Buceo para digitalizar y modelar pecios del Mar Rojo

holger buss y sus modelos 3d de naufragios en el mar rojo
Holger con las maquetas que hizo durante el viaje al Mar Rojo

Holger y Nicola Buss son buzos con una misión. En un viaje de vida a bordo en el Mar Rojo, planean fotografiar, mapear y digitalizar cada naufragio en el que se sumerjan y luego crear e imprimir réplicas detalladas de modelos a escala en 3D.


Estamos a fines de marzo de 2022 y mi esposa y yo estamos en un avión que se dirige a Hurghada, Egipto, para unirnos, como lo hemos hecho muchas veces antes, a un crucero de buceo. Pero esta vez es diferente: estamos en una misión. Planeamos capturar un registro digital de cada naufragio que buceamos y luego convertirlos en modelos a escala detallados en una impresora 3D.

No queremos interrumpir el buceo de los demás huéspedes a bordo del Blue Pearl y queremos llevar a cabo nuestra misión con el menor alboroto posible, respetando el horario habitual y buceando junto con todos los demás. Hemos decidido no contarle a nadie sobre nuestro proyecto cuando estemos a bordo; si se vuelve loco, no queremos avergonzarnos.

Sin embargo, al montar el equipo de buceo después de la llegada, llamo un poco la atención cuando instalo dos tanques adicionales de 12 litros con reguladores. ‘Oh, ¿cuánto tiempo quieres quedarte ahí abajo?’ pregunta uno de nuestros compañeros buceadores. ‘Alrededor de una hora’, es mi respuesta. Solo necesito mucho aire. Una sacudida de cabeza compasiva es la reacción inmediata, junto con: ‘¡Realmente necesitas trabajar en tu respiración! ¡O en el estilo de buceo!

holger y nicola buss con el equipo de cámara
Holger y Nicola con el equipo de cámara personalizado de Holger

Tomo todos los consejos sobre el consumo de aire con buena gracia. En la inmersión de verificación a la mañana siguiente, con mis etapas, por supuesto, también revelo mi inusual configuración de cámara, inventada y construida por mí. Se compone de tres tubos de aluminio que se pueden unir como un poste de tienda. Tiene una banda elástica en el interior que mantiene todo unido. Montadas en este hay cuatro cámaras de acción en carcasas subacuáticas y una lámpara en el medio.

‘¿Qué es eso? ¿Por qué tantas cámaras? pregunta su compañera invitada Judith.

‘Para filmar desde dos perspectivas diferentes. ¡Y con redundancia! Contesto.

‘¡Bueno, ahí va el perfil bajo!’ dice mi esposa Nicola, sonriendo. ‘¿Qué dirá ella cuando despliegues esa cosa?’

¡Porque desplegado, el marco tiene poco más de dos metros de largo! Esta configuración simple y económica ya ha demostrado ser una herramienta increíblemente efectiva en mis proyectos anteriores de filmación de naufragios. Para viajar a Egipto la había rediseñado para que cupiera en una maleta y ahora solo tiene una lámpara en lugar de las tres que uso en la poca visibilidad de los mares del Norte y Báltico.

La mayoría de los sistemas para llevar a cabo la fotogrametría (el mapeo de un objeto usando imágenes fotográficas) solo usan una cámara y fotografían al sujeto desde varios ángulos. Sin embargo, para capturar naufragios, descubrí que el efecto estereoscópico de usar varias cámaras en tándem es mucho más fácil cuando se filma bajo el agua.

Podría hacerlo con solo dos cámaras, pero llevaré un par más en caso de que las cosas salgan mal. Las tarjetas de memoria, las baterías de la cámara y el firmware «defectuoso» realmente pueden arruinar tu día, especialmente si solo tienes una oportunidad de escanear un accidente.

holger buss con su equipo de cámara personalizado escaneando un naufragio en el mar rojo
Holger quema el aire mientras escanea uno de los restos del naufragio.
cartografía de holger buss thistlegorm
Holger escaneando los restos del naufragio del Thistlegorm

Nuestro primer naufragio va a ser el cardogorm. Esperaba comenzar con un naufragio más fácil y más pequeño. Pero las condiciones climáticas significaron que este buceo icónico iba a ser nuestro primer intento. Después del almuerzo hay una sesión informativa detallada del guía de buceo Ashraf. Nos dice que la corriente y la visibilidad están por debajo del promedio, y su plan es que el grupo se concentre en la carga, como motocicletas, camiones y armas dentro del naufragio.

No es una opción para nosotros, así que seguimos nuestro propio camino. Al bucear por la línea de tiro, pronto nos damos cuenta de que la corriente ha aumentado porque estamos colgando de la cuerda como banderitas. Después de un descenso directo, llegamos al fondo de la parte en ruinas del pecio. Despliego el marco de la cámara y enciendo las GoPro. Sorpresa, sorpresa, uno no sirve. ¿Mencioné lo de la redundancia?

