Virtuella världar
Slå dig ner och upplev en plats oavsett var du befinner dig i världen. Fotogrammetri är metoden där 3D-modeller skapas utifrån digitala stillbilder. Vi följde med Erik Lernestål till Hallwylska museet som var tidigt ute med digitalisering i 3D. Och tog ett snack med Jonas Carlson Almqvist som blivit expert i ämnet. Text: Anna Henriksson Foto: Casper Hedberg
Vi går upp till den praktfulla Stora salongen i Hallwylska palatset i Stockholm. Byggnaden stod klar 1898 och var från början en privatbostad åt Walther och Wilhelmina von Hallwyl. I dag ingår det som ett av sju museer inom Statens historiska museer. Det är även ett museum vars 3D-modeller av paradvåningens tio rum har visats över 500 000 gånger på Sketchfab, en distributionsplattform likt Youtube – men för 3D.
Erik Lernestål är gruppledare för mediaproduktion på Statens historiska museer i Stockholm och insåg redan 2015 att fotogrammetri var något för dem.
– Det var på en konferens om digitalt kulturarv i Spanien som jag hörde talats om fotogrammetri för första gången och kände att det här kan vi göra själva. Heli Haapasalo som är chef på Hallwylska museet såg möjligheterna och vi kom att göra en satsning på det, säger Erik Lernestål.
De såg en chans att tillgängliggöra museet för en större publik, både utifrån ett geografiskt och ett fysiskt perspektiv, då besökare måste kunna gå i trappor för att komma in.Museet kunde även använda sig av audioguider som redan fanns för att dela fördjupad kunskap om palatsets historia.
I programmet Reality Capture skapade de så kallade intressepunkter vid olika föremål i 3D-modellen, som länkade användaren vidare till exempelvis Wikipedia och museets publika söktjänst. Sedan länge delar Statens historiska museer bilder fritt under licensen Creative Commons CC BY, så där kom 3D-modellerna också att ingå för alla att ladda ner och använda.
Men innan de kommit så långt, ägnade Erik Lernestål och hans kollegor på museet flera dagar åt att plåta alla tio rum.
– Lite själsdödande är själva fotograferingen, ens tekniska kunskaper kommer väl till pass. Men det är inte någon direkt kreativitet som krävs, säger han.
Fotogrammetri handlar om att skapa 3D-modeller utifrån ett stort antal fotografiska digitala stillbilder. Det måste alltså finnas en stor överlappning i bilderna så att programvaran kan bygga upp modellen på ett korrekt sätt.
Därför fotograferas allt metodiskt i tre olika höjder med cirka två meters mellanrum. Fotogrammetri har länge använts för att ta fram kartor, dokumentera utgrävningar och inom arkitekturområdet. Men även inom filmproduktion, för att skapa verklighetstrogna föremål och miljöer digitalt.
– Nu ska vi se vad vi har här, säger Erik Lernestål och öppnar sin kameraväska.
Ett stativ med en horisontell monteringsarm, för att kunna fästa de tre Panasonic Lumix-kamerorna med varsitt 25 mm objektiv, placeras ut i salongen där vi står. Erik justerar dem så att en är riktad neråt, en rakt fram och en uppåt. Det behöver inte vara en perfekt överlappning och inte heller helt rakt, förklarar han vidare.
– Tänk er hur panoramafunktionen fungerar i mobilkameran, programmet lappar ihop bilden. Jag brukar använda mig av lägsta ISO, på dessa kameror är det 200. Autofokusen är på och bländaren ställer jag in på 8. Sedan blir det den slutartid det blir utifrån ljusförhållandena. Målet är att få ut maximal bildkvalitet ur optiken och sensorn, säger Erik Lernestål.
Steg för steg dokumenterar han varje del av rummet. Avtryckaren är trådlös och styr alla tre kameror. Är det föremål i rummet som en stol eller ett piano som är svåra att fånga från alla håll, tar han extra bilder på dem så att han dokumenterar alla sidor. En fördel är att stänga dörrar in till nästkommande rum, så att upplevelsen av rummet i 3D blir komplett.
– Det är fantastiskt att se hur vi under de här åren har nått ut med våra 3D-modeller. Hallwylska museet har dykt upp i populära VR-spel, en rap-video från Niger och som en social VR-värld på plattformen VRChat. En av våra modeller av Erik XIV:s paradsköld från Livrustkammaren har använts i Post Malones video till låten Circles, säger Erik Lernestål.
Jonas Carlson Almqvist driver verksamheten Virtualsweden. Sedan drygt åtta år tillbaka arbetar han med att digitalisera kulturarv till 3D. Bland de byggnader som han jobbat med hittas allt från Glimmingehus i Skåne och Granhults kyrka till Skogaholms herrgård på Skansen. Tidigare fotograferade han 360 graders-bilder av olika miljöer, så steget var inte långt till att i stället jobba med fotogrammetri för att skapa 3D-modeller.
– Jag ville komma åt ett djup i bilderna, så jag började testa fotogrammetri under en fotografering av en kyrka. VR-headset som Oculus Quest kom även då och det var en sådan helhetsupplevelse jag ville uppnå, säger Jonas Carlson Almqvist.
