ความสมจริง และความแม่นยำก็เป็นสิ่งสำคัญเช่นกัน การทดลองก่อนหน้านี้กับเครื่องสแกน 3 มิติและวิธีการถ่ายภาพแบบโฟโตแกรมเมตรีพบว่าใช้เวลานาน การสร้างแบบจำลอง 3 มิติที่มีความแม่นยำทางเรขาคณิตเพียงพอจึงมีความสำคัญไม่แพ้กัน เนื่องจากแผนคือการพิมพ์แบบจำลอง 3 มิติที่เหมือนจริงทุกประการ เพื่อให้ผู้เยี่ยมชมได้ใกล้ชิดกับโบราณวัตถุมากกว่าที่เคยเป็นมา

Ramirez กำลังถ่ายภาพวัตถุขนาดเล็กด้วยเครื่อง Artec Point บนแท่นหมุน ภาพจาก Archeological Museum of Asturias

ด้วยเหตุนี้ Ramirez จึงติดต่อไปยัง Global Geosystems ซึ่งเป็นตัวแทนจำหน่ายของ Artec ในสเปน และได้ให้การสนับสนุนโครงการนี้ด้วย Artec Point และ Artec Micro II โดยเครื่องสแกนหนึ่งเครื่องช่วยให้มั่นใจได้ถึงความแม่นยำสูงสุด และอีกเครื่องหนึ่งใช้สำหรับบันทึกภาพวัตถุขนาดเล็กด้วยสีสันครบถ้วนและรายละเอียดพื้นผิวที่คมชัด

การบันทึกภาพวัตถุโบราณเพื่อจัดแสดงนิทรรศการเสมือนจริง

Ramirez ได้รับมอบหมายให้แปลงวัตถุมากกว่า 150 ชิ้นที่มีรูปทรงและขนาดแตกต่างกันให้เป็นดิจิทัล เขาจึงต้องการโซลูชันที่ปรับเปลี่ยนได้ ตัวอย่างจำนวนมากถูกสแกนด้วยเครื่อง Artec Point เนื่องจากมีความแม่นยำสูงและพกพาสะดวก วัตถุโบราณถูกวางบนแท่นหมุนที่หุ้มด้วยแผ่นเป้าหมายการสแกนซึ่งออกแบบมาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการติดตามการสแกน การวางแผ่นเป้าหมายไว้บนแท่นแทนที่จะวางบนวัตถุโดยตรงช่วยลดความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหายได้

Ramirez กล่าวว่า ความเร็วของเครื่องสแกน Point นั้นน่าประทับใจเป็นพิเศษ อัตราเฟรมสูงของเครื่องสแกนยังช่วยให้มั่นใจได้ว่าการติดตามจะไม่ผิดพลาด แม้ในขณะสแกนด้วยความเร็วสูง ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญในการทำงานกับคอลเลกชันที่มีขนาดและความหลากหลายเช่นนี้ แม้แต่รอยขีดข่วนเล็ก ๆ บนกระดูก, ชิ้นส่วนเซรามิก และรูปปั้นก็ถูกตรวจจับได้ ทำให้มั่นใจได้ว่าไม่มีรายละเอียดใด ๆ ตกหล่นไป

สำหรับวัตถุขนาดเล็กที่มีลวดลายสลักละเอียด เช่น เหรียญ Ramirez เปลี่ยนไปใช้ Artec Micro II แพลตฟอร์มแบบอัตโนมัติช่วยลดความจำเป็นในการหยิบจับวัตถุด้วยมือ นอกจากนี้ Micro II ยังให้โมเดลสีสันสดใสที่มีความแม่นยำสูงกว่า จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเพิ่มความสมจริงสูงสุด Artec Spider II ก็สามารถทำงานได้เช่นกัน แต่เมื่อพูดถึงการจับภาพวัตถุขนาดเล็ก Micro II นั้นดีที่สุดอย่างแท้จริง

แบบจำลอง 3 มิติของเหรียญที่สแกนด้วยเครื่องสแกน Artec Spider II

“ไมโครให้รายละเอียด (สี) ที่ดีกว่ามาก นอกจากนี้ยังให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าเมื่อถ่ายภาพสิ่งของขนาดเล็ก เช่น เหรียญหรือเข็มขนาดเล็กมาก” Ramirez อธิบาย “ด้วยไมโคร ผมสามารถยึดชิ้นส่วนไว้ได้ จึงมีความเสี่ยงน้อยมากที่มันจะหล่นหรือแตกหัก มิเช่นนั้น คุณจะต้องขยับมันไปหลายตำแหน่งด้วยตนเองเพื่อเก็บข้อมูลทั้งหมด ผมชอบที่จะถ่ายภาพชิ้นส่วนขนาดเล็กทั้งหมดด้วยไมโคร แล้วบันทึกโดยตรง ซึ่งทางพิพิธภัณฑ์ก็พอใจกับวิธีการนี้เช่นกัน”

การปรับปรุงผลลัพธ์ใน Artec Studio

เมื่อการสแกนเสร็จสิ้น Ramirez ได้ประมวลผลข้อมูลในโปรแกรม Artec Studio การสร้างแบบจำลอง 3 มิติที่สมบูรณ์หมายถึงการจับภาพวัตถุจากทุกมุม โปรแกรม Artec Studio มีเครื่องมือจัดแนวและรวมภาพขั้นสูงที่ช่วยให้การต่อภาพสแกนเข้าด้วยกันทำได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย นอกจากนี้ โปรแกรมยังอนุญาตให้ลดความซับซ้อนของตาข่าย ซึ่งเป็นการลดจำนวนโพลีกอนที่ทำให้ไฟล์มีขนาดเล็กลงและแก้ไขได้ง่ายขึ้นสำหรับการส่งออก