Comienzo el escaneo. Me sumerjo, serpenteando sobre los restos del naufragio. Primero transversalmente y luego longitudinalmente. Bueno, al menos ese es el plan. Pero no funciona en la práctica porque la corriente dificulta la vida. Mientras soplo mucho aire en mi camino sobre la parte delantera del barco, Nicola se agarra al vagón de una locomotora y observa el espectáculo. Después de 20 minutos mi escenario ya está vacío y cambio botellas con Nicola. Este es un trabajo duro. pero si el cardogorm es para ser impreso, entonces no hay otra manera: salimos del sitio mañana.

los de cardogorm La sección de proa es realmente difícil de escanear. No puedo tener lagunas en el escaneo. Todas las áreas de superficie que luego formarán los contornos de mi impresión deben ser mapeadas. Después de 55 minutos estamos de vuelta en el barco. Las cuatro botellas están vacías. ‘¡Increíble! ¡Realmente necesitas trabajar en tu consumo de aire!’ es la reacción general de mis compañeros de buceo.

Copio los videos y empiezo el proceso de generación 3D en mi laptop. Desafortunadamente, la inmersión nocturna se cancela porque la corriente ha aumentado. Durante la cena, acepto más propinas para el consumo de aire, con asentimientos educados. El despertador suena a las 5:00 de la mañana siguiente, para disgusto de mi esposa, que me empuja fuera de la cama gruñendo.

Antes de la inmersión matutina, decido mirar los resultados del primer escaneo. La PC había estado calculando toda la noche y el resultado ya es bastante decente. La sección de proa del naufragio está casi completa. Las superestructuras, los mástiles, los remolques de locomotoras, las grúas y las escotillas de carga se han vuelto agradables y nítidos. Incluso el cabrestante del ancla con cadena se puede ver claramente.

Los primeros madrugadores con tazas de café se han reunido a mi alrededor. ‘¡Ahhh! ¡Ahora! Asi que es por eso…!’ Los otros buzos están impresionados.

Modelo impreso en 3d del naufragio del carnatic.
el carnatico
modelo impreso en 3d del naufragio de chrisoula k
La Chrisoula K.

‘¡Guau, emocionante! ¿Hay algo que podamos hacer para ayudarte? pregunta Ashraf, el guía. ‘Sí, ayudaría si todos supieran lo que estoy haciendo y, si es posible, me da una visión clara de los restos del naufragio.’

La siguiente inmersión en el cardogorm Va mucho mejor que el primero. ¡Todas las cámaras incluso funcionan! La corriente ha disminuido tanto que puedo escanear la popa con la enorme hélice y los dos cañones. Una y otra vez alcanzo o me cruzo con los otros equipos de buceo de nuestro barco. Me gano el apodo de ‘Speedy Gonzales’. La cuestión del alto consumo de aire nunca vuelve a surgir.

dedico el ultimo cardogorm sumérgete en el área central destruida con los tanques y la locomotora en el lado de babor. Después de la tercera inmersión, está hecho, el cardogorm está en la caja. Tengo que procesar los conjuntos de datos más tarde en la PC de mi casa. Ni el tiempo ni la potencia informática que tengo a bordo son suficientes para todo el naufragio. Alrededor del mediodía, el barco zarpa hacia Abu Nuhas.

Ocho naufragios más esperan durante los próximos días. Aparte de la cardogorm, Nicola y yo tuvimos que escanear todos los demás naufragios en una sola inmersión cada uno. Eso fue todo un ejercicio, porque la mayoría de ellos tienen 100 metros de largo. Al final de la semana, Nicola y yo generamos 850 GB de datos.

modelo impreso en 3d del naufragio del giannis d
el giannis d
Modelo impreso en 3d del thistlegorm
SS Cardogorm

En casa, el trabajo duro comenzó unos días después. Empecé con los restos de Giannis D.. Escanear este naufragio no había sido muy difícil, porque no había corriente. Lo único es que el área es bastante grande, probablemente 120 por 25 metros.

Las secuencias de video de cuatro cámaras se dividen en 8.590 imágenes fijas. Después de eso, se ven las imágenes y se retiran los buzos y las aletas perdidas. Luego empiezo el primer paso del flujo de trabajo: ‘Alinear fotos’. Este es el paso más importante del software de Agisoft.

Como un gran rompecabezas, el programa recorre todas las fotos e intenta superponer los bordes de imágenes similares. Ayuda que haya grabado todos los objetos desde dos perspectivas con las dos cámaras. Las dos pistas ya se superponen desde el principio. Después de algunas horas, el software pudo alinear casi todas las imágenes fijas y el primer resultado parece un erizo azul.

