Resumen en Español

PaleoView3D: desde el espécimen al Modelo Digital “Online”

Nicholas E. Smith y Suzanne G. Strait

Los recientes avances en la adquisición de datos en 3D, y la habilidad para digitalizar las colecciones de los museos han revolucionado la forma en la que se puede acceder y visualizar los especimenes paleontológicos. Instrumentos como los escáneres CT de alta resolución y los escáneres láser 3D han simplificado el proceso de digitalización, pavimentando el camino para los museos online 3D.

Los objetivos de este estudio fueron dobles. Primero, automatizar, estandarizar y documentar las técnicas láser de escaneado/modelado usadas para generar modelos para una base de datos, PaleoView3D. Segundo, usando PaleoView3D como caso de estudio, ilustrar la necesidad para otros sitios web de incluir estudios de error detallados, protocolos de modelado y metadatos asociados para facilitar el uso comparativo de datos morfológicos online.

La automatización y estandarización se lograron mediante la tinción de los especimenes con clorito de amonio, desarrollando con ello una plataforma multiescáner de 9 especímenes, e implementando una macro con tiempo combinado de modelado reducido en un 60%. Se desarrolló un extenso estudio del error para comprobar la precisión de esta técnica usando controles de dimensiones conocidas. El proceso resultó muy preciso en las 3 dimensiones, con porcentaje de error de : 1D = 0,4%; 2D = 0,05%; 3D = 1,74%. Debido a que muchos de los especimenes digitalizados eran moldes, se desarrolló también un estudio del error moldeado/replicado. La primera y segunda generación de moldes (p.e.: un molde de un molde) se desviaban del espécimen original un máximo de ± 0.074 mm y, como se esperaba, la variación se incrementaba ligeramente en cada nueva generación. Estandarizando y documentando la metodología y precisión de esta técnica, los investigadores puedan tomar una decisión informada sobre cómo usar modelos de PaleoView3D.

PALABRAS CLAVE: escáner láser; modelos 3D; Paleoview3D.org; mamíferos fósiles; Paleoceno; Eoceno

Translator: Manuel Salesa

Résumé en Français

PaleoView3D: du spécimen au modèle digital en ligne

Nicholas E. Smith et Suzanne G. Strait

Les avancées technologiques récentes dans le domaine de l’acquisition de données 3D et la capacité à digitaliser les collections de musées ont révolutionné les possibilités d’accès et de visualisation des spécimens paléontologiques. Des instruments comme les scanners tomographiques haute-résolution et les scanners laser 3D ont simplifié le processus de digitalisation, ouvrant la voie aux musées 3D en ligne. L’objectif de cette étude est double. Tout d’abord, il est d’automatiser, de standardiser, et de documenter la technique de scannage/modélisation laser utilisée pour générer des modèles pour une telle base de données, PaleoView3D. Dans un deuxième temps, en utilisant PaleoView 3D comme étude de cas, il est d’illustrer la nécessité pour d’autres sites internet d’inclure les études d’erreurs détaillées, les protocoles de modélisation, et les meta-données associées pour faciliter l’utilisation comparative de données morphologiques mises en ligne.

L’automatisation et la standardisation ont été obtenues en enduisant les spécimens avec du chlorure d’ammonium, en construisant une plateforme multiscan de 9 spécimens, et en implémentant une macro d’auto-surfaçage qui réduit le temps de modélisation de 60%. Une importante étude d’erreurs a été réalisée pour tester la précision de cette technique en utilisant les contrôles de dimensions connues. Le processus est très précis dans les trois dimensions avec des pourcentages d’erreurs de 1D = 0.4%; 2D = 0.05%; 3D = 1.74%. Une étude d’erreur sur le moulage a été réalisée car de nombreux spécimens digitalisés étaient des moulages. Les moulages de première et deuxième génération (i.e., « moulage de moulage ») dévient des spécimens d’origine d’un maximum de ± 0.074 mm et comme attendu, la variabilité grandit légèrement avec les générations suivantes. En standardisant et documentant la méthodologie et la précision de cette technique, les chercheurs peuvent prendre une décision motivée concernant l’utilisation des modèles de PaleoView3D.

Mots-clefs : scannage laser ; modèles 3D ; PaleoView3D.org ; mammifères fossiles ; Paléocène ; Eocène

Translator: Loïc Costeur

Deutsche Zusammenfassung

PaleoView3D: vom Stück zum digitalen Model im Internet

Nicholas E. Smith und Suzanne G. Strait

Neue technologische Fortschritte in der dreidimensionalen Datenerfassung und die Fähigkeit, Museums Sammlungen zu digitalisieren, haben die Art und Weise der Visualisierung und Verfügbarkeit von paläontologischen Stücken revolutioniert. Geräte wie hochauflösende CT-Scanner und 3D Laserscanner haben den Digitalisierungs-Vorgang vereinfacht, und den Weg für 3D Museen im Internet freigemacht. Diese Untersuchung hatte zwei Ziele. Erstens die Techniken des Laserscans und der Modellierung, die zum Erstellen einer Vorlage einer solchen Datenbanken benutzt wurden, zu automatisieren, standardisieren und zu dokumentieren. Zweitens wurde PalaeoView3D als Testfall benutzt, um die Notwendigkeit dar zu stellen, daß andere Webseiten detaillierte Fehler-Studien, Modell-Protokolle und dazugehörigen Metadaten berücksichtigen müssen, um die Vergleichsmöglichkeiten von Online morphologischen Daten zu vereinfachen.

