Một hiện vật có thể được số hoá thành mô hình 3D chỉ bằng máy ảnh hoặc điện thoại, bằng cách chụp rất nhiều ảnh chồng lấn quanh vật rồi để phần mềm tính ra hình khối. Kỹ thuật này gọi là đo ảnh, tiếng Anh là photogrammetry. Nó hợp nhất với vật có bề mặt mờ, nhiều chi tiết như gốm men rạn, tượng gỗ, đồ đá; khó với vật bóng loáng, trong suốt hoặc quá tối.
Mô hình 3D cho phép người xem xoay vật, nhìn đáy, nhìn vết chạm mà ảnh phẳng không cho thấy, và lưu lại hình dạng vật trước khi nó bị hư hại thêm. Bài này viết cho nhà truyền thống, bảo tàng nhỏ và câu lạc bộ di sản muốn thử làm, kèm một ranh giới: các công cụ AI làm mượt, tự lấp chỗ thiếu có thể biến mô hình thành một bản "đẹp hơn thật".
Nguyên lý của dựng hình từ ảnh
Khi bạn chụp cùng một điểm trên hiện vật từ nhiều vị trí khác nhau, phần mềm tìm những điểm giống nhau giữa các ảnh, rồi tính ngược ra vị trí máy ảnh lúc chụp và vị trí điểm đó trong không gian. Lặp lại với hàng chục nghìn điểm, nó có được một đám mây điểm, sau đó nối thành bề mặt và phủ màu lấy từ ảnh.
Từ nguyên lý đó suy ra những điều cần nhớ. Mỗi điểm trên vật phải xuất hiện trong nhiều ảnh, nên ảnh liền kề cần chồng lấn nhau nhiều, thường được khuyên ở mức hai phần ba trở lên. Bề mặt phải có chi tiết để máy nhận ra điểm giống nhau, nên vật trơn một màu khó dựng. Ánh sáng phải đều và không đổi giữa các ảnh, vì bóng đổ di chuyển sẽ làm máy hiểu sai hình khối.
Vật bóng loáng như đồ đồng mới đánh, men sứ bóng, và vật trong suốt như thuỷ tinh gây khó vì ánh phản chiếu thay đổi theo góc chụp. Với những vật này, các nhóm chuyên môn thường dùng ánh sáng khuếch tán, kính phân cực, hoặc chấp nhận chỉ chụp ảnh phẳng kỹ thay vì dựng 3D.
Một điểm hay bị quên: mô hình dựng từ ảnh không tự biết kích thước thật. Nếu không có vật mốc hay thước đo trong ảnh, phần mềm chỉ cho ra hình khối đúng tỷ lệ giữa các phần, còn chiếc bình cao bao nhiêu thì không ai biết. Với tư liệu di sản, số đo thật là thông tin cơ bản, nên luôn đặt thước hoặc đo tay rồi ghi vào phiếu.
Hiện vật nào hợp, hiện vật nào khó
Trước khi chọn vật làm thử, hãy xem bảng dưới. Bắt đầu bằng vật dễ giúp nhóm học quy trình mà không nản.
| Loại hiện vật | Mức độ | Ghi chú khi chụp |
|---|---|---|
| Gốm mộc, gốm men rạn, sành | Dễ | Bề mặt nhiều chi tiết, chú ý phần miệng và đáy |
| Tượng gỗ, đồ gỗ chạm | Dễ đến vừa | Chỗ khoét sâu cần chụp thêm góc nghiêng |
| Đồ đá, bia nhỏ, cối đá | Dễ | Vật nặng, chụp tại chỗ, đi vòng quanh thay vì xoay vật |
| Đồ đồng có lớp gỉ | Vừa | Gỉ tạo chi tiết tốt; phần đánh bóng thì khó |
| Đồ sứ men bóng, đồ sơn mài | Khó | Cần ánh sáng khuếch tán rất đều, tránh đèn trực tiếp |
| Vải, thổ cẩm, giấy | Không nên | Gần như phẳng và mềm, ảnh chụp thẳng góc phù hợp hơn |
| Thuỷ tinh, đồ trong suốt | Rất khó | Thường bỏ qua 3D, chụp ảnh phẳng nhiều góc |
Nguyên tắc an toàn đứng trên mọi nguyên tắc kỹ thuật: không xoay, không di chuyển hiện vật dễ vỡ hoặc đã yếu chỉ để có bộ ảnh đẹp hơn. Với vật như vậy, người chụp di chuyển quanh vật, còn vật nằm yên ở chỗ an toàn.
Quy trình chụp một hiện vật
Với một chiếc bình gốm cỡ vừa, quy trình gợi ý như sau. Đây là khung chung; số ảnh cụ thể tuỳ kích thước và độ phức tạp của vật.
