Что нам стоит череп строить: Знакомство с внутренним миром динозавра

4csi4rtjkmdtnov0huf2id6e9cm.png


В данной статье я расскажу о том, как 3D-технологии используются в палеонтологии с целью палеореконструкции мира вымерших животных, их скелетов по фрагментарным останкам, или с целью устранения посмертных травм и повреждений. Не обойду я стороной и свой личный опыт использования данных технологий, с помощью которых мне удалось сделать реконструкцию черепа Тираннозавра. Но для начала, давайте вспомним, что есть такое эта чудесная палеонтология?
Итак, палеонтология, если кратко, то это наука об изучении древней жизни. Она включает в себя исследование фоссилий (окаменелые остатки организмов, следы жизнедеятельности) для определения эволюции организмов и их взаимодействия с окружающей средой.

c8dfd4613a1760eff7ace94d90c6d9fb.png
На фото — Джек Корнер, куратор отдела палеонтологии в Музее Скалистых гор, показывает масштаб окаменелостей тираннозавра рекса на месте раскопок в Форт-Пек, штат Монтана, в июне 1990 года.

Палеонтологи редко находят, полные скелеты вымерших животных, поскольку очень часто череп или крупные кости скелета разбиты на мелкие фрагменты, которые могут затеряться в породе. Некоторые из них удаётся обнаружить, но зачастую они потеряны навсегда. В этом случае, когда палеонтологам удалось обнаружить лишь мелкие фрагменты или же повреждённые/неполные кости, начинается процесс исследования и реконструкции. Что часто приводит к использованию 3D-технологий.

a96e868bf3ed7090b8a888a99867ebe5.png
Сцена из фильма Парк Юрского периода.

Такие технологии позволяют не только восстановить полный скелет существа, но и улучшить и облегчить процесс исследований находок, включая и ранее найденные образцы. История палеонтологии довольно богата на сюжеты про различные окаменелости. Так, неоднократно были довольно громкие споры о правильной идентификации фоссилий найденных животных, о принадлежности их к определённым видам, поведении в окружающей среде и анатомических особенностях. Сейчас я расскажу о 3D-технологиях, которые используются в палеонтологии.

К ним относятся:

  1. Компьютерная томография
  2. 3D-сканирование
  3. 3D-моделирование
  4. 3D-печать


Компьютерная томография (КТ) в палеонтологии


bb451b02002097bf73cb09db0044a1f6.png

Метод КТ открыл очень большие возможности для палеонтологии. Он позволяет изучить фоссилии как снаружи, так и внутри, независимо от того забиты ли кости породой. Благодаря методу, можно изучить внутреннее строение черепа и самое главное — получить трёхмерную модель находки во всех деталях.

На что способен современный продвинутый компьютерный томограф ?

Для каждого изображения сканер, как правило, делает от 1500 до 1700 рентгеновских снимков. Фотографии делаются по мере вращения образца в рентгеновском луче с уровнем дозы в 100 раз превышающей уровень дозы, используемой на людях. Эти изображения затем используются для создания 3D-модели всего образца — по сути, стопки виртуальных срезов вскрытия, — которыми можно манипулировать, вращать и изучать под любым углом, раскрывая все детали его внутренней структуры.

ee96dd5f7c598d531a0da3a99c8f510f.png

«Мы можем видеть пространственные детали, недоступные при вскрытии, а некоторые части настолько деликатны, что в противном случае, их можно было бы не заметить»
— доктор Ландман палеонтолог

Затем на основе сканирования палеонтологи могут в цифровом виде реконструировать мозг и внутреннее ухо с помощью специального программного обеспечения.

80ca7deb57ba93e74e6205cce4b4ce72.png
Pawpawsaurus  — панцирный динозавр, чей череп недавно изучали с помощью КТ

Когда у палеонтологов будет трёхмерная модель, например, черепа динозавра, они смогут описать «внутренний мир», т.е. всю структуру черепа и измерить все его различные области. Затем учёные, могут сравнить мозговой отдел черепа с существующим мозгом рептилий (крокодилов и птиц) и их органами слуха и обоняния. Слух, например, можно определить по размеру лагены, области внутреннего уха, которая воспринимает звуки.

d5d55858b62c389c471fa3e227e947a7.png
Недавние исследования с помощью КТ показали, что размер лагены у Pawpawsaurus предполагает слух, аналогичный слуху современных крокодилов.