Automatisierung und Standarisierung wurden durch das Überziehen der Stücke mit Ammonium-Chlorid, der Erstellung einer Multiscan-Plattform mit neun Stücken und der Einführung eines Makros zur automatischen Oberflächendarstellung erreicht, was zusammen die Modellierungszeit um 60% reduzierte. Eine ausführliche Fehlerstudie wurde durchgeführt, um die Genauigkeit dieser Technik zu testen, wobei Kontroll-Stücke mit bekannten Dimensionen benutzt wurden. Der Vorgang war in allen drei Dimensionen sehr genau, mit prozentualen Fehlern von: 1D = 0.4%; 2D = 0.05%; 3D = 1.74%. Da viele der digitalisierten Stücke Abgüsse waren, wurde auch eine Form/Guß Fehlerstudie durchgeführt. Abgüsse in erster und zweiter Generation (d. h. Abguß eine Abgusses) wichen vom Original mit einem Maximum von ± 0.074mm ab, und die Abweichung erhöhte sich in den darauffolgenden Generationen, wie zu erwarten, etwas. Basierend auf dieser Standarisierung und Dokumentation der Methode und Genauigkeit dieser Technik können Wissenschaftler fundierte Entscheidungen treffen, wie PaleoView3D Modelle einzusetzen sind.

SCHLÜSSELWÖRTER: Laser scanning; 3D Modelle; Paleoview3D.org; fossile Säugetiere; Paläozän; Eozän

Translator: Franziska Großmann

Translator: Iyad S. Zalmout, University of Michigan Museum of Paleontology, USA  and Mohamed S.M. Antar, Wadi Al-Hitan, Egypt.

Polski Abstrakt

PaleoView3D: OD OKAZU DO DOSTĘPNEGO W SIECI CYFROWEGO MODELU

Nicholas E. Smith & Suzanne G. Strait

Ostatnie postępy w dziedzinie zbierania danych 3D i zdolności do przenoszenia okazów z kolekcji muzealnych do formatów cyfrowych zrewolucjonizowały sposób w jaki możemy wizualizować i mieć dostęp do okazów paleontologicznych. Urządzenia takie jak skaner tomografii komputerowej wysokiej rozdzielczości oraz skaner 3D uprościły proces przenoszenia danych do formatu cyfrowego, torując drogę do trójwymiarowych muzeów internetowych.

Cele tej pracy były dwojakie. Po pierwsze, zautomatyzowanie, standaryzowanie i udokumentowanie metodyki laserowego skanowania/modelowania użytej przy generowaniu modeli dla bazy danych PaleoView3D. Po drugie, użycie paleoView3D jako testowej bazy danych mającej zilustrować potrzebę włączania szczegółowych badań błędów, protokołów modelowania oraz stowarzyszonych metadanych do innych stron internetowych celem ułatwienia porównawczego wykorzystania dostępnych przez internet danych morfologicznych.

Automatyzacja i standaryzacja zostały osiągnięte przez pokrycie okazów chlorkiem amonu, zbudowanie platformy do jednoczesnego skanowania dziewięciu okazów oraz wbudowanie samopoziomującego makro, które zredukowały czas modelowania o 60%. Rozległe badania błędów zostały przeprowadzone w celu przetestowania dokładności stosowanej techniki przy użyciu czujników znanych wymiarów. Proces był wysoce dokładny we wszystkich trzech wymiarach z procentem błędu: 1D=0,4%; 2D=0,05%; 3D=1,74%. Ponieważ wiele z okazów, które zostały przeniesione do formatu cyfrowego było odlewami, badanie błędów podczas robienia form i odlewania zostało również przeprowadzone. Odlewy pierwszej i drugiej generacji („odlewy odlewów”) różniły się od oryginalnych okazów o ± 0.074mm i, jak oczekiwano, różnice zwiększały się nieznacznie przy następnych generacjach. Dzięki standaryzacji i dokumentacji metodologii oraz dokładności tej techniki badacz może podejmować świadome decyzje dotyczące użytkowania modeli z bazy PaleoView3D.

SŁOWA KLUCZOWE: skanowanie laserowe, modele 3D, PaleoView3D.org, wymarłe ssaki, paleocen, eocen

Translators: Dawid Mazurek and Robert Bronowicz