Sgraffito in 3D [artistiek concept]

"Alle aardewerk is een kopie. De vraag is waar de kopie voor staat; met welk aspect van het origineel het wil wedijveren."

Dit zijn de woorden van de Japanse kok en pottenbakker Kitaoji Rosanjin (1883-1959). In het pre-industriële tijdperk werden historische reproducties van functioneel aardewerk al massa-geproduceerd. Rosanjin wees op een centraal facet in het ontwerp van keramiek: historische objecten waren altijd al het model en referentiepunt voor hedendaags keramiek en zullen dit ook altijd blijven zijn.

Vandaag is kopiëren gemakkelijker dan ooit tevoren dankzij de digitalisatie van informatie. In de nabije toekomst is een persoonlijke 3D-printer, waarmee we prints zullen maken van 3D-objecten die we hebben gedownload van het internet, goed betaalbaar. Wij zullen onze huizen verfraaien met 3D-prints en ze inzetten om kapotte onderdelen te vervangen. Virtual Reality brillen (head-mounted displays) worden zowel lichtgewicht als breedbeeld. Beeldverwerkingstechnologie wordt sneller en goedkoper. Ontwerpers, kunstenaars en reklamemakers zullen onze fysische werkelijkheid verrijken met een extra audiovisuele informatielaag. Deze mix van taktiele/fysieke realiteit en real time simulatie wordt onderdeel van ons dagelijks leven.

De menselijke interactie met de fysieke realiteit wordt reeds beïnvloed door het massale gebruik van computers. Technologie –ingebed in alledaagse objecten- is een taal van de cultuur. Het heeft een verhalend potentiëel. Afgeleid van het Griekse woord ‘techné’, staat het niet enkel voor de activiteit en vaardigheden van de ambachtsman, maar tevens voor de kunde van de geest (wetenschap) en de kunsten. De cut-copy-paste computer-allegorie voor het menselijke waarnemen, denken en handelen vormt de basis van de tentoonstelling ‘Sgraffito in 3D’. Het proces van scannen, archiveren en printen in 3D werd geïllustreerd met een collectie installaties. De bezoeker kon door het proces wandelen en een interactie aangaan met de producten van ieder van haar componenten. Het pre-industriële cultureel erfgoed wordt geïnterpreteerd met post-industriële technologie en is digitaal toegankelijk gemaakt online.

In ‘Sgraffito in 3D’ fusiëren kunst, technologie en wetenschap zich tot een integrale installatie (gesamtkunstwerk). Om de invloed te ontdekken van (re)productie-technieken op de socio-politieke staat van het kunstwerk werd een pragmatisch onderzoek uitgevoerd in ieder afzonderlijk domein – de universitaire wereld, de kunstwereld en de industriële wereld – die elkaar snijden in deze artistieke interventie.
Foto: Joachim Rotteveel

Collectie

Sgraffito is de verzamelnaam voor roodbakken keramiek waar in een bovenlaag van witte kleislip patronen zijn gekrast toen deze nog vochtig was. Deze eeuwenoude decoratietechniek werd geïntroduceerd in West-Europa via de weg van Persië en het Byzantijnse Rijk. In de 15de en 16de eeuw pasten Nederlandse pottenbakkers deze tekeningen in klei toe op allerdaags aardewerk.

De sgraffito-collectie van Museum Boijmans Van Beuningen dateert uit de periode 1450-1550. De Nederlandse borden, kommen en kookpotten zijn deel van de Van Beuningen-De Vriese collectie. Kunst-historisch onderzoek van de collectie van Museum Boijmans Van Beuningen werd uitgevoerd door conservator historische vormgeving Drs. Alexandra Gaba-van Dongen, Dr. Joanita Vroom en kunstgeschiedenisstudenten Femke Speelberg en Jacoline Zilverschoon. Hun schrijfwerk is te vinden in het onderdeel onderzoek.

De futuristische uitstraling van de brutalistische betonnen architectuur in het museum, de hoge glazen puien en het geroeste stalen kunstwerk van Richard Serra, vormden de basis voor het integrale ontwerp van de tentoonstelling. De collectie werd opgesteld in een halve cirkel zodat het zou communiceren met het scheepsstalen kunstwerk waardoor de bezoekers binnentraden. De collectie werd tentoongesteld op glazen vitrine-plateau’s en was bereikbaar van alle kanten waardoor een maximum in transparantie werd gerealiseerd. De collectie is tevens digitaal gefotografeerd en beschikbaar gemaakt online in het collectie-gedeelte van deze site.

