Escáner Láser 3D Hace Haunting Obras De Arte

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Dos historiadores en una misión para preservar estructuras históricas en etiopía convirtieron inadvertidamente un dispositivo de escaneo 3d de vanguardia en una herramienta para crear obras de arte.

Dos historiadores en una misión para preservar estructuras históricas en Etiopía convirtieron inadvertidamente un dispositivo de escaneo 3D de vanguardia en una herramienta para crear obras de arte.

La tecnología Lidar utiliza pulsos de luz láser para mapear los contornos de las superficies y estructuras 3D.

Por ejemplo, las fotografías en 2D pueden capturar las principales características de un paisaje, pero el lidar revela cada caída, zanja y elevación. Muestra el tamaño completo de las rocas, la profundidad de los cañones. Algunas tecnologías lidar se pueden ver a través del follaje y se han utilizado para buscar ciudades perdidas enterradas en la selva. Del mismo modo, las fotografías en 2D de esculturas y frescos pierden una dimensión completa de la obra de arte: sería como fotografiar una pintura de Van Gogh en blanco y negro. [Ver más increíbles obras de arte 3D Lidar]

Lidar se usa ampliamente en la industria del petróleo y el gas para inspeccionar paisajes, pero su lista de usos se está expandiendo.

Actualmente, los dispositivos lidar son demasiado lentos para visualizar objetos en movimiento, como las personas; pero cuando Charles Matz y Jonathan Michael Dillon fueron a Etiopía para realizar escaneos en 3D de las estructuras históricas de la ciudad, terminaron también escaneando imágenes de las personas que viven allí hoy. Los resultados son hermosas y inquietantes representaciones de las personas que viven en esta ciudad histórica.

La ciencia del lidar

La ciudad de Harar, Etiopía, está catalogada como patrimonio de la humanidad por la UNESCO y es considerada la cuarta ciudad más sagrada de la religión musulmana, después de La Meca, Medina y Jerusalén. La ciudad contiene muchas estructuras históricas, como las cinco puertas de Harar que una vez sirvieron como entradas a los diferentes barrios de la ciudad. Pero las puertas se construyeron con ladrillos de barro en la década de 1500, y hoy se están desmoronando, junto con muchas otras piezas de la arquitectura histórica de la ciudad.

Si bien se necesitaría una pequeña fortuna para preservar físicamente o restaurar las estructuras desmoronadas de la ciudad, Matz y Dillon querían al menos preservarlos digitalmente.

Matz ya había creado escaneos en 3D de frescos en la Scuola Grande di San Rocco en Italia. Las exploraciones, a diferencia de las fotografías ópticas, conservan los contornos y la profundidad de esas estructuras.

El equipo trabajó con la gobernación regional del estado de Harari en un proyecto para escanear muchas de las estructuras de la ciudad con lidar.

Según el Servicio Nacional del Océano, lidar significa detección de luz y alcance, aunque algunas fuentes dicen que la palabra fue creada como una combinación de las palabras "luz" y "radar".

La tecnología lidar utilizada por Matz y Dillon se basa en una idea simple: un dispositivo del tamaño de un microondas envía pulsos individuales de luz láser. Un pulso golpea una superficie, rebota y regresa a la caja. El detector en la caja mide el tiempo que tardó el pulso de la luz en regresar, o su hora de vuelo. El tiempo de vuelo de cada pulso es lo que el software utiliza para determinar qué tan lejos está un objeto, lo que ayuda a construir un mapa 3D de la estructura. [Imágenes: lugares únicos en la Tierra]

El arquitecto Charles Matz y Jonathan Michael Dillon fueron a Harar para visualizar las estructuras históricas de la ciudad. El equipo creó inadvertidamente obras de arte inquietantes cuando comenzaron a captar imágenes de miembros de la población de la ciudad.

El arquitecto Charles Matz y Jonathan Michael Dillon fueron a Harar para visualizar las estructuras históricas de la ciudad. El equipo creó inadvertidamente obras de arte inquietantes cuando comenzaron a captar imágenes de miembros de la población de la ciudad.

Crédito: Charles Matz y Jonathan Michael Dillon

Después de la primera exploración, el dispositivo se mueve a una ubicación diferente en la misma área y, una vez más, envía millones de pulsos de láser. A veces, la fuente del láser se mueve varias veces en la misma área, lo que aumenta la resolución 3D del escaneo. La combinación de múltiples exploraciones de la misma área crea una imagen completamente 3D que se puede rotar y estudiar desde diferentes ángulos.

"Se puede explorar el modelo virtual [en] la computadora: moverse en ella, caminar en ella", dijo Matz.

Existen diferentes tipos de lidar para diferentes propósitos. Los utilizados por la industria del petróleo y el gas se operan desde un avión y se utilizan para crear mapas detallados de los contornos de un paisaje. Lidar se ha utilizado para estudiar ciudades y paisajes después de terremotos y otros desastres naturales. En algunos casos, esto puede ayudar a los geólogos a comprender cómo se comportan las fallas de los terremotos.

Otros dispositivos lidar pueden enfocarse en detalles muy pequeños, como encontrar imperfecciones y defectos en estructuras que necesitan ser estructuralmente perfectas. Los dispositivos Lidar utilizados en la ingeniería aeroespacial, por ejemplo, pueden crear imágenes tan precisas que pueden revelar una grieta en la línea del cabello en un motor a reacción.

En el análisis forense de escenas del crimen, lidar ofrece una alternativa más detallada a las imágenes en 2D y ayuda a prevenir la contaminación de las escenas del crimen. Los paquetes de software especializado permiten utilizar el lidar para identificar salpicaduras de sangre o trayectorias de bala, y medir las alturas de testigos o sospechosos.

