Há qualquer coisa de mágico na sensação de segurar num objeto que foi cuidadosamente criado pelos nossos ancestrais, há milhares de anos atrás. Sentimos a linha direta de criatividade e engenho humano que liga a nossa contemporânea era da computação com os idos tempos da pedra lascada. Uma das tecnologias de ponta da sua época, um dos imensos passos da nossa contínua evolução tecnológica. Estas pedras lascadas, para quem não conhece a sua história e evolução, são objetos surpreendentemente complexos, pensados de acordo com as suas utilizações, com uma óbvia mestria na sua manufatura. A sensação de tocar estes artefactos, sentir o seu peso e textura, imaginar as mãos dos nossos ancestrais que os lascaram pacientemente, é extraordinária.
E se tivermos a oportunidade de aliar duas pontas extremas da tecnologia, a longínqua pedra lascada e a contemporânea impressão 3D, procurando novas dimensões de descoberta e aprendizagem? O potencial da impressão 3D em tornar táctil o complexo ou o inacessível em educação é bem conhecido, e uma pesquisa nos repositórios de modelos 3D dá-nos logo acesso a capturas de objetos pré-históricos. O projeto
Scan The World no MyMiniFactory tem uma extensa coleção de modelos artísticos, e o Sketchfab alberga trabalhos de digitalização 3D partilhados por arqueólogos e historiadores. Se pesquisarem apenas pela etiqueta
archaeology-3Dmodel-photogrammetry encontrarão imensos modelos para descobrir o riquíssimo património pré-histórico.
Normalmente, um trabalho nosso no domínio da impressão 3D e património histórico ficaria nesta vertente, utilizando o espaço da biblioteca escolar para explorar literacias digitais e técnicas de pesquisa, e os recursos de TIC e do mini-fablab da escola para tornar tangível o digital. Colocaríamos alunos a pesquisar em repositórios, de acordo com objetivos pré-definidos em áreas disciplinares específicas, e em seguida imprimiriam as suas descobertas. É uma excelente forma de aprender, encontrando modelos e tocando nas reproduções dos objetos, que dão a sensação táctil da volumetria de uma forma que a imagem, ou mesmo o 3D no ecrã.
O passo lógico seguinte, difícil de dar em condições normais, seria o de reproduzir modelos originais. No nível de ensino em que trabalhamos não colocamos a hipótese de ensinar os alunos a modelar reproduções destes objetos, com modelação por primitivos ficariam modelos demasiado simplistas, requerem técnicas mais avançadas de modelação que não estão ao alcance de todos.
Artefatos destes não nos são acessíveis no dia a dia. Por isso, quando nos foi dada a oportunidade de trabalhar com eles, nem hesitámos.
Ficamos ainda com uma vertente extra. Podemos facilmente descarregar e imprimir modelos vindos de sítios arqueológicos de todo o mundo, mas há um valor adicional quando trabalhamos com modelos criados a partir de artefatos encontrados em Portugal. Dá-nos uma mais profunda sensação de continuidade cultural, e relaciona-se diretamente com o meio de proveniência dos nossos alunos.
Um pouco de contexto. Este projeto, como geralmente naqueles que são mais interessantes e desafiantes, surgiu informalmente. Chegou-nos ao conhecimento a proposta de um dos professores de História do Agrupamento de Escolas Venda do Pinheiro de fazer uma exposição no Centro de Recursos com alguns dos artefatos líticos da sua coleção pessoal, com, como referiu nas mensagens
, uma vertente de fablab com pesquisa. Podíamos ir mais longe, propusemos. Poderíamos digitalizar esses artefactos, explorando-os de outra forma. Não temos scanners 3D, mas sabemos como utilizar aplicações de fotogrametria, que processam sequências de imagem e extraem delas um modelo 3D.
O como fazer iremos explorar em diversos posts. Mas não é um processo complexo. Necessitamos de fixar o objeto, e tirar uma sequência de fotos à sua volta. Não há aqui regras restritas, um número entre 20 a 40 fotos é o suficiente para uma boa captura. Necessitamos de ter alguns cuidados, mantendo o objeto que queremos digitalizar sempre focado e no centro da foto, mantendo sobreposições de pontos de vista entre cada foto da sequência. Temos de ter algum cuidado com a iluminação, contrastes grandes entre luz intensa e sombra vão impedir a captura correta. Ter uma boa máquina fotográfica ajuda a fazer boas captações, mas basta um telemóvel com uma câmara razoável para se conseguir bons resultados. O processo de captura em si é algo cansativo, temos de ser rigorosos nesse momento, para se conseguir um bom resultado.
O passo seguinte é escolher um software de digitalização 3D por fotogrametria. Neste projeto estamos a experimentar três:
Scann3D, uma app mobile para Android, o podero
ReMake da Autodesk (agora parte do ReCap, mas ainda disponível na secção de descargas da Autodesk e gratuito com licença para estudantes), e o gratuito
Regard 3D. Destes, o ReMake é claramente o mais poderoso e fácil de utilizar, com imenso rigor nos resultados da captura. O processamento é feito nos servidores da Autodesk, e após a extração da malha poligonal podemos descarregar para o nosso computador.
O Scann3D é promissor pela sua portabilidade. O processamento das fotos é feito no dispositivo, pareceu-nos, mas não foi o que gerou resultados mais rigorosos.
Já o Regard3D merece mais exploração. É mais complexo para o utilizador do que o ReMake, funciona de uma forma sequencial em que temos de processar fotos rastreando pontos comuns, extrair a informação espacial, gerar uma nuvem de pontos, triangular a nuvem de pontos, transformar a triangulação numa superfície com algoritmos
poisson de reconstrução de malha poligonal. Ou, em alternativa, exportar a
pointcloud para o Meshlab e fazer aí o processamento. É bastante tolerante com a fonte das imagens. Utilizá-lo é um processo de descoberta das vertentes avançadas do 3D, requer conhecimentos avançados. Também exige bastante do processador do computador, o tempo de duração de algumas operações dos algoritmos mede-se em horas. Não tem ferramentas de processamento e limpeza de malha poligonal.
O ReMake é mais rápido, não nos dando controle sobre o processo de criação do modelo. No modo de edição, dá-nos ferramentas para fazer a limpeza e correção da malha poligonal, eliminando triângulos em excesso, fechando buracos, suavizando ou esculpindo diretamente nos polígonos. Exporta para diversos formatos e preserva muito bem a textura visual do modelo.
Começámos com dois bifaces, mas já temos mais em processamento. A ideia original de fazer uma exposição com os artefatos líticos mantém-se, mas vai ser aumentada com reproduções impressas em 3D que os alunos poderão manipular livremente. Queremos contribuir para a comunidade. Os modelos serão disponibilizados em repositórios, STL para impressão 3D e obj com mapa de texturas no Sketchfab. Dois já estão disponíveis.
Como estes projetos costumam ser faíscas para ideias impensáveis, certamente que iremos criar outras experiências de aprendizagem com os nossos alunos.
