3D掃描Artec Leo將大象標本重現完整故事給新觀眾

 

挑戰：將整個大象的內外（包括皮膚、骨骼和內臟）數位化，並具有足夠的精度，以創造真正身臨其境的博物館體驗。

 

解決方案： Artec Leo、Artec Space Spider、Artec Studio、Blender、ZBrush

結果：一個互動式博物館展覽，向下一代講述「傑克小姐」的故事，「傑克小姐」是一頭著名的自由奔放的馬戲團大象，於十九世紀運往歐洲。

為什麼選擇 Artec 3D？ ：使用無線、一體化 Artec Leo，即使對於完全的新手來說，也可以快速、直觀地捕捉大型複雜幾何圖形（如舊骨頭）。

 

基於 3D 掃描的大象 Miss Djeck 模型。圖片由自然歷史博物館和圖爾奈動物園提供。

 

 

亞洲像有著悠久（且往往悲慘的）歷史，被運往歐洲，作為送給統治者和精英的禮物，而歐洲人則將它們視為可以在整個大陸進行貿易的奇異商品。

但很少有大象擁有像傑克小姐這樣的故事。根據史料記載，她於1806年左右離開印度前往歐洲，並非作為禮物，而是作為表演者。在大多數動物園剛建立的時候，她很快就在英國、法國、德國和美國的遊行等活動中獲得了巨大的人氣，這種受歡迎程度持續了三十多年，直到 1837 年。

那一年，脾氣暴躁、旅途勞累的傑克小姐在瑞士日內瓦的一次展覽會上粗魯地抓住了一位來訪牧師的腰。她被困在 Porte de Rive 附近的一條溝渠裡，但她逃脫了，沿著羅納河岸奔跑，在夜色中「吠叫」。雖然這頭古怪的大像被重新抓獲，但它卻傷害了其他十三隻大象，並殺死了三名看管人，因此，當局下令將其處死。

可悲的是，在這些令人難以置信的事件發生後，傑克小姐被殺了，她的遺體被分開。不過，這頭大象的皮卻保存在巴黎著名的 Deyrolle 動物標本館內。正是在那裡，圖爾奈自然歷史博物館及動物園的創始人之一巴泰勒米·杜莫蒂埃 (Barthélémy Dumortier)獲得併帶回了這張具有歷史意義的紙巾。自那時起，它就被當地工匠展示以示紀念——這是比利時本土首次出現此類作品。

現在，埃諾高等學校設計師 Nicolas Vaczi與博物館工作人員合作，想出了一種方法，將瓦隆-布魯塞爾聯邦地區的瑰寶 Djeck 小姐的故事講述給現代觀眾。他利用Artec Leo將她的身體變成了一個令人驚嘆的 3D 模型 - 由圖爾奈博物館的原始皮膚模型和根特大學博物館展出的年輕大象骨架組成- 供遊客學習和欣賞。

Artec Studio 軟體中的根特大學博物館的骨架。圖片由自然歷史博物館和圖爾奈動物園提供。

 

 

將傑克小姐的遺體數位化

對於瓦奇來說，幸運的是，他選擇將傑克小姐的骨骼數位化以供論文使用，因為根特大學博物館的私人收藏中展示的這具骨骼與傑克小姐的大小相當。 Artec Leo 的內建顯示器和無線設計也使得捕捉大象骨骼結構變得快速而簡單，同時確保完整、高度準確的結果。

「掃描其實相當容易，因為骨頭不是很小，我們可以發現所有的小皮膚裂紋，」圖爾奈自然歷史博物館及動物園的收藏經理盧卡斯·特拉納 (Lucas Terrana) 解釋道。 “借助 Artec Leo，我們還可以將物品分成幾個部分，分別掃描軀幹、頭部、腿部和背部，以獲得最高品質的紋理捕捉。”

這些成果是在 Artec 大使4C Creative CAD CAM Consultants (4C)的支持下實現的。事實上，正是 4C 所有者 Edwin Rappard 幫助團隊克服了最初的紋理捕捉問題，並使他們的專案走上了正確的道路。

 

 

4C 所有者 Edwin Rappard 在圖爾奈自然歷史博物館和動物園中示範如何最好地對大象進行 3D 掃描。照片由自然歷史博物館和圖爾奈動物園提供。

 

 

瓦奇捕獲了大象的皮膚和骨骼後，便著手製作內臟器官模型。但由於無法將這些組織數位化，他最終只能繪製草圖，僅使用從研究中獲得的資訊就獲得了令人難以置信的逼真效果。

 

從網格到互動模型

Vaczi 的建模工作流程始於Artec Studio專業 3D 資料擷取和處理軟體。 3D 掃描後，程式的自動駕駛儀有助於加速創建防水模型的過程，而網格簡化使他能夠刪除不必要的數據，大幅減少初始 1100 萬的多邊形數量，以便更輕鬆地導出文件。

無論如何，特拉納說，Leo 擁有的權力超過了該項目所需的權力。 「起初，我們確實使用了高清模式（用於細線和複雜幾何圖形），但它實際上拾取了太多數據，」Terrana 說。「大象的大部分皮膚都有相同的紋理，所以這次我們不需要額外的細節。無論如何，我們還是取得了非常現實的成果！

整理好 3D 模型後，Vaczi 將其發送到 ZBrush 和 Blender，在那裡他能夠使用高級雕刻工具對其進行一定程度的潤色並為自己的創作製作動畫。結果如何？ ：在圖爾奈自然歷史博物館與動物園里安裝了一台令人印象深刻的觸控螢幕裝置，繼續生動地呈現著傑克小姐的故事（以及其他被重新安置的大象的故事）。

該隊伍的最終模型具有照片般逼真的細節。圖片由自然歷史博物館和圖爾奈動物園提供。

 

 

「在這個互動應用中，你可以改變大象的皮膚，看到它的內臟，並點擊以顯示更多信息，」Terrana 補充道。 “目前，這是一個測試項目，但我們希望將來逐步改進該應用程序，增加更多細節和互動供公眾參與。”

以 3D 形式永久保存稀有物種

自從瓦奇完成他的模型後，它就被上傳到一個應用程式中，並作為傑克小姐生平展覽的一部分進行展出。但是自然歷史博物館和圖爾奈動物園並沒有就此完工；他們想要創造全新的滅絕物種模型。

「我們很樂意掃描我們收藏的一些最稀有的藏品，」特拉納總結道。 「例如，有些動物在野外已經滅絕。也許我們可以創建一個‘數位雜誌’，用戶可以滾動瀏覽並發現有關這些物種的更多資訊。

 

該應用程式在圖爾奈自然歷史博物館和動物園展出（提供英語、法語和荷蘭語版本）。圖片由自然歷史博物館和圖爾奈動物園提供。

 

 

為了將這些動物（其中許多都非常小）數位化，博物館還與 4C 進行了合作，以使用 Artec Space Spider 進行快速開發。雖然不如 Leo 那麼靈活，但 Space Spider 採用了藍光技術，可以更有效地捕捉精細細節，同時達到 0.05 毫米的精度，實現真正的一對一數位孿生。

儘管如此，瓦奇、特拉納和博物館館長克里斯托夫·雷米已經展示了先進技術如何與傳統教學相結合，幫助當今的數位原住民掌握歷史故事和現代生態挑戰。