- Đặt vật trên nền trơn, không bóng, ở nơi ánh sáng đều; tránh nắng chiếu trực tiếp. Ngày nhiều mây ngoài trời có bóng râm thường cho ánh sáng tốt.
- Đặt một thước đo nhỏ hoặc vật mốc đã biết kích thước cạnh hiện vật, để mô hình sau này có tỷ lệ thật.
- Chụp vòng thứ nhất ngang thân vật, mỗi lần dịch một góc nhỏ để các ảnh liền kề chồng lấn nhiều.
- Chụp vòng thứ hai từ trên cao chếch xuống, vòng thứ ba từ thấp chếch lên.
- Chụp thêm những chỗ khuất: lòng miệng bình, khe chạm sâu, phần quai.
- Nếu vật lật được an toàn, chụp phần đáy riêng; nếu không, ghi chú rằng đáy chưa được số hoá.
- Giữ nguyên cài đặt máy suốt buổi: không đổi tiêu cự, khẩu độ, cân bằng trắng giữa chừng.
- Kiểm ngay tại chỗ: ảnh có nét không, có ảnh nào bị rung không. Chụp bù khi vật còn đó dễ hơn nhiều so với hẹn lại buổi khác.
Sau buổi chụp, sao lưu toàn bộ ảnh gốc trước khi đưa vào phần mềm. Ảnh gốc là tư liệu, mô hình là sản phẩm tính toán từ đó; phần mềm tốt hơn sau này có thể dựng lại từ cùng bộ ảnh.
Những lỗi hay gặp ở mô hình đầu tiên
Mô hình bị thủng ở miệng hoặc đáy. Nguyên nhân thường là thiếu ảnh ở góc cao và góc thấp. Lần sau, chụp thêm hai vòng chếch lên, chếch xuống, và chụp riêng lòng miệng với nhiều ảnh gần nhau hơn.
Bề mặt lổn nhổn như vỏ cam. Thường do ảnh hơi nhoè vì rung tay hoặc thiếu sáng. Dùng chân máy, hẹn giờ bấm, tăng ánh sáng thay vì tăng độ nhạy sáng của máy, vì nhiễu hạt cũng làm phần mềm nhận nhầm điểm.
Nền dính vào vật. Khi nền có hoa văn hoặc nếp gấp, phần mềm coi nền là một phần của vật. Dùng nền trơn một màu tương phản với hiện vật, hoặc cắt bỏ phần nền trong bước dọn mô hình.
Hai nửa vật lệch nhau. Xảy ra khi vật bị xê dịch giữa các vòng chụp, ví dụ lúc lật để chụp đáy. Nếu phải lật, hãy xử lý hai lần chụp như hai bộ ảnh riêng rồi ghép bằng các điểm mốc, hoặc chấp nhận không có đáy.
Màu loang theo từng mảng. Do ánh sáng thay đổi trong buổi chụp, như mây che rồi lại nắng. Chụp nhanh gọn trong cùng điều kiện, hoặc chuyển vào trong nhà với đèn ổn định.
AI trong số hoá 3D: hữu ích và nguy cơ
Tách nền tự động. Nhiều công cụ dùng AI để khoanh vật khỏi nền trong từng ảnh, giảm nhiễu khi dựng. Đây là phần hỗ trợ ít rủi ro, vì nó không thay đổi hình khối của vật.
Làm mượt và lấp lỗ. Khi mô hình có chỗ thủng do thiếu ảnh, phần mềm có thể tự lấp. Phần lấp đó là suy đoán. Với mô hình để trưng bày, có thể chấp nhận nhưng phải ghi chú; với mô hình tư liệu, nên giữ bản chưa lấp để người sau biết chỗ nào là dữ liệu thật.
Dựng 3D từ một vài ảnh. Có những công cụ tạo khối 3D chỉ từ một hai tấm ảnh. Kết quả có thể trông thuyết phục, nhưng phần mặt sau và chi tiết khuất hoàn toàn do máy tưởng tượng. Không dùng loại này để làm tư liệu hiện vật.
Phục dựng phần vỡ. Dùng AI đề xuất hình dáng phần bị vỡ của một chiếc bình có thể giúp hình dung, nhưng đó là giả thuyết, cần ghi rõ và tách riêng khỏi mô hình hiện trạng. Phục dựng hiện vật thật là việc của người làm bảo tồn có chuyên môn.
Soạn mô tả đi kèm. AI giúp viết lại phiếu thông tin thành đoạn mô tả dễ đọc cho người xem mô hình, với điều kiện chỉ dùng dữ liệu đã có trên phiếu, không tự thêm niên đại hay nguồn gốc.