Technische en ruimtelijke specificaties:
De collectie bestaat uit ongeveer 100 sgraffito-objecten van 5 tot 50 centimeter in grootte. De hahn-vitrines zijn eigendom van het Museum Boijmans Van Beuningen.
Foto: Marco de Groot

Computed Tomography [CT-Scan]

Tweeëntwintig objecten van de sgraffito-aardewerk-collectie werden gescand met een CT-scanner bij het Erasmus Medisch Centrum in Rotterdam. De CT-scan-video is een artistieke interpretatie van het proces, gemaakt met behulp van medische visualisatie-software. Het originele breuklijnen waarlangs de sgraffito-objecten ooit braken en werden gerestaureerd zijn duidelijk zichtbaar in de CT-scan.

Computed Tomography (CT) gebruikt röntgenstralen. De absorptie van fotonen door het aardewerk is van alle kanten gemeten. Verschillende materialen (zoals gips, glazuur, keramiek) hebben ook verschillende absorptiewaarden. Deze metingen worden omgezet tot honderden digitale plakjes van ongeveer een halve millimeter dik, waarvan de computer een driedimensionale weergave maakt in voxels. De verschillende materialen worden zichtbaar als grijswaarden. De CT-scanning techniek wordt gewoonlijk toegepast om het menselijk lichaam door te lichten, maar kan ook belangrijk zijn in kunsthistorisch en archeologisch onderzoek. De virtuele reconstructie van het ‘originele’ object kan zo zeer nauwkeurig worden bestudeerd op bijvoorbeeld ontwerp (typologie), decoratietechniek en tekenen van gebruik of schade.

Technische en ruimtelijke specificaties:
1 beamer (min. lumen 5500) + DVD player.
Video-still: Joachim Rotteveel
Materiaal: Video
Software: Osirix, Inspace, Aftereffects, Final Cut, Cinema 4D
Hardware: Siemens Dual core CT-scanner

Protagonist - Antagonist

Zeven protagonisten uit de collectie zijn gekopiëerd middels het proces van 3D-scannen en 3D-printen. Deze klonen, de antagonisten, werden voor de archeologische objecten geplaatst. In een breuk met traditite konden de bezoekers de objecten in de handen nemen en met hun vingers de sporen, getekend een half millennium geleden, volgen tijdens het kijken door het glas van de vitrines naar het echte, onaantastbare object. De in 3D geprinte kloon medieert het archeologische object langs de weg van taktiele feedback. Alle 14 objecten staan op sokkels met ingebouwde pulserende lichten, die de objecten van de onderkant oplichten. Wanneer licht zich een weg baant door de nylon replica’s wordt de iconografie van de sgraffito-gravure zichtbaar.

De scans van de CT-scan – de voormalige stap in het proces – zijn met medische visualisatie software omgezet tot 3D puntenwolken met een zeer hoge dichtheid. Via het proces van polygon-reductie en (handmatige) ‘reverse engineering’ werden de hoge resolutie 3D-objecten geschikt gemaakt voor het 3D-printen. De antagonisten werden geprint met een Selective Laser Sintering (SLS) 3D-printer bij het Rapid Manufacturing Demo Center van TNO Science en Industry in Eindhoven. Deze SLS (nylon) prints zijn zeer sterk en duurzaam en kunnen zelfs in de afwasmachine!

Technische en ruimtelijke specificaties:
14 lichtsokkels incl. Licht, 7 glazen vitrines diameter min. 90 centimeter, 2 gescheiden elektriciteitsgroepen, XLR kabels, DMX programmeerbare pocket recorder, elektriciteitskabels, 14 pinspots – plafond.