Обоняние и его острота, вычисляется по соотношению размеров обонятельной луковицы головного мозга и полушария большого мозга. Помимо мозга и органов восприятия, на основании исследований КТ можно смоделировать мышечную структуру головы животного и с точки зрения науки, восстановить предполагаемый облик существа.

Таким образом с помощью КТ проводится ряд исследований, которые были бы невозможны без данной технологии. Полученная 3D-модель черепа или другого окаменелого образца, является важным аспектом, в том числе и для реконструкции, а также создание реплик окаменелостей, файлы КТ проходят этап нескольких обработок в различных программах для использования в 3D-печати. Об этом я расскажу чуть позже.

3D-сканирование


То, что невозможно расположить в аппарате КТ, сканируют при помощи 3D-сканера. На сегодняшний день существуют оптические и лазерные 3D-сканеры, в разных вариациях. Портативные, ручные, стационарные.
a1142d1534badf2b474553e46b37b646.jpg
Лазерный сканер Artec 3D, для точного захвата крупных объектов, таких как здания и самолёты. Стоимость такого сканера 6700000р.

Принцип работы лазерных 3D-сканеров — направленный лазерный луч отражается от поверхности предмета, образуя облако точек. Каждая точка имеет свои координаты в пространстве. Программное обеспечение определяет их и создаёт готовую трёхмерную цифровую модель на основе этих данных.

4774af4f4846d4af4fd26edfbe68273b.png
Бюджетный оптический 3D-сканер

А вот принцип работы оптического 3D-сканера отличается от лазерного. Так, процесс оптического сканирования заключается в подсвечивании объектов создаваемым структурированным светом проектора и съёмки отражённого света с определённых ракурсов. Проще говоря, объект засвечивают световой полоской или паттерном — эталонным монохромным рисунком.

На сегодняшний день метод 3D-сканирования очень популярен для оцифровки любых объектов, в том числе такая технология не обошла и палеонтологию. В этой сфере обычно используется именно лазерное сканирование. Часто таким сканером работают с полными скелетами крупных животных. Например, если нужно отсканировать в музее собранный скелет крупного динозавра, чтобы сделать копию, но уже для другого музея.

Однако такой метод не позволяет сканировать внутреннюю область предметов. Например, некоторые отверстия черепов (зависит от размеров) могут быть недоступны такому сканеру, из-за невозможности подлезть с ним в нужный отдел, хоть и сам аппарат довольно компактный и удобный в эксплуатации.

Что делают, чтобы сканы были максимально точны?

  • Во-первых, большие объекты, как правило, сканируют методом обхода. Специалист использует ручной сканер и определяет для себя зоны оцифровки объекта. В случае с большим скелетом, поскольку он состоит из множества костей, делают так: 1 зона = 1 кость.


  • Во-вторых, каждую косточку скелета сканируют со всех сторон, на компьютере в специальной программе. Объект отображается в режиме реального времени, что позволяет контролировать процесс и избежать возможных ошибок. После того как зона отсканирована, специалист переходит к следующей и так далее по порядку, пока весь скелет не будет оцифрован.

aa9f8fe5a1b89bb89a9a83e0bff2a412.png
На фото команда Artec3d сканирует скелет взрослой особи Тираннозавра рекса.

Даже несмотря на такую скрупулёзную работу, часто от такого сканирования модель получается с различными артефактами.
Например, дыры в модели и лишние «частицы» (полигоны, которые образуются на расстоянии от модели и вокруг неё).

2cb4af9f9dc8625b08762ff6839e459a.jpg
Пример «артефактов» лазерного сканирования

Ранее в своих статьях я косвенно описывал проблемы такого метода. Однако даже учитывая, что после сканирования нужно будет поработать над моделью в различных программах, данный метод позволяет существенно упростить работу над реконструкциями, копиями музейных экспонатов, а также сканировать оригинальные находки для дальнейшего изготовления реплики. Однако есть и продвинутое оборудование, позволяющее сделать довольно качественный скан, значительно минимизируя проблемы в модели. Как и с методом КТ после подготовки файла, модель можно использовать для 3D-печати.

fb4afe2321c1579c8b9acc596bf9a47c.png
Качественный скан Тираннозавра рекса от команды Artec3d

