Egipatska mumija pretvorena je u 3D model korišćenjem 3D skeniranja i kompjuterske tomografije

Nekada odvojene tehnologije 3D skeniranja i kompjuterizovane tomografije udružene su kako bi se dobio jedinstveni kombinovani model egipatske mumije. Podaci o geometriji, teksturi i boji mumije prikupljeni uz pomoć Artec Eva 3D skenera kombinovani su sa CT skenom urađenim sa AXIOM Siemens CT skenerom. Rezultat je digitalna kopija mumije, koja prikazuje kako izgleda spolja i iznutra.

CT skener nam pruža sveobuhvatne inofrmacije o unutrašnjoj strukturi tela, ali ne može da zabeleži/izrazi boje pa ostajemo uskraćeni za potpuno realistični prikaz objekta. Sada, zahvaljujući novoj funkciji u Volume Graphics 3.1, vodećem programu za analizu i vizuelizaciju industrijskih 3D CT podataka, dva kompleta podataka spojena su klikom dugmeta.

Projekat šeritske mumije je jedna od prvih primena ove nove mogućnosti. Šerit, „mala“ na staroegipatskom, je mumificirano egipatsko dete umrlo pre dva milenijuma. Trenutno se nalazi  u Rosikručan ekipatskom muzeju u San Hozeu, Kalifornija.

„Za nas  je u ovom projektu najvažnije da oživimo priču ove devojčice“, kaže Džuli Skot, Izvršni direktor u Rosikručan egipatskom muzeju. „Stigla je u naš muzej 1930-ih a i dalje znamo jako malo o njoj. Želeli smo da nađemo način da saznamo više o tome ko je bila, a da pri tome ne oštetimo zavoje.“

Šerit je podvrgnuta CT skeniranju 2005. godine što je omogućilo istraživačima da okvirno odrede njene godine i zdravstveno stanje. Devojčica je imala između četiri i po, i šest godina kada je umrla. Telo je bilo umotano u finu tkaninu i pokriveno okruglim minđušama, amajlijom, ogrlicom iz rimskog perioda, iz čega se zaključuje da je poticala iz imućne porodice. Lekari uključeni u istraživanje veruju da je umrla od dizenterije ili meningitisa.

„Istraživanje je trenutno predstavljeno kratkim filmom u naučnom delu muzeja“, kaže Džuli Skot. „Planiramo da predstavimo novi video uskoro. Nova prezentacija biće interaktivna. Nadamo se da će nova tehnologija zainteresovati goste da bolje razumeju život ove devojčice koja je živela pre toliko vremena.“

CT sken Šerit mumije spojen je sa visoko-preciznim 3D skenom urađenim ručnim Artec Eva 3D skenerom koji je dao živopisan 3D prikaz u punoj boji spoljašnjosti mumije.

„Odlučili smo se za Artec skener zato što je to najbolji način da unapredimo detalje CT skena mrežom površine u boji, koju zatim možemo da unesemo u VGSTUDIO MAX  software“, kaže Kristof Rajnhart, CEO Volume Graphics. „Artec skeneri, osim što su laki za korišćenje, kompaktni su i visoko kvalitetno snimaju površinu. Uređajima se lako rukuje zbog toga što su relativno mali, a brzo rade. Istovremeno, omogućavaju nam da pravimo visoko precizne 3D snimke površine i, najvažnije, u boji, što nedostaje u kompjuterizovanoj tomografiji. Veoma smo zadovoljni rezultatima. Kvalitet je prevazišao naša očekivanja.“

Upotreba Artec 3D sken tehnologije strukturisanog svetla omogućava brzo pravljenje 3D skena bez postavljanja markera na osetljivu površinu mumije. Artec 3D skeneri prave 3D slike visoke rezolucije sa dubinom boje od 24 bita po pikselu, prikazujući pravu boju objekta. Zahvaljujući opciji poboljšane vizuelizacije u Artec Studio 12 softveru 3D podaci su prikazani kao potpuno renderovani skenovi što olakšava obradu i pregled 3D modela.

