Доисторические коллекции и 3D печать для образования
ЛуизаЛики,ТатьянаДзамбазова
ИнститутБассейна Туркана,Кения louise@turkanabasin.org
AutodeskInc.,США tatjana.dzambazova@autodesk.com
Историявопроса– БассейнТурканаипроектАфриканские ископаемые
Палеонтологическиеэкспедиции начались вбассейн озера ТурканаСеверной Кении в1968, и с тех пор было обнаружено множество важных образцов гоминидов и другой фауны 1. В настоящее время они хранятся в Национальных музеях Кении или в Институте бассейна Туркана на озере Туркана. С новой технологией и программным обеспечением, особенно в сфере фотограмметрии, представилась возможность получить в цифровом формате многие из этих впечатляющих коллекций. Эти цифровые модели могут быть доступны онлайн и, используя интерактивные средства просмотра онлайн, предоставить уникальную возможность учителям и ученикам,исследовать нашепрошлое.
Цифровоесканированиеипрограммноеобеспечение
В проекте «Африканские ископаемые» применялись несколько методов получения цифровой информации, несмотря на то, что фотограмметрия была основным методом. В дополнение, ручной сканер FARO, а с недавнего времени сканер 3D3solutions (метод структурного света – SLS), с присоединенным макро-объективом, использовались для получения самыхбольшихисамыхмаленькихэкземпляров,иэтодало хорошиерезультаты.
Модели сканировались с использованием цифровой камеры SLR с увеличивающими линзами. Изображения были сделаны в формате JPEG и RAW. Приблизительно было сделано 90 снимков неподвижного объекта сверху, а затем еще 90 снимков снизу. Эти изображения импортированы в Autodesk® ReCap Photo и в несколько других программ, включая Autodesk®
Maya, Geomagic Wrap, Meshmixer и Adobe Photoshop для создания интерактивных цифровых моделей. Файлы текстур также могут быть объединены с "облаком" точек лазерного сканирования,еслиониполученыдлятогожеобразца.
Вдополнениек моделямотдельных образцов,былиотсканированы участкирабочихполей,
сиспользованием комбинации фотограмметрии и лазерного сканера, такого как ZFS (Zoeller и
Froelich) или FARO Focus3D.Фотографиибылиполученыкак сземлитакискамерыSony Nex 7, с управляемым инфракрасным затвором, прикрепленной к раме воздушного змея. Этот метод
оказался эффективным при реконструкции полевых раскопок. Использовалось программное обеспечениеScantime,чтобыопубликовать ихдляинтерактивноговеб-просмотра.
Печатьцифровыхмоделейдляобразования
Разрешение цифровых моделей, которые мы получили, используя фотограмметрию, все еще не достаточно высокое, как разрешение которое получается в результате СТ сканирования или при традиционных высококачественных методах литья. Поэтому 3D печать таких моделей еще нельзя считать заменой этих методов, которые так важны для подробного научного исследования. Однако, с образовательной точки зрения, доступность и взаимодействие с образцами, цифровые модели, полученные при использовании фотограмметрии, превосходны.
Другиеприложенияцифровыхфайловдляобразования
Разработкавеб-сайта
Была разработана виртуальная онлайн лаборатория http://www.africanfossils.org, чтобы выводить на экран цифровые модели и обеспечивать место для их детального рассмотрения. Сайт в ближайшие месяцы, претерпит некоторые дополнительные изменения, чтобы внедрить поиск, сравнение, карту и средства социального общения, а также возможность загрузки файлов низкого разрешения для домашних 3D принтеров. Он обеспечивает цифровую историю и окно в прошлое.
Картонныемоделидля сборки
В проекте«Африканские окаменелости» использовалось бесплатное приложение Autodesk® 123D® Make, для вырезания серии шаблонов из гофрированного картона, используя ЧПУ-станок для лазерной резки. Это дает возможность собрать грубые модели черепов при помощи склеивания одного слоя с другим. Эти практичные проекты на скорую руку идеальны для занятий в классе и вовлечения детей в создание картонных реконструкций, поощряют их исследованиямногообразиявлетописяхокаменелостей.
Авторскоеправоиинтеллектуальнаясобственность
В цифровой век авторское право и права интеллектуальной собственности остаются поводом для беспокойства у музеев с большим количеством артефактов. Высококачественные файлы, которые сгенерированы от данных CT, а также высококачественные образцы, в большинстве случаев остаются интеллектуальной собственностью академических и научных учреждений. Они остаются ценными и являются источником очень необходимого дохода для учреждений, таких как Национальные музеи Кении. Файлы с более низким разрешением, полученные при помощи фотограмметрии и лазерного сканирования, возможно, наиболее ценны, если они широко распространены и общедоступны,поскольку они оказывают максимальное влияние на образование. Эта область, где музеи могут оказать значительное влияниесточкизренияизученияиконтактирования,но этовопросдолженбыть тщательно продуман.
Благодарность
Мы хотели бы поблагодарить за вклад Autodesk, Исследовательский проект Koobi Fora, Национальные музеиКении, ИнститутТеркана Басин, а также всехлюдей, которые, посредством этихорганизаций,принялиучастиевпроектеАфриканскиеископаемые.
Ссылки
1. 1KoobiForaResearchProjectmonographseries.Volume1-6.California AcademyofSciences.
Переводчики:alex_itz,Woolpit