И напоследок, закрывая тему 3D-сканирования, я хотел бы поведать одну историю на тему использования сканов во время раскопок. Этот исторический сказ может быть интересен любителям использовать 3д технологии в полевых условиях. Однако, чтоб не утруждать всех остальных читателей, я вынесу данную историю в спойлер:

4nkzpokfwdrm2sk1pzttplxnfgs.png

Чудесная история о том, как китов сканировали для нужд палеонтологов
«Утром в ноябре 2011 года американский палеонтолог Николас Пиенсон провожал глазами груженные рудой самосвалы, с рёвом проносящиеся по участку Панамериканского шоссе между шахтами в пустыне Атакама и чилийским портовым городом Кальдера. Перед ним расстилался 250-метровый участок песчаника, расчищенный для прокладки новых шоссейных полос. Однако это был, не совсем простой участок.»
e7787a8bc4dac89387b3d244c1ad790f.png
Палеонтолог Николас Пиенсон.

Николас Пиенсон — является учёным изучающим древних морских китов. В то время он зачастую посещал различные строительные площадки в местах, где раньше пролегала водная территория. Он надеялся, что рабочие в этих местах наткнуться на удивительные захоронения гигантов, которые откроют новые факты об эволюции китообразных. Для достижения своих целей всё своё свободное время учёный проводил в поисках окаменелостей. Эту жажду поиска подогревал и его коллега по работе — палеонтолог Марио Суарес:

«На протяжении последнего года его чилийский коллега Марио Суарес приглашал Пиенсона приехать, чтобы посмотреть на окаменелости, постепенно обнажающиеся во время работ по расширению трансконтинентального шоссе. И вот наконец, находясь в Чили по другим делам, учёный согласился заглянуть к Суаресу. Теперь, стоя на обочине, он понял, почему коллега был так настойчив: дорожные рабочие извлекли на свет не просто несколько китовых костей, а буквально целое китовое кладбище. Перед исследователем расстилались скелеты, по крайней мере, сорока доисторических китов, причём некоторые из них достигали десятиметровой длины.»

18b681416bb4c1f3cf3d7bb7d1851129.png

Обнаруженные останки напоминали собой гигантское кладбище древних животных. Возможно, это было самое большое скопление остатков древних китов во всём мире. Чтоб быстро получить данные необходимо было придумать идею лучше, чем просто пытаться откопать окаменелости:

«Палеонтологическая экспедиция должна была предварительно задокументировать каждую находку, не извлекая её из земли, — так скелеты можно соотнести с окружающей обстановкой, со средой, в которой киты нашли свою смерть. Но в данном случае у исследователей просто не было времени для всех необходимых процедур, поскольку кладбище расположилось в самой гуще строительных работ. На всё про все городские власти Кальдеры выделили палеонтологам один месяц.»

85760131c9dcf709699af0cd28072dd4.png
Сканирование остатков китов.

По итогу Пиенсон нашёл выход. Он связался с учёными работающими в сфере цифровых технологий, которые уже давно использовали 3D-сканирование для решения своих задач. Таким образом, все вместе они договорились сделать невозможное, изъять из земли всю информацию об окаменелостях, не используя при этом лопаты и кирки. Такое решение внесло огромный вклад в науку:

«Вместо лопат, совков и гипса для слепков они привезли на стройплощадку лазерные сканеры и видеокамеры. «Лазерные ковбои», как прозвал их Пиенсон, установили над площадкой тенты и в течение шести дней по 20 часов в сутки работали, фиксируя миллиарды пикселей графической информации. Вернувшись в институт, учёные на базе полученных данных воссоздали место раскопок в цифровом виде. Теперь они могли сколько угодно работать на виртуальном кладбище в поисках причины гибели китов. Более того, у них появилась новая возможность делиться информацией, распечатывая высококачественные трёхмерные копии ископаемых.»
Всё это привело к тому, что Смитсоновский институт анонсировал выставку, на которой должен был быть представлен десятиметровый скелет одного из китов, похороненных в Кальдере. Я не нашёл подтверждений тому, состоялась данная выставка, или нет, но сам факт использования 3D-сканирования, которое позволило сократить долговременную работу до срока в менее один месяц, заслуживает восхищения. К слову, помимо скелета на выставке анонсировался показ того, как современные технологии создают науку будущего:
» Экспозиция будет организована в Национальном музее естественной истории, и это будет самый большой в мире объект такого рода, изготовленный на 3D-принтере. Помимо палеонтологической ценности, грядущая экспозиция расскажет публике о том, как успехи цифровых технологий меняют жизнь и в сфере науки, и за её пределами. Возможность максимально точно сохранять информацию всегда была важна для учёных, будь то чертежи, эскизы или фотографии, но новая технология позволяет сохранять подробную информацию для последующего её воспроизведения в объёме!»

