Hvað eru stafrænir tvíburar?Hvað eru stafrænir tvíburar?

Samkvæmt skilgreiningu IBM eru stafrænir tvíburar „sýndarframsetning hlutar eða kerfis sem nær yfir allan líftíma viðfangsefnisins og er uppfært með rauntíma gögnum og notar hermun, vitvélar (e. machine learning) og gervigreind til að aðstoða við ákvarðanatöku“.

Það kann að koma sumum á óvart en það er afþreyingariðnaðurinn sem leiðir mestu framþróun í þessari tækni og sést það til dæmis vel í sjónvarpsþáttum og tölvuleikjum þar sem íslensk náttúra spilar stórt hlutverk. Leikir á borð við „Death Stranding“, og „Island of winds“ hafa nýtt sér einstaka náttúru landsins til að skapa stemningu og hjálpa til við að móta upplifun notandans.

Listasafn Einars Jónssonar og EFLA fengu nýlega styrk úr Barnamenningarsjóði til að framleiða verkefnið „Stafrænar Styttur“ sem verður aðgengilegt öllum þeim sem hafa afnot af tölvum eða nýlegum snjalltækjum. Með því að búa til stafræna tvíbura af nokkrum vel völdum verkum Einars Jónssonar munu gestir geta komið í rafræna heimsókn, óháð opnunartíma og staðsetningu. Kennarar geta síðan pantað heimsókn þar sem sérfræðingar safnsins segja gestunum frá verkunum í gegnum fjarfundarbúnað. Hvert verk verður svo með hljóðrás sem eykur enn frekar notagildið og eru hugmyndir um að hafa upplesturinn á nokkrum tungumálum.

Stafrænir tvíburar þrívíðra fyrirmynda eru framleiddir með nokkrum mismunandi aðferðum sem eiga þó allar það sameiginlegt að helst mætti líkja þeim við öfugan sprautuklefa. Myndavél, eða laserskanni, er notaður til að „þekja“ yfirborð viðfangsefnisins eins nákvæmlega og mögulegt er. Myndirnar eru síðan settar inn í hugbúnað sem vinnur þrívítt módel út frá þeim upplýsingum sem koma fram í myndunum. Ef allt tekst vel til er þetta að miklu leyti sjálfvirkt ferli og sérfræðingar koma aðeins að lokafráganginum.

Módelin af stafrænu tvíburunum er svo hægt að skoða ýmist í síma, spjaldtölvu eða tölvu í þartilgerðum forritum eða með vefþjónustum á borð við Sketchfab eða Nira.

Við hjá EFLU höfum verið valin í Beta notendahóp hjá Nira vegna áhuga þeirra á vinnu okkar í kringum eldgosið við Fagradalsfjall á Reykjanesi og annarra verkefna sem tengjast myndmælingum og hvernig við nýtum tæknina á áhugaverðan hátt.

Kostir stafrænna tvíbura eru fjölmargir

• Þeir segja til um nákvæma stöðu hlutar eða kerfis á ákveðnum tímapunkti.
• Hefðbundnar tvívíðar myndir gefa notandanum mjög afmarkaða mynd af fyrirmyndinni og þá eingöngu frá því sjónarhorni sem valið var til birtingar.
• Þrívítt gagnvirkt módel af styttu eða skúlptúr gefur notandanum frelsi til að skoða verkið út frá mismunandi sjónarhornum.
• Stafrænn tvíburi styttu getur sagt nákvæmlega til um ástand verksins á þeim degi sem myndirnar voru teknar og getur hjálpað söfnum að forgangsraða viðgerðum og öðrum lagfæringum.
• Listasöfn eru ekki lengur bundin af takmörkuðum sýningarrýmum, heldur geta þau búið til sýningar á rafrænu formi. Gestir geta því valið og raðað verkum í sitt eigið rafrænt sýningarrými og boðið öðrum að koma á sýninguna sem þau settu upp. Slík nálgun hefur heldur betur sannað mikilvægi sitt í þeim samkomutakmörkunum sem hafa verið við lýði vegna Covid-19.