Cada uno de los muchos rectángulos azules con una línea negra representa una imagen coincidente con éxito. Y cada imagen contiene mucha información de la imagen, que se muestra como puntos de colores en la llamada «nube de puntos» en un espacio tridimensional. Luego se genera la ‘nube de puntos finos’, que se limpia manualmente. Se eliminan los objetos extraños causados ​​por peces, buzos y burbujas de aire. En el siguiente paso, el programa conecta los puntos vecinos y se crea una cuadrícula de triángulos. Esta es la base del objeto 3D.

CÓMO COMENZÓ HOLGER

Como ingeniero eléctrico, Holger desarrolla sistemas de control para aeronaves autónomas. En su tiempo libre ha estado investigando naufragios durante varios años. En 2007, como parte de Die Gezeitentaucher (The Tide Divers), logró identificar por primera vez un naufragio que antes no tenía nombre. Resultó ser el vapor Elsa de Rostock que se hundió en el Mar del Norte en 1932.

Ahora se concentra en identificar naufragios sin nombre en el Mar del Norte y el Mar Báltico. Un hallazgo fortuito lo llevó a la fotogrametría en 2019. Encontró la campana de un barco en un naufragio de madera a una profundidad de casi 50 m en el Mar Báltico, y decidió crear primero un registro digital de la campana y luego convertirlo en una réplica: el el original, por supuesto, permanece en el naufragio.

Siguieron noches interminables, con Holger estudiando tutoriales en línea y los programas Agisoft, Blender, Meshmixer, Slicer y otros. Finalmente, logró imprimir una réplica que exhibió en el show de buceo BOOT. A esto le siguió una solicitud del Museo Marítimo de Lituania de modelos de algunos naufragios de la Primera y Segunda Guerra Mundial. Holger desarrolló un sistema de cámara para digitalizar los naufragios en las malas condiciones del Mar del Norte.

«He puesto todos los restos que he digitalizado en la web», dice. «Y me encantaría que otras personas usaran los archivos para crear sus propias réplicas».

Ir www.dive3D.eu Para descubrir mas.

Poco a poco, la imagen del Giannis D. aparece con una riqueza de detalles y una resolución que uno probablemente nunca podría tomar con una sola foto, incluso con una vista nítida. El modelo se puede rotar en la PC y se crean grabaciones fotorrealistas utilizando efectos de nitidez. Pero lo más importante aún está por venir: el modelo tiene que estar preparado de tal forma que se pueda imprimir.

En el primer paso, debe extruirse hacia abajo utilizando el software Blender. Esto crea automáticamente una base. Con Blender ahora puede volver a trabajar el modelo. Las estructuras que son demasiado finas se engrosan y algunas áreas flotantes tienen que ser soportadas. Luego dividí el modelo en tres secciones porque el Giannis D. sería más grande que la salida de 20×25 cm de mi impresora.

Con 55 cm, el modelo tiene una escala de 1:200 al original de 110 m de largo. En la misma escala, un buzo tendría solo 9 mm de altura. Los datos para la impresora 3D se procesan y comienza la impresión. El primer segmento del naufragio se construye capa por capa. Cada una de las tres secciones tarda unas 20 horas en imprimirse. Pero después de tres días finalmente ha llegado el momento y las partes se pueden pegar.

Ahora empiezo a colorear. Primero pinto el suelo arenoso en turquesa oscuro. Le sigue el casco, en marrón oscuro. Las áreas que no fueron escaneadas permanecen en negro. La imprimación debe estar completamente seca antes del siguiente paso. Ahora, con pinceladas cuidadosas, siguen varias capas delgadas de pintura, que se vuelven cada vez más claras. Finalmente, un marrón claro transforma la superficie en un efecto ‘óxido’. En total tardé unas cuatro semanas en imprimir y pintar todos los restos.

QUE NECESITAS

Para construir un modelo
  • Una buena impresora 3D, que cuesta unos 1.000€, o alguien que ya tenga una (coste: una caja de cerveza).
  • Aproximadamente un kilogramo de material de filamento. Cuesta unos 30€.
  • Pinturas acrílicas de una tienda de artesanía. Cuesta unos 25€.
  • Los archivos de mi sitio web: www.dive3D.eu
para fotogrametría
  • Una o dos cámaras de acción subacuáticas.
  • El software 3D. Agisoft cuesta 1.800€.
  • Software Blender, Meshmixer y Slicer son gratuitos.
  • Una PC o Mac con mucha potencia de procesamiento.

PASO A PASO

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En el primer paso, los archivos de video se dividen en imágenes individuales usando la función ‘Alinear fotos’ en Agisoft

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La ‘nube de puntos’ ya indica un buen resultado. Se puede limpiar manualmente.

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Cuando los puntos están conectados por líneas, se crea una cuadrícula (malla)

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Con el programa gratuito Blender, se crea y reelabora una base

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La impresión de todas las piezas individuales tarda unos tres días.

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La coloración con pinturas acrílicas le da al modelo el toque final.

Para descargar los planos de Holger para crear su propio naufragio impreso en 3D, visite www.dive3D.eu

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