virtualni antropologie

rentgenová vyšetření egyptských a jihoamerických mumií umožňující zobrazit nálezy bez nutnosti  porušit kartonáže, obalové vrstvy nebo  vlastní tělo mumie. Důkazy přítomnosti předmětů u těla, zachovalost vnitřních  orgánů, přítomnost nádorů a zlomenin  nebo poškození lebky mumie mumifikačními technikami jsou jen některá základní  uplatnění radiologických metod. Významnost těchto záznamových a vyšetřovacích  postupů dokládá i skutečnost, že první  vyšetření mumifikovaného těla proběhlo  záhy (několik měsíců) po objevení paprsků  X Wilhelmem Conradem Roentgenem  v roce 1895.

• = propojení záznamu lidského
• těla (povrchu těla, měkkých tkání, orgánů
• i kostí) s vizualizačními prvky 3D grafiky a
• analytickými nástroji v prostředí počítače.
• Získané 3D virtuální modely se stávají
• počítačovými replikami nálezů, které
• v reálném světě podléhají neodkladnému
• rozkladu, mohou být opotřebovány nebo
• nenávratně poškozeny manipulací, transportem nebo odběrem vzorků na genetickou či chemickou analýzu.
• = neinvazivní a bezkontaktní
• studium biologie člověka.
• + umožnuje rekonstrukci podoby
• + umožnuje 3D tisk vzniklého modelu (=stereolitografie)

• oblaku bodů, které
• jsou vzájemně propojeny a tvoří malé
• plošky neboli polygony. Odtud pochází
• obecný název pro virtuální modely – sítě
• nebo polygonální modely

• texturou
• např. zbarvení pokožky.

• 1) První skupina se
• váže na radiodiagnostická a radiologická
• pracoviště klinického nebo technického
• zaměření a je přímým pokračovatelem
• paleoradiologie. Vůdčí technologií v této oblasti je počítačová
• tomografie
• 2) Druhou skupinu technických novinek
• ve virtuální antropologii zastupují
• skenovací zařízení, kde je nosičem
• informace o morfologii objektu laserový
• nebo světelný paprsek

• Tento postup nabízí možnosti zobrazit
• vedle povrchu vyšetřovaného objektu
• také vnitřní strukturu a její prostorové
• souvislosti. Tato skutečnost přináší
• značné výhody u vyšetření oblastí, které jsou skryty lidskému oku, například dutiny
• kostí, hluboké vrstvy měkkých tkání či
• ochranných obalů. Nejvýznamnější využití
• této technologie našla antropologie při
• výzkumu již zmíněných mumifikovaných
• těl. Pečlivou virtuální preparací lze oddělit
• a samostatně zobrazit zachované vrstvy
• těla – od kůže, přes kost, až po zbytky
• mozku nebo jiných vnitřních orgánů. Také
• u křehkých nálezů vyzvednutých v bloku
• s okolním sedimentem je možné nález
• preparovat bez toho, aby se nerozpadl

• Laserový paprsek je
• vysílán ze zdroje směrem k objektu, od něj
• se odráží a na zpáteční cestě je zachycován
• čidlem. Plynulý posun paprsku po povrchu
• objektu umožňuje zaznamenat jeho
• celkový tvar.

• pracují na principu
• fotogrammetrie a samotný záznam je
• identický s principem digitálního fotoaparátu.
• Párová optická zařízení – dvojice
• fotoaparátů, jsou konstruována tak, aby
• zachycovala předmět v konstantní vzdálenosti
• pod přesně stanoveným úhlem.

• POVRCHOVÉ 3D MODELY
• triangulační 3D laserové skenery: NextEngine, MikroScan
• fotogrammetrie: aplikace 123D catch (např. zub)
• optické scanery: Vectra + aplikace Face sculptor (pro živé)

• EDITACE 3D MODELŮ
• editační: meshlab, GOM inspect, amira

• ANALÝZA DIGITÁLNÍCH MODELŮ
• Landmark

• Segmentace (prahování)
• Rendering (vykreslování) 3D modelu

• pracují na principu fyzického kontaktu
• skeneru se snímaným předmětem nebo
• pracují se světlem odraženým od povrchu
• skenovaného předmětu. Protože se
• získaná data omezují pouze na povrch
• snímaného objektu, neobsahují žádnou
• informaci o jeho vnitřní struktuře,
• hovoříme o tzv. povrchových datech

• 1) tzv. bodový mrak (angl. point cloud)
• - množina diskrétních bodů,
• umístěných v jednom trojrozměrném
• prostoru v přesně daných pozicích, definovaných
• hodnotami (x,y,z) kartézských
• souřadnic. Bodový mrak je primárním
• výstupem povrchového skenování, body
• mraku jsou považovány za body povrchu
• modelovaného předmětu.
• 2) Polygonální síť (mesh) je soustavou
• jednotlivých vrcholů (bodů, vertices) hran spojujících tyto vrcholy (edges)
• a jimi vymezených plošek, polygonů (facet,
• faces). Na rozdíl od bodového mraku
• se jedná o spojitý útvar, mnohostěn,
• který má jednolitou plochu a může být
• kompletně uzavřen

• umožňuje také složitější
• analýzy modelu (např. rovinné řezy
• nebo měření objemu) a připojení barevné
• povrchové textury.

- na rozlišení - u polygonálních modelů více dat - obtížnější zpracování

• dostatečné pokrytí úhlů
• co nejvyšší nastavení clony - proostření
• stativ
• při vysokých hodnotách expozice - časovou spoušť
• všechny snímky s jednou zoomovou vzdáleností
• měřítko:)
• bez blesku

• volně dostupná aplikace zaměřená na zpracování a editaci polygonálních modelů
• např: odstranění redundantních dat, defektních polygonů, nežádoucí částí sítě; vyplňování děr; redukce rozlišení

• = volně dostupnou aplikací pro editaci, analýzu a interpretaci morfometrických dat. Aplikace umožňuje editaci bodů na povrchu digitálních modelů, export prostorových souřadnic těchto bodů a komparaci modelů na základě rozdílů v poloze definovaných bodů.
• Body jsou editovány jako tzv. primitives, tj. buď jako
• 1 samostatné body,
• 2 body rozmístěné na křivce nebo ploše
• 3 nebo jako body definující vzdálenost

• -objemová data, řezy (určujeme jejich vzdálenost a tlouštku)
• Metoda využívá adsorpce rentgenového paprsku vysílaného pohybující se rentgenkou, což umožňuje záznam objektu z mnoha úhlů. Na základě slábnutí radiace dopadající na senzory (díky jejímu pohlcování závislému na hustotě objektu – např. rozdílných tkání lidského těla) určuje složitý výpočtový algoritmus prostorové uspořádání struktur adsorbujících záření

• princip
• nukleární magnetické rezonance ve velmi
• silném magnetickém poli. Při medicínském
• využití MRI je vzhledem k vysokému
• obsahu vody v lidském těle využíváno
• rezonance jader vodíku (obsahujících
• jeden proton) v magnetickém poli. Tato
• metoda je vhodná především pro zobrazování
• měkkých tkání (ze všech neinvazivních
• zobrazovacích metod poskytuje
• jejich nejkontrastnější vizi). Na výsledném
• zobrazení jsou od sebe jednotlivé tkáně
• zřetelně odlišeny, což je dáno rozdílnou
• odpovědí různých tkání na magnetické
• pole o stejné hodnotě (v závislosti na
• obsahu vody).