De Wright Flyer, het legendarische vliegtuig gebouwd door de gebroeders Wright en in 1903 skyward over Kitty Hawk gestuurd, werd in 1948 door het Smithsonian overgenomen. Sindsdien is het vrijwel continu te zien geweest.
Natuurlijk mogen bezoekers het vliegtuig niet aanraken, en docenten die lessen geven op de Flyer hebben modellen moeten gebruiken om studenten de kans te geven het te hanteren en het vanuit verschillende posities te bekijken. Ingenieurs en historici hebben te maken gehad met vergelijkbare beperkingen, niet in staat om naar binnen te klimmen om zijn innerlijke machine te onderzoeken of een meetlint te nemen om de specificaties te beoordelen.
Nu kan echter iedereen met een internetverbinding een virtuele 3D-versie van de Flyer verwerken en een replica op elke schaal afdrukken. De 3D-modelviewer hierboven, samen met 20 andere 3D-modellen die vandaag zijn uitgebracht als onderdeel van de Smithsonian X 3D Conference van het Digitization Program Office, is het resultaat van jaren werk van Vince Rossi, Adam Metallo en andere medewerkers van het Digitalization Office. Terwijl ze doorgaan met het digitaal scannen van zoveel mogelijk 137 miljoen artefacten van de Smithsonian, is de Smithsonian X 3D Explorer het middel waarmee ze deze waardevolle 3D-gegevens openbaar kunnen maken.
“Een tijdlang waren we in staat om deze ongelooflijke 3D-modellen met hoge resolutie te maken, maar in termen van openbare toegang tot de gegevens waren we echt beperkt, ” zegt Rossi. "Bij het ontwikkelen van deze tools kunnen we ons werk delen met de wereld."
Elk model is een vereenvoudigde versie van de "puntenwolk" - de duizenden punten die de contouren vormen van het oppervlak van een item - die ze verzamelen met behulp van 3D-scantools. Omdat de werkelijke puntenwolk veel te groot is om beschikbaar te zijn in een webbrowser, is enige digitale compressie noodzakelijk.
"Als je een videogame speelt, kijk je naar een veelhoekig model, en dat is ook waar je naar kijkt in de kijker, " zegt Rossi. In wezen zijn de 3D-contouren van een object afgevlakt en vormen duizenden polygonen (meestal driehoeken) die het oppervlak van het object vertegenwoordigen. Als polygonen kunnen deze driehoeken worden weergegeven in twee dimensies - op welk punt kleuren, arcering en texturen aan het oppervlak van het object worden toegevoegd - en vervolgens weer worden omgezet in een 3D-vorm die het grootste deel van het visuele detail van het origineel vastlegt maar een bestandsgrootte heeft genoeg om in een webbrowser te laden.
In de weergave van de Gunboat Philadelphia hierboven, kunnen gebruikers bijvoorbeeld de gestructureerde planken van het schip onderzoeken om de plek te zien waar het werd geraakt door een Britse kanonskogel in oktober 1776.
Met de viewer kunnen gebruikers deze modellen in detail verkennen: de items roteren, verschillende componenten ervan isoleren, ze meten met ingebouwde tools en specifieke weergaven maken die kunnen worden gedeeld via sociale media of ingebed in een website of blogbericht, net als een video. Het maakt het ook mogelijk om een virtuele rondleiding door het object te nemen (door op het wereldbolpictogram te klikken), met tekst, afbeeldingen en video die een specifieke set weergaven vergezellen en gebruikers historische en wetenschappelijke achtergrond laten leren. "Met de 3D-verkenner kun je een verhaal vertellen, " zegt Rossi. "In wezen kunt u het 3D-model als een steiger gebruiken om de geschiedenis van een object te vertellen."