วิธีการนี้ทำให้รามิเรซสามารถปรับระดับรายละเอียดให้เหมาะสมกับการใช้งานที่แตกต่างกันได้ พิพิธภัณฑ์ต้องการโมเดลฉบับหนึ่งที่มีจำนวนโพลีกอน 1 ล้านชิ้นเพื่อความแม่นยำสูงสุด และอีกฉบับหนึ่งที่มีจำนวนโพลีกอน 200,000 ชิ้นเพื่อความสะดวกในการดูบนเว็บ เนื่องจากมีโมเดลถึง 150 ชิ้น การรักษาขนาดไฟล์ให้สามารถจัดการได้จึงเป็นสิ่งสำคัญเพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมชุดข้อมูลขนาดใหญ่

ในส่วนที่จำเป็น มีการเพิ่มรายละเอียดพื้นผิวเพิ่มเติมใน Adobe Photoshop แต่ผลลัพธ์ที่ได้นั้นคุ้มค่ากับความประณีตที่เพิ่มขึ้น เพราะแบบจำลองที่ได้ออกมานั้นดูสมจริงอย่างเหลือเชื่อ นอกจากนี้ยังมีการเก็บรายละเอียดทางเรขาคณิตได้มากพอสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ และทางพิพิธภัณฑ์ก็สามารถสร้างแบบจำลองของวัตถุที่มีพื้นผิวซับซ้อนและมีรู (ซึ่งโดยปกติแล้วยากต่อการแปลงเป็นดิจิทัล) ได้แล้ว

“โปรแกรม Artec Studio ทำให้ผมประหลาดใจมาก เพราะมันประมวลผลโมเดลทั้งหมดได้อย่างรวดเร็ว” Ramirez กล่าวเสริม “การใช้โฟโตแกรมเมตรีนั้น คุณต้องจัดเรียงภาพถ่ายทั้งหมด ซึ่งไม่ใช่เรื่องง่ายและไม่เร็วเท่าไหร่ Artec Studio นั้นดีและใช้งานง่าย ตรงกับสิ่งที่ผมกำลังมองหาอยู่เลย!”

ก้าวต่อไป: แสวงหาความสมจริงยิ่งขึ้น

ขณะนี้กำลังเตรียมโมเดล 3 มิติที่ได้มาเพื่อนำเสนอลงบนแพลตฟอร์มออนไลน์ ซึ่งผู้เข้าชมจะสามารถสำรวจคอลเลกชันของ Museum of Asturias ได้เสมือนจริง นอกจากนี้ ชิ้นส่วนบางชิ้นยังจะถูกนำไปพิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ โดยมีแผนจะสร้างแบบจำลองที่สามารถสัมผัสได้สำหรับการจัดเวิร์คช็อปด้านการศึกษา ซึ่งเด็ก ๆ สามารถจับต้องและศึกษาแบบจำลองได้อย่างอิสระ เป็นการนำประวัติศาสตร์มาสู่ชีวิตในรูปแบบใหม่ทั้งหมด

Archeological Museum of Asturias ภาพจาก AdelosRM, Wikimedia Commons

Ramirez มองเห็นศักยภาพมหาศาลของเทคโนโลยีนี้ในภาคส่วนมรดกทางวัฒนธรรมของสเปน แม้ว่าสถาบันต่าง ๆ บนแผ่นดินใหญ่จะเริ่มนำระบบดิจิทัล 3 มิติมาใช้แล้ว แต่เธอก็ปรารถนาที่จะนำความสามารถเดียวกันนี้มาสู่หมู่เกาะ Canary ซึ่งเป็นที่ตั้งของเธอ “ฉันอยากซื้อเครื่องสแกนและลองนำสิ่งเหล่านี้มาใช้” เธอกล่าว “ผู้คนในที่นี่ยังไม่เห็นศักยภาพนี้… แต่ฉันคิดว่ามันเป็นเพียงแค่เรื่องของเวลา”

ในอนาคต การบูรณาการเทคโนโลยีโฟโตแกรมเมตรีเข้ากับ Artec Studio จะช่วยให้โครงการต่าง ๆ ในอนาคตมีความคล่องตัวมากขึ้น แทนที่จะต้องสลับไปมาระหว่างซอฟต์แวร์หลายตัว ความสามารถในการรวมข้อมูลการสแกนเข้ากับพื้นผิวภาพถ่ายในสภาพแวดล้อมเดียวจะช่วยประหยัดเวลาได้อย่างมากและทำให้ขั้นตอนการทำงานด้านดิจิทัลง่ายขึ้น ดังนั้น Ramirez จึงเปิดรับที่จะสำรวจความสามารถใหม่ ๆ เหล่านี้ในเร็ว ๆ นี้

จากเหรียญโบราณไปจนถึงเครื่องปั้นดินเผาอายุหลายศตวรรษ โครงการของ Museum of Asturias แสดงให้เห็นว่าการสแกน 3 มิติของ Artec ทำให้มรดกทางวัฒนธรรมเข้าถึงได้ง่ายกว่าที่เคยเป็นมา โดยรักษาอดีตไว้ด้วยรายละเอียดที่น่าทึ่ง ในขณะเดียวกันก็เปิดโอกาสให้ผู้ชมกลุ่มใหม่ทั่วโลกได้เข้าถึง