Der Wright Flyer, das legendäre Flugzeug, das 1903 von den Wright Brothers gebaut und über Kitty Hawk in die Luft geschickt wurde, wurde 1948 von der Smithsonian erworben. Seitdem ist er fast durchgehend öffentlich ausgestellt.
Natürlich dürfen Besucher das Flugzeug nicht berühren, und Lehrer, die auf dem Flyer unterrichten, mussten Modelle verwenden, um den Schülern die Möglichkeit zu geben, damit umzugehen und es von verschiedenen Positionen aus zu sehen. Ingenieure und Historiker waren ähnlichen Einschränkungen ausgesetzt, da sie nicht in der Lage waren, hineinzuklettern, um die inneren Maschinen zu untersuchen, oder ein Maßband zu entnehmen, um die technischen Daten zu überprüfen.
Jetzt kann jedoch jeder mit einer Internetverbindung mit einer virtuellen 3D-Version des Flyers umgehen und eine Replik in jedem Maßstab drucken. Der obige 3D-Modell-Viewer ist zusammen mit 20 anderen 3D-Modellen, die heute im Rahmen der Smithsonian X 3D-Konferenz des Digitalization Program Office veröffentlicht wurden, das Ergebnis jahrelanger Arbeit von Vince Rossi, Adam Metallo und anderen Mitarbeitern des Digitalization Office. Während sie ihre Arbeit fortsetzen, so viele der 137 Millionen Artefakte von Smithsonian wie möglich digital zu scannen, ist der Smithsonian X 3D Explorer das Mittel, mit dem sie diese wertvollen 3D-Daten öffentlich zugänglich machen.
„Eine Weile konnten wir diese unglaublichen hochauflösenden 3D-Modelle erstellen, aber im Hinblick auf den öffentlichen Zugriff auf die Daten waren wir wirklich eingeschränkt“, sagt Rossi. "Bei der Entwicklung dieser Tools können wir unsere Arbeit mit der Welt teilen."
Jedes Modell ist eine vereinfachte Version der „Punktwolke“ - den Tausenden von Punkten, die die Konturen einer Objektoberfläche bilden -, die sie mit 3D-Scan-Werkzeugen sammeln. Da die tatsächliche Punktwolke viel zu groß ist, um in einem Webbrowser verfügbar zu sein, ist eine gewisse digitale Komprimierung erforderlich.
"Wenn Sie ein Videospiel spielen, sehen Sie sich ein polygonales Modell an, und genau das sehen Sie auch im Viewer", sagt Rossi. Im Wesentlichen werden die 3D-Konturen eines Objekts abgeflacht und bilden Tausende von Polygonen (meist Dreiecke), die die Oberfläche des Objekts darstellen. Als Polygone können diese Dreiecke in zwei Dimensionen dargestellt werden - an diesem Punkt werden der Oberfläche des Objekts Farben, Schattierungen und Texturen hinzugefügt - und dann in eine 3D-Form zurückverformt, die den größten Teil des visuellen Details des Originals erfasst, jedoch eine kleine Dateigröße aufweist genug, um in einem Webbrowser zu laden.
In der obigen Darstellung des Kanonenboots Philadelphia können Benutzer beispielsweise die strukturierten Planken des Schiffes untersuchen, um die Stelle zu ermitteln, an der es im Oktober 1776 von einer britischen Kanonenkugel getroffen wurde.
Mit dem Viewer können Benutzer diese Modelle detailliert untersuchen - indem sie die Elemente drehen, verschiedene Komponenten von ihnen isolieren, sie mit integrierten Tools messen und bestimmte Ansichten erstellen, die über soziale Medien geteilt oder auf einer Website oder in einem Blog-Beitrag wie einem eingebettet werden können Video. Es ermöglicht auch eine virtuelle Führung durch das Objekt (durch Klicken auf das Globussymbol) mit Text, Bildern und Videos, die eine bestimmte Reihe von Ansichten begleiten und dem Benutzer historische und wissenschaftliche Hintergründe vermitteln. "Mit dem 3D-Explorer können Sie eine Geschichte erzählen", sagt Rossi. "Im Grunde kann man das 3D-Modell als Gerüst verwenden, um die Geschichte eines Objekts zu erzählen."