De medewerkers van het Digitalization Office zien tientallen mogelijke toepassingen voor deze modellen: leraren kunnen ze gebruiken als onderwijstools, onderzoekers kunnen ze gebruiken om hun eigen artefacten te analyseren en te delen met collega's, en bovenal laten ze het publiek gemakkelijker waardeer miljoenen Smithsonian objecten, zowel tentoongesteld als verborgen in archieven. Eens waren gipsmaskers - zoals het masker van Abraham Lincoln kort na zijn dood hierboven - het toppunt van technologie die werd gebruikt om de driedimensionale vorm van een specimen of artefact te behouden. Nu kan digitaal vastleggen van de contouren van een item in drie dimensies worden gedaan met lasers en computersoftware.
Naast de gecomprimeerde versies van deze artefacten die beschikbaar zijn in de viewers, heeft het Digitization Office ook de full-size 3D-datasets beschikbaar gesteld om te downloaden, waarmee gebruikers 3D-printers kunnen gebruiken om de objecten op elke schaal volledig gedetailleerd te recreëren. Hoewel 3D-printen thuis nog steeds in de ban is, worden ze steeds zuiniger, met basismodellen nu beschikbaar voor een paar honderd dollar. "We denken dat de implicaties hiervan behoorlijk groot zijn", zegt Rossi.
Tot dusverre heeft het digitaliseringsbureau honderden objecten gescand. Voor de eerste reeks zichtbare items kozen ze een steekproef die alle onderzoeksgebieden vertegenwoordigt waar het Smithsonian bij betrokken is - kunst, geschiedenis en wetenschap, overgebracht met kostbare artefacten, oude exemplaren en, in het geval van een orchidee, daadwerkelijk leven organismen.
Dit walvisfossiel werd bijvoorbeeld gescand toen tientallen zeven miljoen jaar oude walvisresten werden ontdekt in Chili, op het pad van de aanstaande Pan-American Highway-constructie. Om de monsters in hun geologische context te bewaren, hebben Metallo, Rossi en anderen ze in 3D gescand. "Nick Pyenson is al van plan deze kijkers te gebruiken om informatie te delen met onderzoekers in Chili, " zegt Rossi. "Dus deze site bestaat niet meer in Chili, maar iedereen kan er nog metingen aan doen en die gegevens gebruiken."
Scannen is ook in gebruik genomen als onderdeel van interne Smithsonian-projecten, zoals het uitgebreide scannen van Dinosaur Hall om de positie van alle exemplaren van de hal te documenteren voordat het volgend jaar sluit voor een grondige renovatie. Als onderdeel van het project scande het team de wollige mammoet die hierboven wordt weergegeven.
"Dit was een uitdaging, niet alleen vanwege de grootte, maar ook vanwege de complexiteit", zegt Rossi. Om de contouren van elk ribbot en slagtand vast te leggen, moesten hij en Metallo hun scanners in meer dan 60 verschillende uitkijkpunten positioneren en vervolgens de gegevenssets zorgvuldig samenvoegen om een compleet dier op te leveren.
Ze zijn ook klein geworden, met exemplaren zoals de bij hierboven, genomen uit de entomologiecollectie van het Smithsonian. Om details vast te leggen die zo klein zijn als de haren op zijn buik, gebruikten Metallo en Rossi een micro-CT-scanner, vergelijkbaar met een medische CT-scanner, maar in staat om kleinere objecten met een hoge resolutie vast te leggen.
Met hun scantechniek in de praktijk en een nieuwe manier om hun gegevens met het publiek te delen, is het plan van Rossi en Metallo om de schaal van hun werking te vergroten. "De volgende stap is groot - het scannen van honderden of duizenden objecten per jaar, in plaats van enkele tientallen, " zegt Rossi. Het is misschien niet mogelijk om alle 137 miljoen items van het Smithsonian digitaal vast te leggen, maar ze willen zoveel mogelijk scannen.
Ga voor de rest van de eerste reeks modellen - inclusief digitale versies van het vluchtpak van Amelia Earhart, een ingewikkeld uitgehouwen sculptuur "Cosmic Buddha" uit 550 AD en de overblijfselen van een verre supernova - naar de Smithsonian X 3D-site. De conferentie is uitverkocht, maar wordt simulcast online en een bijbehorende showcase van 3D-technologie is open voor het publiek.