6bc8f1e560346c37234980a25a2f11f0.png
Более подробно о данной истории вы можете прочитать здесь. Материал интересный.


3D-моделирование


В рамках палеонтологии 3D-моделирование совсем не редкость, учитывая то, что почти всегда этот этап идёт следом после метода 3D-сканирования, а также после КТ. В первом случае обычно идёт доработка модели или исправление ошибок сканирования и конвертирование файла в нужный формат для 3D-печати. В случае с файлами КТ, 3D-моделирование используется обычно как дополнение, например, моделирование мозга, используя скан черепа. Однако 3D-моделирование в рамках палеонтологии может быть и обособленным методом, а не вспомогательным.

Рассмотрим этот метод на примере палеоэскизов или референсов.
В рамках палеонтологических исследований есть старая практика, делать зарисовки и чертежи находок. До современных методов исследований — это была почти единственная методика описания морфологии черепов, костей и скелетов вымерших животных.

faa592a51dc9c3a27e2fea16db673191.jpg
Справа пример палеонтологического референса черепа Тираннозавра «Джейн», а также показана посмертная травма, полученная в схватке, предположительно с сородичем. Слева скан КТ частичной реконструкции черепа.

Данные референсы и сейчас далеко не бесполезны, с помощью них можно моделировать в таких программах как Zbrush, прямо как по эскизу или чертежу. Особенно когда нет скана нужного образца или прямого доступа к нему. На примере черепа Тираннозавра «Джейн» расскажу немного о своей практике.

▍ Знакомство с «Джейн»


46b1123864ac3dc018ba476af2fa0e5f.png

Скелет самки Тираннозавра рекса, возрастом около 11-ти лет. Довольно известный экспонат, которому дали женское имя «Джейн». После того как её нашли, возникло множество споров касательно видовой принадлежности. Какое-то время подростка Тираннозавра причисляли к Нанотираннусам, так как череп найденной самки был почти идентичен ранее найденному образцу черепа Нанотираннуса, который был обнаружен в 1942 г. в формации Хелл-Крик, от этого образца череп «Джейн» отличался лишь наличием травмы, вероятнее всего, полученной в результате схватки с другим Тираннозавром подростком. В результате исследований этих двух черепов палеонтологи подтвердили, что образцы принадлежат к одному и тому же виду. А также в 2005 году в музее Берпи состоялась конференция, на которой обсуждалось, представляют ли собой Нанотираннусы взрослых особей своего вида или же подростковых особей Тираннозавра. Так большинством было принято решение ликвидировать род Нанотираннусов, а всех животных этого рода назвать подростками Тираннозавра. Таким образом, «Джейн» всё же вернулась в родную семью.

Работа над черепом «Джейн» имела ряд проблем. У меня не было скана этого черепа, однако если учитывать что это довольно молодая особь, то решено было поискать сканы черепов Тираннозавров примерно её возраста. А также использовать морфологическое описание, доступные фотографии и палео эскизы черепа «Джейн». Поиски были довольно долгими, однако вот что мне удалось найти.

Скан черепа Нанотираннуса в программе Meshlab. Лично для меня самая удобная программа для просмотра сканов в формате ply, особенно если нужно наложить текстуру на модель:

d2f0ce0de7a42877ad62344cc26b10ef.png

Первый найденный череп Нанотираннуса (Nanotyrannus lancensis) индекс каталога (CMNH 5741). Обнаружен в 1942 г:

7a22ed87a09d70023624c778bac28537.png

Несколько полезных фотографий сканов реконструкции черепа «Джейн»:

cfd7a19238edc57a704b86b1a739204e.png
Фото снимков всех оригинальных фрагментов черепа «Джейн»(BMRP 2002.4.1)

56925888f03ce7d2997d7a7547489f12.png
Череп BMRP 2002.4.1, вид сверху. Центральная линия иллюстрирует деформацию черепа в результате травмы.