La tecnología LIDAR se originó en la década de 1960. La NASA usó lidar durante la misión Apollo 17 en 1972 para obtener imágenes de la superficie de la luna. Pero Matz dijo que solo recientemente se ha vuelto más accesible para usuarios no industriales, a través de unidades de escaneo de bajo costo y unidades de escaneo que se pueden alquilar, no comprar.

La historia en el arte

Matz y Dillon fueron a Harar en 2011 y, con la ayuda de la gobernación regional, comenzaron a explorar las estructuras históricas de la ciudad.

"Harar está fuera de los caminos trillados y en una parte remota del este de Etiopía", escribió Matz en un correo electrónico. "Es una encrucijada de mercado en una región agrícola.Es antiguo aún en su manierismo e intercambios ". Las áreas de Harar visitadas por Matz y Dillon a menudo albergaban mercados donde la gente vendía alimentos y productos en puestos, o mantas en el suelo. Cada mañana, un grupo de personal de la gobernación Llegue y saque a la gente del área que Matz y Dillon estaban inspeccionando.

"Un día llegaron tarde, y de todos modos salimos y comenzamos a escanear mientras el mercado seguía avanzando", dijo Metz.

En las imágenes que capturó el equipo, las personas están borrosas y, a menudo, parecen dibujadas con líneas de lápiz verticales; las formas de sus cuerpos son evidentes, pero sus rasgos se pierden. Cada escaneo lidar toma aproximadamente 9 segundos, y se necesitan de dos a tres escaneos para obtener un mapa en 3D. Si una persona se mueve antes de que el dispositivo LIDAR termine de recoger la luz, los pulsos del láser rebotarán en sus caras o cuerpos varias veces, de modo que el dispositivo capture múltiples reflexiones y se agregue a la imagen. Da la impresión de movimiento e impermanencia, en contraste con los edificios, que parecen constantes e inmóviles.

Harar es una ciudad colorida: los edificios están pintados en azules brillantes, mientras que las mujeres visten telas de colores vibrantes en amarillos, rojos y púrpuras. Pero en las imágenes lidar, estos colores brillantes se destacan sobre fondos lisos y antinaturalmente negros. Aquí es donde los pulsos del láser se han desplazado al espacio y nunca encuentran una superficie para rebotar, por lo que la máquina no recibe datos sobre esas áreas. En las imágenes finales, parece que la ciudad se sienta al borde de un abismo. [En fotos: sitios del patrimonio mundial deslumbran con cultura y belleza]

Una imagen particularmente llamativa muestra a un niño contra un fondo de tono negro, arrastrando un palo en la tierra. Sus ropas son capturadas con brillante detalle por el sistema lidar, incluso la textura de la tela es evidente. Pero su cabeza aparece dividida por la mitad.

Un niño huérfano en Etiopía, fotografiado utilizando la tecnología de escaneo láser lidar.

Un niño huérfano en Etiopía, fotografiado utilizando la tecnología de escaneo láser lidar.

Crédito: Charles Matz y Jonathan Michael Dillon

"Creo que giró la cabeza en medio de la exploración y lo grabamos, y el modelo 3D resultante tenía esta hendidura. Eso es lo que le dio esa expresión inquietante", dijo Matz. Hablando a través de un traductor, el niño le dijo a Matz y Dillon que era huérfano.

"Nos dijeron que muchos niños pequeños viajan en grupos para buscar trabajo agrícola de mano de obra agrícola lejos de sus lugares de nacimiento y que muchos provenían de la zona de conflicto ya que sus padres podrían haber sido asesinados", escribió Matz en un correo electrónico. Matz dijo que la historia del niño agrega un "mensaje temático" a la imagen. "Creo que ese mensaje temático es lo que hace que este" arte ", en lugar de ser simplemente una parte del estudio científico".

Herramientas artísticas para el futuro.

Matz dijo que hay algunos otros grupos que han experimentado con el lidar para crear arte visual, pero él no sabe de nadie más que lo haga con sujetos humanos. La baja velocidad de la tecnología de escaneo hace que su uso sea prohibitivo como herramienta de imágenes para mover objetos.

"La tecnología [Lidar] no se ha desarrollado bastante donde pueda acumular esta información rápidamente porque los conjuntos de datos son muy densos. Estamos hablando de gigabytes y gigabytes de información", dijo Matz. Los grandes presupuestos pueden comprar procesadores de computadora más rápidos, pero para muchos usuarios, la alta salida de datos es prohibitiva. Matz dibuja un paralelo entre el estado actual de Lidar y el estado de la fotografía óptica temprana, cuando la tecnología también requería tiempos de exposición muy largos. A medida que la tecnología lidar se vuelve más rápida, Matz cree que se utilizará más comúnmente para aplicaciones artísticas y estéticas.

Las imágenes lidar de Harar preservarán la infraestructura de la ciudad, pero Matz dice que eventualmente le gustaría ver una replicación completa en 3D de la ciudad disponible en línea para las personas que desean explorar el área pero no pueden viajar allí en persona.

"Estamos interesados ​​en proporcionar recorridos virtuales o acceso a obras de arte sin tener que visitar el espacio", dijo Matz. "Entonces, por ejemplo, muchos de estos sitios del Patrimonio Mundial son inaccesibles o muy difíciles de encontrar. Estamos interesados ​​en registrarlos y ponerlos a disposición como dominio público para que las personas puedan experimentar cómo son estos lugares en la computadora".

Matz dijo que está buscando un lugar para albergar estas visitas virtuales y está recopilando más exploraciones de ubicación. Ahora está en conversaciones con el representante de Nomad Two Worlds, una colaboración artística creada por el fotógrafo Russell James y los grupos aborígenes nativos, para obtener permiso para escanear un sitio sagrado en Australia Occidental que está cerrado para los visitantes.

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