Wright Flyer, legendarny samolot zbudowany przez Wright Brothers i wysłany ku niebu nad Kitty Hawk w 1903 roku, został nabyty przez Smithsonian w 1948 roku. Od tego czasu jest prawie publicznie pokazywany.
Oczywiście odwiedzającym nie wolno dotykać samolotu, a nauczyciele prowadzący lekcje na ulotce musieli używać modeli, aby dać uczniom szansę poradzenia sobie z nim i zobaczenia go z różnych pozycji. Inżynierowie i historycy napotkali podobne ograniczenia, nie mogąc wejść do środka, aby zbadać jego wewnętrzną maszynerię lub wyjąć taśmy mierniczej w celu oceny jej specyfikacji.
Teraz jednak każdy, kto ma połączenie z Internetem, może obsłużyć wirtualną wersję 3D Ulotki i wydrukować replikę w dowolnej skali. Przeglądarka modeli 3D powyżej, wraz z 20 innymi modelami 3D wydanymi dzisiaj w ramach Konferencji Smithsonian X 3D Office w Digitization Program Office, jest wynikiem lat pracy Vince'a Rossi, Adama Metallo i innych pracowników Biura Digitization. Kontynuując pracę nad cyfrowym skanowaniem jak największej liczby 137 milionów artefaktów Smithsona, Smithsonian X 3D Explorer umożliwia publikowanie tych cennych danych 3D.
„Przez pewien czas byliśmy w stanie stworzyć te niesamowite modele 3D o wysokiej rozdzielczości, ale pod względem publicznego dostępu do danych byliśmy bardzo ograniczeni”, mówi Rossi. „Opracowując te narzędzia, możemy dzielić się naszą pracą ze światem.”
Każdy model jest uproszczoną wersją „chmury punktów” - tysięcy punktów tworzących kontury powierzchni przedmiotu - zbieranych za pomocą narzędzi do skanowania 3D. Ponieważ rzeczywista chmura punktów jest zdecydowanie zbyt duża, aby można ją było udostępnić w przeglądarce internetowej, konieczna jest kompresja cyfrowa.
„Jeśli grasz w dowolną grę wideo, patrzysz na model wielokąta i na to też patrzysz w widzu”, mówi Rossi. Zasadniczo kontury 3D obiektu są spłaszczone, tworząc tysiące wielokątów (głównie trójkątów), które reprezentują powierzchnię obiektu. Trójkąty te mogą być reprezentowane jako wielokąty w dwóch wymiarach - w tym momencie kolory, cieniowanie i tekstury są dodawane do powierzchni obiektu - a następnie skręcane z powrotem do kształtu 3D, który przechwytuje większość szczegółów wizualnych oryginału, ale ma niewielki rozmiar pliku wystarczy załadować w przeglądarce internetowej.
W renderowaniu Gunboat Philadelphia powyżej użytkownicy mogą na przykład zbadać teksturowane deski statku, aby zobaczyć miejsce, w którym został uderzony przez brytyjską kulę armatnią w październiku 1776 roku.
Przeglądarka pozwala użytkownikom szczegółowo zapoznać się z tymi modelami - obracając elementy, izolując różne ich elementy, mierząc je za pomocą wbudowanych narzędzi i tworząc określone widoki, które można udostępniać za pośrednictwem mediów społecznościowych lub umieszczać na stronie internetowej lub w blogu, tak jak wideo. Umożliwia także wirtualną wycieczkę z przewodnikiem po obiekcie (klikając ikonę kuli ziemskiej) z tekstem, obrazami i filmami towarzyszącymi konkretnemu zestawowi widoków i pozwalającym użytkownikom poznać tło historyczne i naukowe. „Eksplorator 3D pozwala opowiedzieć historię”, mówi Rossi. „Zasadniczo możesz użyć modelu 3D jako rusztowania, aby opowiedzieć historię obiektu.”