По данным отсканированных образцов фоссилий CMNH 5741, а также фотографиям, морфологическому описанию и эскизам черепа BMRP 2002.4.1, мне удалось сделать реконструкцию черепа «Джейн». Опираясь на эти данные, я стал превращать полный скан черепа Нанотираннуса в реконструированную модель черепа Джейн с устранением посмертной травмы. Для этого я конвертировал скан в программе Netfabb из формата ply — в формат obj, там же провёл удаление полигонов породы, которая забила череп. Отделил верхнюю часть черепа от нижней, соответственно, обе половины были с повреждённой сеткой, так как череп был в положении закрытой пасти.

После этого сохранил файлы в формате stl, игнорируя предлагаемый программой «авторемонт» модели, который бы в случае применения автоматически заполнил полигонами дыры в частях черепа, которые образовались на месте удаления породы и разделения.

К сожалению, скринов поэтапной работы у меня нет, так как я занимался этим ещё в марте, и не думал, что буду описывать этот процесс.

После редактирования модели в Netfabb — мне нужно было поработать над геометрией черепа, чтобы приблизить её к образцу Джейн. Затем нужно было сделать примитивный скульпт. Выравнивание и наращивание объёма в некоторых местах, очищенного от породы черепа, я сделал в Meshmixer. Удобная, но, к сожалению, ограниченная в своих возможностях программа, особенно для профессиональных 3D-скульпторов. Касаемо зубов и объёма в месте разделения нижней челюсти от верхней, то всё это я тоже сделал в этой же программе.

Впоследствии я решил упростить себе задачу и работал только с левой стороной черепа, с самой симметричной, на мой взгляд. Закончив работу в Meshmixer, возвращаемся в Netfabb и режем модель ровно пополам, чтобы отделить левую сторону черепа от правой, далее копируем левую сторону, зеркалим её и сшиваем вместе два элемента в один. То же самое делал и с нижней челюстью. В конечном счёте осталось сделать только детализацию черепа в Zbrush, с помощью кистей, создав тем самым рельеф. Габариты черепа я корректировал в слайсере Simplify3d, как финишный этап работы над моделью.

4056665357888cc13f3f83269e1a9fc6.png
Законченный проект в Zbrush

Следует отметить, что справился с данной работой, я совсем не в одиночку. Много информации по морфологии черепа мне предоставил известный блогер в научпоп комьюнити — Дмитрий Соболев «Упоротый Палеонтолог», также с 3D-моделированием мне помог знакомый товарищ, в особенности в работе в Zbrush. В этой программе была сделана вся работа по проработке детализации черепа (фактура и рельеф кости), с использованием различных «кистей».

3aac200139ae8c1adfab901d77c5c315.png
Верхняя и нижняя челюсти. Полностью готовая 3D-модель, реконструкции черепа «Джейн»

3D-печать


Финишный процесс, к которому непременно приводят все вышеперечисленные этапы. Современная и легкодоступная технология, позволяющая изготовить предмет с особой точностью без колоссальных затрат и усилий. В палеонтологии, и не только, данный метод является необходимым, так как любой отсканированный скелет или череп, должен быть воплощён с такой же анатомической точностью, как и оригинал. Обычно для таких целей используют качественные профессиональные или промышленные 3D-принтеры. Виды 3D-печати также разные.

fe60182b5c99ecc7346480d20857075d.png
Печать нижней челюсти Тираннозавра, команды Artec3d

Основные виды 3D-печати

  1. Прототипирование методом наплавления (FDM)
  2. Селективное лазерное спекание (SLS)
  3. Лазерная стереолитография (SLA)
  4. Электронно-лучевая плавка (EBM)
  5. Производство моделей с использованием ламинирования (LOM)
  6. Многоструйное моделирование (MJM)


P.S. Некоторые из этих видов имеют подтипы, например (SLA) делится на такие типы как (LCD), (DLP), (mSLA) и др. Но в целом технология подразумевает построение объекта с помощью отверждения жидкой светочувствительной смолы.

В этой части я вкратце расскажу только о двух самых популярных в мире видах 3D-печати, которые также используются в рамках палеонтологии.

И я так решил по двум причинам.

  1. Подробный обзор всех основных видов 3D-печати — это материал равный примерно 6 большим статьям. Так как поверьте материала реально много.
  2. Я буду честным с вами в своём опыте, поэтому расскажу вкратце только о тех видах 3D-печати, с которыми работал лично.