Totale installatie: ongeveer 8m x 2m x 2.5m
Lichtsokkels met kloon: 0.5m x 0.5m x 0.9m
Vitrine met lichtsokkel en origineel object: 0.9m x 0.9m x 2.5m
Foto: Marco de Groot
Materiaal: SLS nylon, glas, ijzer, acrylaat, RGB LED’s
Software: Osirix, Inspace, Cinema 4D
Hardware: DMX programmeerbare pocket recorder

3D Archive [+ website]

Deze installatie is het resultaat van onderzoek naar hoe een 3D-archief van gedigitaliseerd cultureel erfgoed eruit zou kunnen zijn.

Het design van het 3D-archief is gebaseerd op het soort put/afgraving waarin archeologische ontdekkingen worden gedaan. Bezoekers van het archief kunnen leunen op de balustrade en socializen tijdens het kijken in de diepte van de bron waaruit de sgraffito-objecten kunnen worden opgeroepen. Ieder van de zeven protagonisten heeft een eigen knop op de interface en kan van alle kanten worden bekeken door een verlichte trackball te bedienen. Ook zijn er knoppen om het object in scherven te doen laten breken (deconstructie) en hem heel te maken (reconstructie). Een laatste knop laat de iconografische referenties in beeld in de put opdoemen, met andere woorden schilderijen en prenten uit de collectie van het museum met een relatie tot het object. Een basisversie van dit interactieve archief is te vinden op de project-website.

De website is in feite een extensie van de 3D-archief installatie. Ieder sgraffito object is digitaal gefotografeerd (voorzijde, bovenzijde, perspectief), hun iconografie was gecategoriseerd en plaats van productie, opgraving was toegevoegd. Aldus is de collectie beschikbaar gemaakt voor onderzoekers en geïnteresseerden. Bovendien kunnen de 3D-objecten worden gedownload voor privé-gebruik. Een onderzoeker zou het archeologische object kunnen uitprinten in 3D en ter referentie op zijn bureau kunnen zetten en een ander zou het printen om het ter decoratie in huis te zetten.

Om het virtuele aardewerk hanteerbaar te maken binnen een 3D-engine moesten de hoge resolutie modellen, die resulteerden in de protagonisten/antagonisten-installatie, worden omgezet tot ‘low-polygon’ modellen. Deze veelvlak-modellen zijn vervolgens in delen geknipt op de breuklijnen van het gerestaureerde aardewerk. De interactie van de elektronica met de Unity3D 3D-engine werd geprogrammeerd in Wiring. De interactie met het virtuele aardewerk werd geprogrammeerd in Unity3D en Mono. Een vereenvoudigde versie is op het web geplaatst.

Technische en ruimtelijke specificaties:
3D Archief: 1 computer met een grafische kaart die geschikt is voor gaming, 1 beamer (min 6500 lumen) geschikt voor een directe projectie op de vloer (andere mogelijkheid: beamer + oppervlaktespiegel)
3D-Archief diameter: ±3m
3D-Archive hoogte: 0.9m -> minimumhoogte plafond 4 m

Website:
Computer met de Opera web-browser (kiosk-modus), LCD-scherm, Ethernet-verbinding.
Foto: Joachim Rotteveel
Materiaal: Ijzerwerk, rond projectiescherm, spiegel, liftknoppen, verf
Software: Cinema 4D, Unity 3D, Wiring
Hardware: Beamer, custom-made elektronica, USB-hubs

Augmented Reality [AR]

Augmented Reality (AR) is een technologie die het je mogelijk maakt om virtuele objecten visueel over de reële wereld te doen overlappen. Bij de installaties 'Reconstruction Lab' en het '3D Pop-Up Book' bepaalt een webcam de positie van de virtuele objecten in de realiteit door visuele markerherkenning (vergelijkbaar met de 2D-barcode scan). Voor deze installaties werkte Joachim Rotteveel Samen met het AR+RFID Lab aan de Koninklijke Academie voor beeldende Kunsten in Den Haag.