Pracownicy Biura Digitalizacji dostrzegają dziesiątki potencjalnych zastosowań tych modeli: nauczyciele mogą wykorzystywać je jako narzędzia edukacyjne, badacze mogą je wykorzystywać do analizowania własnych artefaktów i dzielenia się nimi z kolegami, a przede wszystkim pozwolą społeczeństwu łatwiej doceniamy miliony obiektów Smithsona, zarówno wyświetlanych, jak i ukrytych w archiwach. Kiedyś maski gipsowe - takie jak maska Abrahama Lincolna wykonana tuż po jego śmierci, powyżej - były szczytem technologii stosowanej do zachowania trójwymiarowego kształtu okazu lub artefaktu. Teraz cyfrowe przechwytywanie konturów przedmiotu w trzech wymiarach może być wykonywane za pomocą laserów i oprogramowania komputerowego.
Oprócz skompresowanych wersji tych artefaktów dostępnych w przeglądarkach, Digitization Office udostępnił również do pobrania pełnowymiarowe zestawy danych 3D, które pozwolą użytkownikom korzystać z drukarek 3D do szczegółowego odtwarzania obiektów w dowolnej skali. Chociaż drukowanie 3D w domu wciąż rośnie, stają się coraz bardziej ekonomiczne, a modele podstawowe są teraz dostępne za kilkaset dolarów. „Uważamy, że konsekwencje tego są dość duże”, mówi Rossi.
Do tej pory Biuro Digitalizacji zeskanowało setki obiektów. W przypadku pierwszej partii widocznych przedmiotów wybrali próbkę reprezentującą wszystkie pola badań, w które zaangażowany jest Smithsonian - sztuka, historia i nauka, przekazywane z bezcennymi artefaktami, starożytnymi okazami oraz, w przypadku orchidei, faktycznym życiem organizmy.
Ta skamielina wieloryba została na przykład zeskanowana, gdy w Chile odkryto dziesiątki siedmiomilionowych szczątków wieloryba na ścieżce zbliżającej się budowy Autostrady Panamerykańskiej. Aby zachować okazy w kontekście geologicznym, Metallo, Rossi i inni skanowali je w 3D. „Nick Pyenson już planuje wykorzystywać tych widzów do dzielenia się informacjami z badaczami z Chile”, mówi Rossi. „Więc ta strona już nie istnieje w Chile, ale każdy nadal może ją zmierzyć i wykorzystać te dane”.
Skanowanie zostało również wykorzystane w ramach wewnętrznych projektów Smithsona, takich jak kompleksowe skanowanie Dinosaur Hall w celu udokumentowania położenia wszystkich okazów hali przed zamknięciem w przyszłym roku w celu gruntownej renowacji. W ramach projektu zespół zeskanował włochatego mamuta przedstawionego powyżej.
„Było to trudne nie tylko ze względu na rozmiar, ale także złożoność” - mówi Rossi. Aby uchwycić kontury każdej kości żebra i kła, on i Metallo musieli ustawić swoje skanery w ponad 60 różnych punktach obserwacyjnych, a następnie ostrożnie połączyć zestawy danych, aby uzyskać kompletne zwierzę.
Stały się również małe, z okazami takimi jak pszczoła powyżej, pobranymi z kolekcji entomologii Smithsona. Aby uchwycić szczegóły tak małe jak włosy na brzuchu, Metallo i Rossi zastosowali skaner mikro CT, który jest podobny do skanera tomografii medycznej, ale potrafi uchwycić mniejsze obiekty w wysokiej rozdzielczości.
Dzięki praktyce techniki skanowania i nowemu sposobowi udostępniania danych opinii publicznej, plan Rossi i Metallo ma na celu zwiększenie skali ich działalności. „Następny krok jest duży - skanowanie setek lub tysięcy obiektów rocznie zamiast kilkudziesięciu” - mówi Rossi. Cyfrowe przechwycenie wszystkich 137 milionów przedmiotów Smithsona może nie być możliwe, ale chcą zeskanować jak najwięcej.
Resztę pierwszej partii modeli - w tym cyfrowe wersje kombinezonu Amelii Earhart, 550 AD misternie rzeźbioną rzeźbę „Kosmiczny Budda” i pozostałości odległej supernowej - udaj się na stronę Smithsonian X 3D. Konferencja jest wyprzedana, ale jest jednocześnie transmitowana w trybie online, a powiązana prezentacja technologii 3D jest otwarta dla publiczności.