Ghi thông tin và đặt tên để mô hình còn dùng được
Một mô hình 3D không kèm thông tin chỉ là một hình khối đẹp. Mỗi mô hình nên đi kèm phiếu ghi: mã hiện vật, tên gọi, kích thước đo thật, chất liệu, nơi lưu giữ, ngày chụp, người chụp, số ảnh đã dùng, phần mềm và cài đặt chính, những phần chưa số hoá được như đáy hay lòng trong, và những chỗ phần mềm đã tự lấp. Phiếu này có thể theo cùng mẫu phiếu bạn đã dùng khi số hoá hiện vật bằng ảnh phẳng.
Đặt tên tệp theo mã hiện vật, không theo tên tự động của phần mềm. Lưu ba lớp: thư mục ảnh gốc, tệp dự án của phần mềm, và mô hình xuất ra ở định dạng phổ biến, mở được bằng nhiều phần mềm khác nhau. Nên xuất thêm một bản nhẹ để xem trên điện thoại, nhưng không xoá bản đầy đủ.
Nếu có thông tin đưa vào công cụ trực tuyến để xử lý, như ảnh của hiện vật thuộc sở hữu tư nhân hoặc hiện vật chưa công bố, hãy kiểm điều khoản lưu dữ liệu của dịch vụ và hỏi ý chủ sở hữu trước. Không phải hiện vật nào cũng nên được công khai hình dáng chi tiết, nhất là đồ quý dễ bị nhắm tới.
Dùng mô hình 3D vào việc gì
Có mô hình rồi, đây là những cách dùng phổ biến và có ích cho di sản địa phương:
- Trưng bày trực tuyến: người xem xoay vật, phóng to vết chạm, xem phần đáy mà tủ kính không cho thấy.
- Giáo dục: học sinh so sánh hình dáng gốm các thời kỳ, đếm hoa văn, tự vẽ lại theo mô hình.
- Theo dõi hiện trạng: so mô hình hai lần chụp cách nhau vài năm để thấy vết nứt có lan rộng không.
- Hỗ trợ người làm bảo tồn: có số đo và hình khối khi lập phương án bảo quản.
- Làm bản sao để sờ chạm: in 3D bản sao cho người khiếm thị hoặc cho trẻ em cầm xem, trong khi bản gốc ở yên trong tủ.
- Lưu phòng rủi ro: nếu hiện vật bị mất hoặc hư hỏng, mô hình là bằng chứng về hình dáng ban đầu.
Với bản sao in 3D, nên ghi rõ đó là bản sao, và hỏi ý đơn vị sở hữu hiện vật trước khi phát hành rộng. Hình dáng hiện vật của bảo tàng hay của dòng họ không phải thứ ai cũng được tự do nhân bản.
Câu hỏi thường gặp
Chụp bằng điện thoại có dựng được mô hình 3D không?
Được, với vật có bề mặt nhiều chi tiết và ánh sáng tốt. Điều quan trọng hơn loại máy là số ảnh đủ nhiều, chồng lấn đủ và không bị rung. Nhiều nhóm bắt đầu bằng điện thoại rồi mới đầu tư thêm thiết bị khi đã nắm quy trình.
Một hiện vật cần chụp bao nhiêu ảnh?
Tuỳ kích thước và độ phức tạp. Vật nhỏ, hình đơn giản có thể cần vài chục ảnh; tượng chạm nhiều chi tiết có thể cần vài trăm. Cách chắc nhất là chụp dư rồi để phần mềm loại bớt, hơn là chụp thiếu rồi phải hẹn lại.
Có nên dùng máy quét 3D chuyên dụng thay cho chụp ảnh không?
Máy quét cho độ chính xác hình khối cao hơn với một số loại vật, nhưng cần thiết bị và người được đào tạo. Với bảo tàng nhỏ và nhà truyền thống, dựng hình từ ảnh là bước khởi đầu hợp lý; khi có hợp tác với đơn vị chuyên môn, có thể dùng máy quét cho hiện vật quan trọng.
Mô hình 3D có màu sai so với hiện vật thì sửa thế nào?
Màu sai thường do ánh sáng lệch hoặc cân bằng trắng tự động thay đổi giữa các ảnh. Đặt một thẻ màu chuẩn trong vài ảnh đầu để hiệu chỉnh, và khóa cân bằng trắng khi chụp. Tránh chỉnh màu bằng mắt cho đẹp, vì như vậy mô hình không còn phản ánh hiện vật thật.
Ai giữ quyền đối với mô hình 3D của một hiện vật?
Hiện vật thuộc về đơn vị hoặc người sở hữu, còn mô hình là sản phẩm của người thực hiện số hoá. Vì vậy cần thoả thuận bằng văn bản trước khi làm: ai giữ tệp gốc, ai được công bố, được dùng vào mục đích gì. Các trường hợp cụ thể nên hỏi người am hiểu pháp luật về sở hữu trí tuệ.