Með gagnvirkri birtingarmynd opnast nýr vinkill á listaverkin og smáatriðin njóta sín til fullnustu.
Fyrirtæki í leikja- og kvikmyndaiðnaðinum hafa í auknum mæli tileinkað sér myndmælingar og notkun stafrænna tvíbura í sínum verkefnum. Þar spila kostnaður og afköst stór hlutverk. Þegar viðfangsefnið er byggt á „raunheimi“ er hægt að búa til mun trúverðugri heim með myndmælingum/stafrænum tvíburum heldur en ef listamenn þyrftu að gera heiminn allan frá grunni.

Aðgengis- og öryggismál eru viðfangsefni sem koma upp í hugann þegar rætt er um hvers konar stafrænar lausnir. Notandinn þarf að hafa nýlegt snjalltæki eða þokkalega tölvu og góða nettengingu. Netvafrinn og skjákortin sjá um mestu vinnsluna, en þó getur komið fyrir að þung módel með mörgum áferðum getur reynst krefjandi. Þá kemur sérfræðiþekking og kunnátta framleiðandans til sögunnar og með útsjónarsemi er hægt að gera mjög vel útlítandi módel sem er fislétt og hægt að njóta á aflminni og eldri búnaði.

EFLA býður upp á hvers konar myndmælingarþjónustu sem snýr að stafrænum tvíburum. Sérfræðingar okkar hafa aðgang að lidar- (laser) skönnum sem gefa hárnákvæma mynd af hvers konar rýmum. Einnig er drónaflotinn fjölbreyttur, allt frá litlum drónum sem eru aðallega notaðir í myndbandaupptökur yfir í forritanlegar flugvélar sem geta myndað fleiri ferkílómetra í einu flugi. Sumir drónanna eru búnir innbyggðum lidar (laser) myndavélum sem gefa enn meiri nákvæmni heldur en ef eingöngu væri notast við GPS mælingar á merkingum á jörðu niðri.

Það er einstaklingsbundið hversu langan tíma það tekur að búa til stafrænan tvíbura af höggmynd. Margir ólíkir þættir ráða því, svo sem hversu flókið eða aðgengilegt verkið er. Yfirborð þess hefur líka mikið að segja. Sem dæmi um það má segja að verk Einars Jónssonar henti mun betur til myndmælinga heldur en flest verka Ásmundar Sveinssonar þar sem verk Ásmundar eru oftast mun sléttari og með jafnara yfirborð heldur en verk Einars. Ýmislegt er þó hægt að gera til að auðvelda myndmælingavinnuna en það er metið hverju sinni.

Stærsta áskorunin við þessa vinnu, sérstaklega á Íslandi, er þó aðallega veðurfarið (eins og svo oft áður). Bestu skilyrðin eru jöfn og góð birta, með hóflega miklum skýjum til að forðast skuggamyndun á verkunum sjálfum. Dagsbirtan getur verið áskorun og má hún ekki vera of mikil né of lítil til að viðhalda jöfnum myndgæðum.

Staðalbúnaður í myndmælingum fyrir gerð stafrænna tvíbura er meðal annars

• Laserskanni fyrir stærri rými og fyrirmyndir.
• Háskerpu myndavél með viðeigandi lýsingarbúnaði kemur sér mjög vel þegar hægt er að nota þrífót. Það tæki sem EFLA notar aðallega, hingað til, er iPhone 12 Pro eða Samsung S21 með pro-stillingarmöguleikum.
• Til að vinna úr myndunum er svo auðvitað best að hafa eins nýja og öfluga tölvu og kostur er.
• Nýjustu Nvidia RTX skjákortin eru sérlega vel til þess fallin að vinna punktaský og sem dæmi má nefna að fartölva með NVidia Geforce RTX 2070 vinnur módel hraðar heldur en turntölva með NVidia Geforce 1080 GTX skjákort, jafnvel þó svo turntölvan sé með meira vinnslumynni og öflugri örgjörva.

Ef vel heppnast til með úrvinnslu og undirbúning er hægt að skoða stafrænan tvíbura á tækjum sem myndu seint teljast kraftmikil. Aðalmálið snýst yfirleitt um að vera með nýjustu tegund af netvafra eða smáforrit/app. Sketchfab býður til dæmis upp á að setja upp app og með því opnast möguleikar að skoða módelin í viðbættum veruleika (e. Augmented Reality).