Работаю я с технологией FDM и SLA кратко рассмотрим эти технологии.

FDM  — самая распространённая технология 3D-печати в мире. С её помощью выращивают изделия как дешёвые домашние принтеры, так и промышленные системы высокоточной 3D-печати. Принцип построения по технологии FDM заключается в послойном выращивании изделия из предварительно расплавленной пластиковой нити.


da0e230ce70b4f73ec3f0409325674c0.png
Профессиональный FDM 3D-принтер, с областью печати 600×600×600 мм. Стоимость 1 млн. руб.

На промышленных предприятиях или в сфере крупного бизнеса, как правило, используются промышленные или профессиональные 3D-принтеры, стоимость их сильно варьируется в довольно крупных суммах. Однако в сферах науки используются в основном профессиональные устройства, которые качественно справятся со своей задачей. Крупные объекты в основном печатают на таких принтерах, так как площадь и скорость печати промышленного устройства, существенно превосходит таковые у аппаратов в бюджетном сегменте. Например, обычно бюджетный принтер имеет площадь печати не превышающий 450×450×450 мм., тогда как промышленный имеет площадь от 600×600×600 мм и до 2 и более метров. Соответственно, сканы крупных костей и черепов, сотрудники университетов или музеев печатают на таких принтерах.

d9518243f60169ea74cf8080c7c78cd9.png
Трицератопс, напечатанный на 3D-принтере, можно увидеть в Business Design Center в Лондоне. (Фото: Chris Ratcliffe/Bloomberg).

Однако с крупными объектами вполне могут справиться и принтеры в бюджетном сегменте, но объект нужно будет предварительно подготовить для печати, разрезав модель на части. При этом даже в таком случае печать будет очень долгой. Ниже, после нескольких слов про SLA печать, я расскажу — как печатал череп тираннозавра «Джейн» размером 1:1 (длина от носа до затылка 70 см), на бюджетном FDM 3D-принтере.

Лазерная стереолитография (SLA) — технология 3D-печати, основанная на послойном отверждении жидкого материала под действием луча лазера. Используется в промышленных 3D-принтерах компаний 3D-Systems и Uniontech. Фотополимер — это вещество, изменяющее свои свойства под воздействием ультрафиолетового света.

В рамках палеонтологии такой метод тоже не редкость, самый главный плюс фотополимерного метода печати, очень высокое качество и точность. Даже бюджетный принтер такого типа способен печатать изделия с высотой слоя всего 50 микрон., но он будет ограничен в своих возможностях в основном из-за площади печати. Однако такой метод редко используется на крупных объектах. Впрочем, и из-за высокой цены фотополимерных смол.

65dec47257a29665c424b57c907c8d9a.png
Бюджетный фотополимерный 3D-принтер.
Область печати 72×150×150 мм. Цена около 20 тыс. руб.

В палеонтологии такие принтеры часто применяются на мелких объектах. Например, зубы, небольшие кости и черепа мелких животных. Пример моей практики-зуб вымершей акулы Мегалодона. Используя скан оригинального экспоната, удалось получить идентичную копию со всеми мелкими деталями.

Печать зуба Мегалодона фотополимерным принтером:

81024bac47e6ebda52901cecd503eb31.jpg

Финишный результат:

b1ae48e738ba0f2c24c745fca1521366.jpg

Однако для печати черепа длиною 70 см, такой метод я даже не рассматривал. Так как мой фотополимерный принтер из бюджетного сегмента, с очень маленькой для этих целей площадью печати.

3D-печать черепа «Джейн»


Из трёх FDM 3D-принтеров у меня в наличии только один с областью печати 400×400×400 мм. Шесть лет назад я собрал его сам из разных комплектующих, этот принтер собственной сборки можно отнести к бюджетному сегменту. На нём и будет происходить печать черепа.

7a02e69f9e7c7ed2daf0ff9fca8516fd.jpg
Фото вышеупомянутого 3D-принтера

Следует подчеркнуть, что весь череп всё равно не получится расположить на такой площади. Даже по ширине тот же затылок, более 40 см в ширину. Поэтому в программе Netfabb я разрезал череп на множество крупных частей, для удобства печати и сокращения количества поддержек.

e9817f53c830a54c1b5186dd80a462cb.png
Скриншот всех деталей черепа в программе Simplify3d

Печать производилась пластиком ABS, соплом 0.4 и слоем 0.2 Каждая крупная деталь печаталась отдельно. Лишь несколько удалось напечатать за 1 проход. По времени печати вышло примерно 3 недели. Самые крупные детали печатались минимум двое суток, это время печати одной крупной детали.