„Mumiju je bilo prilično lako skenirati budući da ima kompleksnu geometriju, raznoliku teksturu koja se ne ponavlja i prirodnu, nesavršenu površinu“, kaže Ana Galdina iz Artec-a koja je skenirala mumiju. „Jedina, manja poteškoća sa kojom sam se suočila je bio zahtev Muzeja da ne postavljam skener iznad mumije. Time je raspon uglova iz kojih sam mogla da snimam bio ograničen ali zahvaljujući svestranosti skenera to nije predstavljalo veliki problem.“

Ana je imala 30 minuta da skenira objekat ali je ceo posao obavljen znatno brže – za manje od 10 minuta. „Zatim sam odlučila da napravim dodatne skenove, nameštajući podešavanja u Artec Studio programu. Takođe, iskoristila sam dodatno vreme da proverim da li su zabeležene sve pukotine i šupljine.“

Prvobitna obrada sirovih podataka urađena je na licu mesta za samo nekoliko minuta. „Verzija u visokoj rezoluciji je zatim obrađena za sat i po“, kaže Ana. Klijent je tražio nekoliko verzija modela u različitoj rezoluciji, koje sam takođe pripremila.“

Ana je napravila ukupno pet modela u .obj sa .png teksturom, .ply i .wrl veličinama koje variraju od 600.000 do 27 miliona poligona. „Na kraju, veoma sam uzbuđena što sam učestvovala u ovom projektu“, kaže ona. „Nikada pre ovoga nisam videla Artec 3D skenove spojene sa CT skenovima. Rezultati su neverovatni! Oba seta podataka su savršeno uklopljena, i sada možete da vidite sve detalje spoljašnosti mumije kao i ono što se nalazi unutra. Neverovatno!“

3D slika sadrži podatke o boji kao i geometrijske podatke. CT skeniranjem su bezbedno zabeležni svi podaci u unutrašnjosti mumije, područje koje je nedostupno optičkom 3D skeneru. Korišćenjem CT skena izračunat je trodimenzionalni volumen, koji je sadržao sve informacije o geometriji i materijalu.

Nakon toga, trebalo je kombinovati oba skena u 3D model. Teksturisana mreža položena je preko površine objekta, izračunate uz pomoć CT skena. Rezultat je mumija koja je najtačnija digitalna kopija do danas, spolja i iznutra.

Ceo proces spajanja dva skena urađen je u VGSTUDIO MAX, Volume Graphics vrhunskom softveru za vizuelizaciju i analizu industrijskih CT podataka, čija poslednja verzija može da čita .obj i .ply podatke.

„Biće zanimljivo pratiti šta će korisnici našeg softvera sve uraditi sada kada znaju da je moguće dodati još jednu dimenziju podacima o zapremini“, kaže Kristof Rajnhart. Dodavanjem obojenog oblaka tačaka (point clouds) kao i mreže (mesh), spojili smo svet optičkog i CT skeniranja. Sa nestrpljenjem iščekujemo rezultate!

Ranije, CT skenirani objekti ručno su bojeni kako bi njihove površine dobile realističan izgled, ali ovo više nije neophodno zahvaljujući kombinaciji 3D teksturisanog skeniranja i CT skena. Teksturirana mreža (mesh) se u softveru Volume Graphics 3.1 spajaju sa CT podacima kako bi se dobila kompletnija dokumentacija, tačnija predstava i sveobuhvatna vizuelna analiza objekta.

Očigledna polja primene su zaštita kulturnog nasleđa, forenzika, arheologija, antropologija, kao i medicinske nauke. Međutim, moguća je primena i u industriji. Na primer, kombinacija textured meshes sa CT skenom može se primeniti da se ispitaju detalji unutrašnjosti objekta sa bojenim detaljima na površini.