Programvaran Jonas använde för att göra om alla tusentals bilder till en 3D-modell var även för hans del Reality Capture. Han har sedan dess försökt nå ut med vad häftigt det är att kunna gå runt i en byggnad trots att man inte är där, se detaljer och uppleva rummen. Han liknar arbetet för att få hem själva bildmaterialet med vad en sportfotograf gör under en fotbollsmatch.
– Du vet att för att få en riktigt bra bild, så krävs det en hel del exponeringar. Det är på samma sätt inom fotogrammetri, du riggar kameran och trycker av den metodiskt för att fånga varje ögonblick, säger han.
Hans tips är att ett långt, helst oändligt skärpedjup är att sikta på. Och det är många olika branscher och länder med unika kulturarv, anser han, som skulle kunna dra nytta av denna teknik.
– Det går att få detaljer i varje gruskorn. Tänk dig platser som riskerar att bli förstörda i en brand eller i samband med ett krig, att kunna ha en sådan detaljerad dokumentation av en plats är ovärderligt vid en återuppbyggnad eller restaurering, säger Jonas Carlson Almqvist.
Jonas plåtar med sin Nikon D800 och ett vidvinkelobjektiv på 16 mm. För exteriörbilder använder han sig av sin drönare.
– Vidvinkel gör att jag klarar mig på färre bilder totalt, det blir mycket överlapp i dem, säg att du fotograferar 4 500 bilder i stället för 10 000. Är det ett objekt eller en tavla eller liknande som jag vill återge perfekt, så byter jag objektiv till ett 50 mm eller 80 mm och fotar just det. Då får jag in detaljrikedomen jag önskar, säger han.
Datorn kan sedan få stå och tugga en halv dag för att få fram en 3D-modell. Efter den första renderingen jobbar han vidare på den för att få till färger och texturer, och punktmolnens trianglar minskas ner i antal för att uppnå en bra användarvänlighet. Genom att lägga in en spelmotor får man in ännu fler möjligheter i upplevelsen.
– VR-spelet Puzzling Places, där du kan lägga fotorealistiska 3D-pussel på din Playstation eller i ditt Meta Quest, har skapat ett sådant pussel av mina modeller av Skogaholms herrgård på Skansen. Det är otroligt att se hur materialet används, säger han.
På Hallwylska museet börjar Erik plocka ner kamerautrustningen. Han fotograferar i RAW och efterbehandlar bilderna något, för att programvaran ska få en så bra grunddata som möjligt. 3D-modellen av Stora salongen byggdes upp från cirka 2 500 bilder. I övrigt har han efter att bilderna importerats i Reality Capture främst använt default-inställningar för att få ut själva 3D-modellen och likaså exporterat därifrån direkt till Sketchfab. Så tröskeln är ganska låg, anser han, för den som själv vill testa. Exempelvis finns det flera fotogrammetri-appar för din smarta telefon att ladda ner.
– Ska vi växla upp vår satsning på 3D behöver vi kompetensutveckla våra fotografer eller anställa någon 3D-tekniker. Varje år önskar vi jobba mer med fotogrammetri och göra våra museer och föremål mer synliga, ur såväl ett tillgänglighetsperspektiv som ur ett hållbarhetsperspektiv, säger Erik.
Han nämner att EU rekommenderar alla medlemsländer att senast år 2030 ha 3D-digitaliserat alla kulturegendomar som riskerar att skadas eller förstöras på något sätt. Även 50 procent av de mest fysiskt besökta kulturarvsmonumenten, byggnaderna och platserna ska 3D-digitaliseras anser de. Något som innebär, om det ska genomföras, att allt fler fotografer behöver anlitas för att ro projektet i hamn. Riksantikvarieämbetet har gjort en förstudie vad det skulle innebära gällande kapacitet och förutsättningar kring ett urval byggnader och monument.
– Fotografer med kompetens i 3D och fotogrammetri måste i ett sådant läge helt klart anlitas på olika platser i landet, säger Erik.
Om fotogrammetri
3D-modeller skapas utifrån en stor mängd fotografiska digitala stillbilder. Föremål eller fysiska byggnader fotograferas metodiskt i tre olika höjder. Genom att bilderna har en stor överlappning kan programvaran bygga upp modellen på ett verklighetstroget sätt. Fotogrammetri har använts för att ta fram kartor, dokumentera utgrävningar och arkitektur.
Länktips
Besök Skogaholms herrgård på Skansen i 3D
Immersivt, en podd om kraften i VR/AR – om att visualisera hotell och resmål för sina kunder
Post Malones video till låten Circles där Erik XIV:s sköld är med som rekvisita.
På plattformen VRChat har en användare skapat en VR-värld utifrån Statens historiska museers data på Sketchfab
Sketchfab: sketchfab.com/TheHallwylMuseum
Hemsida: virtualsweden.se
Sketchfab: sketchfab.com/virtualsweden
Prenumerera på Fotografisk Tidskrift
Här tecknar du en prenumeration på Sveriges äldsta och mest aktuella fototidskrift. Fotografisk Tidskrift har engagerat fotografer sedan 1886. Läs mer
Foto: Jenny Gustafsson