Projeto Paleo

Diga-se que este foi um dos mais divertidos projetos que desenvolvemos nos últimos tempos. Como todos os bons projetos, arrancou por acaso, com uma menção à vertente fablab do Centro de Recursos. A ideia original era a de complementar uma exposição de artefatos líticos com atividades de pesquisa em repositórios 3D e impressão de alguns dos elementos pesquisados. Mas percebemos que se podia ir mais longe.

Impressão 3D de biface

E porque não, pensámos, digitalizar alguns destes artefactos? Não dispomos de scanners 3D, mas sabemos utilizar aplicações de fotogrametria. Não temos tido muitas oportunidades para usar esta tecnologia de digitalização, e este projeto pareceu-nos uma excelente forma de o fazer. 

Projeto Paleo

 Na sua forma final, este projeto incluiu:
- digitalização 3D de artefatos líticos, com partilha online e ficheiros disponíveis para impressão 3D;
- impressão 3D de reproduções dos artefatos líticos;
- pesquisa no Centro de Recursos, em repositórios de conteúdo de 3D, de modelos relativos à pré-história;
- exposição no átrio da escola, reunindo artefatos originais, cópias impressas em 3D, impressões 3D de modelos pesquisados pelos alunos, bibliografia e monografias.

Finalizado o projeto e a atividade, a escola fica a dispor, no Centro de Recursos, de um acervo de reproduções rigorosas de artefatos líticos da zona de Elvas, Póvoa de Santo Andrião e Tróia, que podem ser utilizados pelos docentes de História nas suas aulas.

Malha poligonal texturizada, processada no ReMake

 Para quem quiser fazer uso dos materiais criados neste projeto, podem descarregar diretamente no Sketchfab, organizados na coleção Projeto Paleo. A página de cada artefato tem informação sobre o local de recolha, época histórica, material do artefato e dimensões reais para impressão 3D, em milímetros. No Sketchfab podem ser descarregados os modelos em OBJ, com mapa de texturas. Para impressão 3D, podem encontrar aqui os ficheiros STL: ficheiro zip contendo todos os artefatos líticos, ou podem aceder a esta pasta do Google Drive para descarregar ficheiros STL individuais: Projeto Paleo. Os ficheiros STL foram validados pelo netfabb e imprimem sem erros.

Tecnologias Utilizadas

Fotogrametria é uma técnica de digitalização 3D que se baseia na trigonometria. É possível extrair informação espacial a partir de medições feitas sobre uma imagem - o princípio matemático que permite gerar informação rigorosa a partir de reconhecimento e levantamentos aéreos. O que os algoritmos de fotogrametria fazem é concatenar essa informação espacial a partir de sequências de fotografias, identificando pontos em comum e com isso gerar a malha poligonal de um modelo 3D. Normalmente, tira-se um mínimo de vinte fotos ao redor do objeto a capturar. Os melhores resultados requerem muito cuidado na toma de fotos, com máquinas fotográficas e software calibrado.

Captura 3D, em pré-processamento

Há algumas soluções mais simples: o Scann3D para Android, que gera resultados razoáveis mas na versão gratuita sem o nível de detalhe que queríamos para este projeto; o Regard3D, programa gratuito que dá bons resultados na extração de point clouds e geração de malha poligonal a partir de fotografias, mas não está optimizado e não permite limpar triângulos em excesso (um processamento de dados de imagem para extracção de pontos pode demorar horas); acabámos por utilizar o poderoso ReMake da Autodesk, programa que requer 8Gb de RAM no mínimo para correr, e é gratuito com uma licença de educação. O processamento das fotos é feito nos servidores da Autodesk (há uma versão totalmente offline, mas necessita de 16 Gb de RAM para correr), e o algoritmo é poderoso e tolerante com a qualidade das imagens. Mesmo na versão gratuita, comparativamente ao Scann3D permite melhores capturas, e ao contrário do Regard3D, fá-lo de forma rápida e com ferramentas de edição para posterior limpeza de malha poligonal.

Artefatos para digitalizar, reproduções impressas em 3D, medição das dimensões globais dos artefatos nos eixos XYZ.

Depois de um teste inicial para validar o conceito, digitalizámos alguns dos objetos da coleção de Vítor Miranda, o professor de História que propôs este projeto. São artefatos líticos que recolheu em diversos locais arqueológicos do paleolítico e neolítico, que estudou no domínio de artigos e monografias, algumas das quais estão expostas na exposição que reúne as várias vertentes deste projeto. Não digitalizámos todos os objetos que nos trouxe. A fotogrametria não é apropriada para objetos muito pequenos, optámos por digitalizar os mais representativos. Como o método de captura foi algo rudimentar (um plinto de projetor, massa bostik ou suportes simples para manter as peças fixas, fotos com um telemóvel), tivemos uma taxa de sucesso nas capturas de cerca de 80%. Houve pelo menos três capturas cuja malha poligonal não correspondia aos nossos critérios mínimos de captura da forma.

Porquê em 3D?

Não é difícil ir a um repositório e encontrar modelos de artefatos líticos. Porque é que nos decidimos a fazer um projeto destes? A questão da autenticidade e proximidade parece-nos pertinente. Há uma diferença sentimental forte, de elo de ligação, entre trabalhar com modelos e exemplos vindos de outras realidades, ou tocar em objetos de realidades que nos são próximas. Saber que o artefacto milenar em que seguramos foi recolhido no nosso país, corresponde ao labor dos nossos longínquos antepassados, tem qualquer coisa de especial.

Pesquisa orientada de recursos em repositórios de modelos 3D.

Normalmente abordamos o património de outros países, porque temos poucos exemplos recolhidos e partilhados do nosso próprio património. Foi por isso que nos atirámos a este projeto, e disponibilizamos os modelos para visualização online e download para impressão 3D. Qualquer interessado pode fazer uso dos modelos que criámos nestes projetos, em qualquer contexto. Se tiverem uma enorme vontade de imprimir bifaces e machados pré-históricos, estes modelos estão ao vosso dispor. Se quiserem mostrar na sala de aula, permitindo que os alunos toquem nestes objetos, sintam a sua volumetria e textura, utilizem livremente o resultado deste trabalho. Não garantimos a total fiabilidade das capturas 3D, mas o seu processamento tentou ao máximo manter fidelidade ao modelo original.

Este projeto é mais uma contribuição para a partilha de conhecimento, de elementos que facilitem aprendizagens. Foi criado no âmbito das atividades do departamento de Ciências Sociais e Humanas do Agrupamento de Escolas Venda do Pinheiro, proposto pelo Prof. Vítor Miranda. As fases de pesquisa foram coordenadas pela Prof.ª Jacqueline Duarte, coordenadora do Centro de Recursos Poeta José Fanha, no âmbito do projeto Fab@rts: O 3D nas mãos da Educação. A captura e processamento 3D dos artefatos líticos foi feita pelo Prof. Artur Coelho, coordenador PTE e dinamizador dos projetos TIC em 3D/Fab@rts. A impressão dos modelos foi feita em impressoras BEEVERYCREATIVE no espaço maker do Centro de Recursos Poeta José Fanha e zona de trabalho PTE do Agrupamento.