Er werd voor Desktop-AR gekozen voor beiden installaties omdat de stabiliteit van een dergelijk systeem hem zeer geschikt maakt voor de context van een museum met haar eis van minimale onderhoud. Nochtans werd er gedurende de opening van ‘Sgaffito in 3D’ een performance uitgevoerd met mobiele AR-backpacks, ontwikkeld door TU-Delft, waarmee de bezoekers een tafel konden dekken met virtueel aardewerk.
Foto: Kiran Coleman

3D Pop-Up Boek

Het 3D Pop-Up Boek is een elegant geprint groot formaat boek met gedichten ter complementatie van de iconografie van de sgraffito protagonisten met geschriften en muziek uit die tijd. Wanneer het boek onder de webcam wordt geplaatst verandert het in een interface voor middeleeuwse soundscapes en animaties van de tweedimensionale ingekraste decoratie, naar buiten bewegend en weer terug in haar schotel in 3D. Conservator historische vormgeving Alexandra Gaba-van Dongen en expert middeleeuwse muziek Margot Kalse kozen de tekst en de muziek op basis van hun onderzoek op het gebied van de iconografie.

De iconografie werd geïsoleerd van de originele digitale fografie van de sgraffito objecten in Adobe Illustrator. De iconografie werd vervolgens weggefotoshopt van de textures en gelapt over de lage polygoon modellen. De iconografie en het geretoucheerde model werden vervolgens geimporteerd in de 3D-software en geanimeerd. De virtuele geanimeerde schotels werden uiteindelijke gepositioneerd op de visuele markers uit het boek ter weergave van de Augmented Reality Software.

Technische en ruimtelijke specificaties:
1 computer met een grafische kaart die geschikt is voor gaming, een LCD-scherm met verstelbare voet, een hoge resolutie web-cam, koptelefoon
Foto: Kiran Coleman
Materiaal: Zelf ontworpen, geprinte boeken (en/nl)
Software: ARToolkit, Cinema4D, Adobe Creative Suite
Hardware: Computer, LCD-scherm, hoge resolutie web-cam, koptelefoon

Reconstruction Lab

Stel dat archeologische objecten je iets zouden kunnen vertellen over hun geschiedenis? Stel je een scherf voor in 3D geprint die wanneer deze voor een webcam wordt gehouden je openbaart hoe ze ooit heel was, gebroken werd en vervolgens weer werd gereconstrueerd.

In het Reconstructie Lab vertelt het archeologische aardewerk de bezoeker haar verhaal. Door de 3D-print van de aardenwerken scherf voor de webcam te plaatsten maakt deze de missende delen zichtbaar. De ge-3D-printe scherf gedraagt zich als een interface van het virtuele object: Als je de scherf beweegt met je hand, dan beweeg je zowel het fysieke als het virtuele object simultaan, alsof het een object is.

In de CT-scan werden de verschillende materialen belicht en de gebroken delen zichtbaar gemaakt. Langs deze breuklijnen werden de 3D-objecten geknipt. Van ieder sgraffito-object is een scherf gekozen en in 3D samengevoegd met een sokkel met daarop een visuele marker afgedrukt. Deze Scherven werden geprint met een SLS-printer. De virtuele scherven werden gepositioneerd op de 3D-scherf voor een weergave door middel van AR-software.

Technische en ruimtelijke specificaties:
1 computer met een grafische kaart die geschikt is voor gaming, een LCD-scherm met verstelbare voet, een hoge resolutie web-cam
Foto: Joachim Rotteveel
Materiaal: SLS nylon, schoolbordenverf, gips
Software: ARToolkit, Cinema4D
Hardware: Computer, LCD-scherm, hoge resolutie web-cam

Schetsen voor het tentoonstellen

Het volgende beeld is een voorbeeld van hoe Sgraffito in 3D getoond zou kunnen worden op ander locaties. De installaties zijn modulair en onafhankelijk van een specifieke plaats. Curatoren van een festival zouden de opstelling kunnen aanpassen afhankelijk van de ruimte. Alle installaties zijn bewust ontworpen om makkelijk te kunnen worden ontmanteld ter transport.

Het eerste voorbeeld toont een setup waarin alle installaties zijn samengevoegd:
• Protagonist/Antagonist
• The CT-Scan video
• The 3D-Archief
• Een ronde tafel met aan de ene kant het 3D Pop-Up Boek en aan de andere kant het Reconstructie Lab

De tweede toont een basis-setup uitgegaan van een wand met de volgende installaties:
• De helft van de protagonist/Antagonist-installatie:
[ 7 antagonist op hun lichtsokkels ]
• CT-scan Video [ pure slices]
• Reconstruction Lab
3D Schetsen: Wim van Eck