Die Mitarbeiter des Digitalisierungsbüros sehen Dutzende von Verwendungsmöglichkeiten für diese Modelle: Lehrer können sie als Unterrichtsmittel verwenden, Forscher können sie zur Analyse ihrer eigenen Artefakte und zum Austausch mit Kollegen verwenden und vor allem der Öffentlichkeit die Möglichkeit geben, diese Modelle leichter zu nutzen schätzen Millionen von Smithsonschen Objekten, die sowohl ausgestellt als auch in Archiven versteckt sind. Einst waren Gipsmasken - wie die Maske von Abraham Lincoln, die kurz nach seinem Tod hergestellt wurde - der technische Höhepunkt, um die dreidimensionale Form eines Exemplars oder Artefakts zu erhalten. Die digitale Erfassung der Konturen eines Objekts in drei Dimensionen kann jetzt mit Lasern und Computersoftware erfolgen.
Zusätzlich zu den komprimierten Versionen dieser Artefakte, die in den Viewern verfügbar sind, hat das Digitalization Office 3D-Datensätze in voller Größe zum Herunterladen bereitgestellt, sodass Benutzer 3D-Drucker verwenden können, um die Objekte in jedem Maßstab detailliert nachzubilden. Obwohl der 3D-Druck zu Hause noch in den Kinderschuhen steckt, werden sie immer wirtschaftlicher, da die Basismodelle jetzt für ein paar hundert Dollar erhältlich sind. "Wir denken, die Auswirkungen sind ziemlich groß", sagt Rossi.
Bisher hat das Digitalisierungsbüro Hunderte von Objekten gescannt. Für die erste Serie von sichtbaren Gegenständen wählten sie eine Stichprobe, die alle Untersuchungsbereiche abdeckt, in die Smithsonian involviert ist - Kunst, Geschichte und Wissenschaft, vermittelt mit unschätzbaren Artefakten, antiken Exemplaren und im Falle einer Orchidee tatsächlichem Leben Organismen.
Dieses Walfossil wurde zum Beispiel gescannt, als in Chile Dutzende von sieben Millionen Jahre alten Walresten auf dem Weg eines bevorstehenden panamerikanischen Autobahnbaus entdeckt wurden. Um die Exemplare in ihrem geologischen Kontext zu erhalten, haben Metallo, Rossi und andere sie in 3D gescannt. „Nick Pyenson plant bereits, mit diesen Zuschauern Informationen mit Forschern in Chile auszutauschen“, sagt Rossi. "Diese Seite existiert in Chile also nicht mehr, aber jeder kann sie messen und diese Daten verwenden."
Das Scannen wurde auch im Rahmen interner Smithsonian-Projekte eingesetzt, wie beispielsweise das umfassende Scannen der Dinosaur Hall, um die Position aller Exemplare der Halle zu dokumentieren, bevor sie im nächsten Jahr wegen einer Grundrenovierung geschlossen wird. Im Rahmen des Projekts hat das Team das oben dargestellte Wollmammut gescannt.
"Das war nicht nur wegen der Größe, sondern auch wegen der Komplexität eine Herausforderung", sagt Rossi. Um die Konturen jedes Rippenknochens und Stoßzahns zu erfassen, mussten er und Metallo ihre Scanner an mehr als 60 verschiedenen Positionen positionieren und die Datensätze sorgfältig zusammenfügen, um ein vollständiges Tier zu erhalten.
Sie sind mit Exemplaren wie der obigen Biene aus der Smithsonian-Entomologiesammlung ebenfalls klein geworden. Um Details zu erfassen, die so klein sind wie die Haare auf dem Bauch, verwendeten Metallo und Rossi einen Mikro-CT-Scanner, der einem medizinischen CT-Scanner ähnelt, jedoch kleinere Objekte mit hoher Auflösung erfassen kann.
Rossi und Metallo wollen ihre Scantechnik anwenden und ihre Daten auf neue Weise der Öffentlichkeit zugänglich machen. "Der nächste große Schritt ist das Scannen von Hunderten oder Tausenden von Objekten pro Jahr anstelle von ein paar Dutzend", sagt Rossi. Es ist möglicherweise nicht möglich, alle 137 Millionen Smithsonian-Objekte digital zu erfassen, aber sie möchten so viele wie möglich scannen.
Für den Rest der ersten Modellserie - einschließlich digitaler Versionen von Amelia Earharts Fluganzug, einer 550 n.Chr. Kunstvoll geschnitzten „Cosmic Buddha“ -Skulptur und den Überresten einer entfernten Supernova - begeben Sie sich zur Smithsonian X 3D-Site. Die Konferenz ist ausverkauft, wird jedoch online simuliert, und ein zugehöriges Schaufenster der 3D-Technologie ist für die Öffentlichkeit zugänglich.
