3d Scanning and Replication for Museum and Cultural Heritage Applications

Abstract

The recent proliferation of commercial three-dimensional digital scanning devices has made 3D scanning, and virtual and physical replication, a practical reality in the field of heritage preservation. 3D scanning produces a high-precision digital reference document that records condition, provides a virtual model for replication, and makes possible easy mass distribution of digital data. In addition to research, documentation, and replication, 3D data of artifacts are increasingly being used for museum collections storage and packing designs. The cost and complexity of 3D imaging technologies have made 3D scanning impractical for many heritage institutions in the past, but this is changing, as an increasing number of commercial systems are being tailored and marketed for heritage applications. This paper presents a review of the current state of 3D imaging in the cultural heritage field, methods of physical replication, the different systems used in heritage applications, criteria for choosing a system, and the techniques used for working with the data. Attention is given to identifying those objects that are not likely to be suited for 3D scanning.

TÍTULO—Escaneamento 3D e duplicaçao para aplicaç oes em museus e em patrim onio cultural

RESUMO—A recente proliferaçao de aparelhos de escaneamento tri-dimensionais (3D) digitais tornou o escaneamento 3D e a duplicaçao virtual e fisica uma realidade prática no campo da preservaçao do patrim onio. O escaneamento 3D produz um documento de referencia digital de alta precisao que registra a condiç ao, proporciona um modelo virtual para duplicaç ao, e torna possível a fácil distribuiç ao em massa de dados digitais. Além da pesquisa, documentaç ao e duplicaç ao, os dados 3D de artefatos t em sido amplamente usados para armazenamento de coleç oes de museus e designs de embalagens. No passado, o custo e a complexidade das tecnologias de obtençao de imagens 3D tornaram o escaneamento 3D impraticável para muitas instituiç oes de patrim onio, mas isso está mudando, uma vez que um número crescente de sistemas comerciais estao sendo desenvolvidos sob medida e comercializados para aplicaç oes em patrim onio. Esse trabalho apresenta uma revisao do estado atual da obtençao de imagens 3D no campo do patrim onio cultural, dos métodos de duplicaç ao física, dos diferentes sistemas usados nas aplicaç oes em patrim onios, dos critérios para escolher um sistema e das técnicas usadas para trabalhar com os dados. Também se tentou identificar aqueles objetos que nao sao pasaíveis de se adaptarem ao escaneamento 3D. A intençao do autor é fornecer orientaç ao para os profissionais de patrim onio que estejam interessados em usar contratos de serviços de escaneamento ou que estejam pensando em adquirir equipamento.

The recent proliferation of commercial three-dimensional digital scanning devices has made 3D scanning, and virtual and physical replication, a practical reality in the field of heritage preservation. 3D scanning produces a high-precision digital reference document that records condition, provides a virtual model for replication, and makes possible easy mass distribution of digital data. In addition to research, documentation, and replication, 3D data of artifacts are increasingly being used for museum collections storage and packing designs. The cost and complexity of 3D imaging technologies have made 3D scanning impractical for many heritage institutions in the past, but this is changing, as an increasing number of commercial systems are being tailored and marketed for heritage applications. This paper presents a review of the current state of 3D imaging in the cultural heritage field, methods of physical replication, the different systems used in heritage applications, criteria for choosing a system, and the techniques used for working with the data. Attention is given to identifying those objects that are not likely to be suited for 3D scanning.

TITRE—Techniques de balayage et de reproduction en trois dimensions pour applications muśeales et culturelles

RÉSUMÉE—La Récente prolifération sur le marché de méthodes électroniques de balayage en trois dimensions (3D) a fait en sorte que le balayage et la reproduction, soit physique ou virtuelle, sont maintenant applicables de façon pratique dans le domaine de la préservation du patrimoine culturel. Le balayage en 3D produit des donées électroniques de référence de haute précision qui peuvent documenter l'´etat de l'objet et permettre de produire un modèle virtuel à fin de reproduction. La saisie de donées sous mode électronique (digital) permet aussi de les diffuser facilement et à grande échelle. En plus de faciliter la recherche, la documentation et la reproduction des objets, la documentation en 3D des objets sert de plus en plus à aéliorer le design des systèmes d'entreposage des collections muséales et celui des caisses de transport. Auparavant les technologies d'imagerie en 3D étaient trop co uteuses et complexes pour beaucoup d'institutions muséales, mais ceci n'est plus le cas présentement, alors que de plus en plus de systèmes commerciaux d'imagerie en 3D sont dévelopés spécialement pour des applications muséales ou culturelles. Cet article présente une revue de l'imagerie en 3D couramment appliquée dans le domaine du patrimoine culturel, des méthodes de reproduction physique qui existent, des divers systèmes utiliés dans le domaine patrimonial, ainsi que les critères de sélection pour de tels systèmes et les techniques qui sont utiliées pour manipuler les données. Les types d'objets qui ne sont pas typiquement de bons candidats pour le balayage électronique en 3D sont identifíes.

TITULO—Escaneo en 3D y replicación para museos y su utilización en patrimonio cultural

RESUMEN—La reciente proliferación de dispositivos comerciales de escaneo tridimensional (3D) ha hecho que el escaneo en 3D y la replicación virtual y física sean una realidad práctica en el campo de la preservación del patrimonio. El escaneo en 3D produce un documento de referencia digital de alta precisión que registra la condici ón, produce un modelo virtual para replicar y hace posible la fácil distribuci ón en masa de los datos digitales. Adicionalmente a la investigación, documentación, y replicación, los datos en 3D de los artefactos están siendo utilizados cada vez con más frecuencia para dise nar el almacenamiento y empaque de las colecciones de museos. El costo y complejidad de las tecnologías de imagen en 3D ha hecho que el escaneo en 3D no haya sido prático en el pasado para muchas instituciones de patrimonio, pero esto está cambiando a medida que un mayor número de sistemas comerciales estáan siendo disenados y mercadeados a la medida para aplicaciones de patrimonio. Este artículo presenta una revisi ón del estado actual de la creaci ón de imágenes en 3D en el campo del patrimonio cultural, los métodos de replicación física, los diferentes sistemas utilizados en aplicaciones patrimoniales, los criterios para seleccionar un sistema y las técnicas utilizadas para trabajar con los datos. Tambíen se menciona la identificación de aquellos objetos que muy probablemente no se prestan para escaneo en 3D.