3f5d560463078ab798f9af02e3efcbb0.jpg
А вот и нос)

Пока печатались все части, я занимался обработкой и склейкой тех, что уже были напечатаны. В целом весь процесс обработки и склейки, а также другие тонкости ручной обработки я описывал в статье про череп маленького трицератопса. Поэтому если вкратце, то это шлифовка деталей, химическая обработка растворителем, гравировка и склейка самодельным клеем из растворенного в ацетоне пластика ABS.

ef9bc6c2f9da701da1bc10f98ba9b3bb.jpg
Частично собранный череп, на фоне взрослого ручного кота для масштаба. Габариты черепа и кота 1:1))

61642c1dcbf609c5bb7a69dbd75656cb.jpg

03a9418251c0999f308f91bccc0be38a.jpg
Химическая обработка черепа ацетоном. При помощи кисти весь череп несколько раз обмазывается.

Так выглядит череп после химической обработки. Изделие приобретает глянец. После шлифовки, гравировки и химобработки слоёв от печати нет
ebb2fa9f1f080a9c723166434ba61af1.jpg

a13869efe541fa95d3c7858113cedbfe.jpg

Дальнейший этап работ, включает в себя грунтование и роспись черепа акриловыми красками. Я использовал белый грунт с баллона:

5d1bf8242929233cb3b5b73192d16c5d.jpg

1df5febf0ecad626fe2aa8042eb33e0d.jpg

После того как грунт высох, я приступил к росписи. Заняла она где-то неделю, так как для реалистичного финишного результата, нужно сделать много разных оттенков, при этом каждый слой оттенка должен высохнуть прежде, чем наносить следующий. После этого проводилась работа с тенями в углублениях и высветление граней черепа. Учитывая объёмы, считаю, что неделя работы с краской не так много. Завершить результат нужно лаком. Что заняло ещё два дня. Так как такой объём сразу весь не покрыть, приходилось переворачивать череп на разные стороны после того, как на одной стороне лак высохнет. Лак матовый в баллоне, чтобы сохранился естественный цвет черепа, без лишнего блеска.

Финишный результат на фото:

c86e838834ec08873ebbe0f0cbc95d66.jpg
Череп тираннозавра «Джейн» в моих руках

c0836ef1f8c0ffa7501299e6874b8d54.jpg
Скажи сы-ы-ыр :-)

2c7d1360a806f2e14b3170fcb95eae5d.jpg
Череп состоит из двух частей. Нижней и верхней челюсти.

Далее «Джейн» с несколькими остальными репликами от моей мастерской (Nessitera Bones Factory), уехала в небольшое путешествие. На фестиваль науки «Улики Эволюции» в г. Санкт-Петербурге. Там она порадовала своим присутствием многих увлечённых людей. Думаю, стоит показать фотографии с фестиваля, ну, а я с вами прощаюсь. Свои вопросы или критику оставляйте в комментариях, постараюсь ответить всем.

Фото с мероприятий:
На фото два черепа Тираннозавра «Джейн», на момент смерти ей было 11 лет. «Chomper» двухлетний детёныш тираннозавра:

43a4f7d5350234443de53f6ce61fc0f7.jpg

На фото Самир Ефимов (справа) и Александр Яскин (слева). Организаторы фестиваля, от научпоп сообщества «Фанерозой»:

37d6e1a5dfd53de1d383df5d9f43a923.png

Дмитрий Соболев «Упоротый палеонтолог» фото его выступления:

3b33e2cbcce99e879d524ccb2a0e7338.png

«Джейн» на фестивале «Улики эволюции»:

24f1bcb4abba0a00309c2217420f734f.jpg

09179930551ec1c5410a33979cc79e51.jpg

Джейн обросла плотью. Художники Наталья Смирнова и Дмитрий Бухтияров:

ae8f6da162c07a2f708456014ecf4bac.png

Источники

xbo4gmrlicdllfwrmtuypqrlcgg.jpeg

© Habrahabr.ru