Tallinna Reaalkooli 8. klassi õpilane Sarah Maria Kaare koostöös Tallinna Tehnikaülikooli teadlaste insener Lenart Kivistiku ning doktorant-nooremteaduri Tanel Jairusega tegi oma põhikooli loovtööks Reaali Poisi 3D kujutise. Reaalkooli poolt oli abiks töö teostamisel õpetaja Erik Mäe. 

Monumendil on oluline tähtsus Eesti rahva vabadusvõitluse loos ja eriline koht kõigi Reaalkooli õpilaste ja vilistlaste elus ja mälestustes, seetõttu soovis Sarah Maria teha oma loovtööks midagi sellist, millel on praktiline väärtus koolile ja samas soovis õppida uusi ja innovaatilisi tehnoloogilisi lahendusi. 

Reaali Poisi 3D versiooniga saad tutvuda siin

Ülesmõõtmised tehti 2023. a oktoobris. Pärast ülesmõõtmisi toimus punktipilvede puhastamine ja kujule aluse lisamine. Skaneering on tehtud 2 mm punkti tihedusega, edaspidi on võimalik teha kujust veel tihedama resolutsiooniga digitaalne kujutis.

Lenart Kivistik selgitab, et erinevaid virtualiseeritud mudeleid on võimalik kasutada näiteks virtuaalreaalsuse rakendustes või virtuaalsel näitusel:

• mudel on reaalsetes mõõtmetes ehk kuju ümberpaigutamisel muuseumi on võimalik planeerida mudeli põhjal vajalik ruum ja hinnata külastajatele sobivust. 
• tuleviku skaneeringute põhjal saab hinnata kuju muutust ajas, et välja selgitada, kuidas mõjutab näiteks ilmastik kuju.
• kuju geomeetria põhja saab hinnata erinevaid huvipakkuvaid parameetreid, näiteks kuju mass, keha sümmeetrilisus ja proportsionaalsus.

Juhul, kui mõne monumendiga peaks midagi juhtuma (kuju hävineb täielikult või osaliselt), siis digitaliseeritud monumendi mudeli järgi on võimalik teha kujust täpne koopia.

Mudeli põhjal on võimalik ka kaasaegse 3D printimise ehk kihtlisandustehnoloogiaga valmistada vähendatud kujutisi meenete näol.

Kuidas toimub eseme digitaliseerimine?

Reaali Poisi monumendi digitaliseerimine tehti Creaform Academia 50 käsiskänneriga. See on optiline seade, mis võimaldab luua füüsilisest objektist digitaalse kolmemõõtmelise kujutise. Seadme tööpõhimõte seisneb kahe kaameraga projitseeritud mustri salvestamises ja videogramm-meetria meetodil saadud kahemõõtmeliste piltide analüüsimisel. Alalüüsimisel leitakse objektil paiknevate mõõtepunktide positsioon kolmemõõtmelises ruumis. Kasutatud seade teostab sekundis 550 000 mõõtmist ja salvestab sobivad mõõtepunktid 2 mm sammuga. Samm ehk punktide vaheline kaugus on skanneri võrgu tiheduse parameeter ja väljendab saadud kujutise detailsust. Mõõtepunktide mõõtemääramatus tuleneb seadme täpsusest, Academia 50 skanneri täpsus on vahemikus 0.1 kuni 0.3 mm. Skanneri kolmas kaamera salvestab värviinfot, mis hiljem kuvatakse digitaalses mudelis punktide vahele loodud kolmnurksetele tasapindadele. Reaali Poisi mudel koosneb ligikaudu ühest miljonist punktist, mille polügoniseerimisel saadakse ligikaudu kaks miljonit kolmnurka. Kolmnurkadest moodustatud objekti nimetatakse võrguks. Võrk salvestatakse tüüpiliselt STL (inglise keeles: Standard Tessellation Language) või OBJ (inglise keeles: Wavefront) formaadis. STL formaat on kompaktsem, kuid ei salvesta värviinfot. OBJ salvestatakse nii geomeetria kui värviinfo. Reaali Poisi puhul on STL formaadis faili suurus 115 MB ja OBJ formaadis 320 MB.

Ülikooli koostöö üldhariduskooliga. 

Tallinna Tehnikaülikool teeb koostööd paljude üldhariduskoolidega, olles sel viisil sillaks teaduse ja igapäevaelu vahel, tuues keerukad teemad nii õpetajate kui kooliõpilasteni. Reaalkooli põhikooliõpilase loovtöö juhendamine on vaid üks hea näide sellest, kuidas üldhariduskool ning ülikool saavad oma teadmisi, oskusi ja vajadusi mõlemale osapoolele kasulikult ühendada. 

Kivistik selgitab, et kooliõpilaste juhendamine annab eelkõige võimaluse kompaktselt edasi anda teadmisi, kuidas tehnoloogiaid rakendatakse ja reaalseks tooteks formuleeritakse. Pealtnäha võib tunduda virtualiseerimine üks piiritletud tegevus skannimise näol, kuid reaalse tooteni jõudmine on oluliselt keerulisem protsess. Oskuseid on tarvis organiseerimises ja meeskonnatöös, lisaks spetsialisti teadmisi skannimisel, mudeli järeltöötlemisel (sageli mitme erineva tarkvaraga) ja ka salvestamisel ning kuvamisel. Sellise üldpildi loomine on väljakutse, samas pakub rõõmu, et teadmised on arusaadavalt õpilasele edasi antud.

Iga projekt on aga eriline ja pakub ka endale uusi võimalusi teadmisi täiendada. Reaali poisi digitaliseerimise puhul näiteks oli ka mitmeid aspekte mulle endale uudsed, tõdeb Kivistik. Uudsete aspektidena toob ta välja:
•    välitingimustes labori elektroonikaseadmete kasutamine. Oluline oli jälgida pidevalt ilmaennustust, et leida sobiv hetk skanni teostamiseks
•    kuju postamendi modelleeritud mudelile värviinfo lisamine ja selle liitmine kuju mudeliga nii, et värviinfo säiliks. Enamasti töötame mudelitega, mis on mõeldud pöördprojekteerimiseks, kus värviinfo ei oma tähtsust. Antud projektis oli just visuaalne pool oluline.
•    virtuaalselt mudeli jagamine ja kättesaadavaks tegemine avalikkusele. Mudel on mahult suur ca 250MB, sellise mudeli avamine pole võimalik lihtsamate personaalarvutitega, rääkimata tavalistest veebirakendustest".

*Õppursõdurite monument Tallinnas (tuntud ka kui Reaali Poiss või Vabadussõjas langenud Tallinna õpetajate ja õpilaste mälestussammas, mis asub Tallinna Reaalkooli ees,  on Vabadussõjas langenud Tallinna õpetajatele ja õpilastele pühendatud mälestusmärk.  Algne monument avati 13. novembril 1927 ja selle lasid 1948. aastal hävitada Nõukogude okupatsioonivõimud. 1993. aastal taastasid skulptor Vambola Mets ja arhitekt Rein Heiduk monumendi algsete kavandite järgi.