Un profesor al Universității „Alexandru Ioan Cuza” din Iași a realizat un proiect unic în România, pentru a veni în sprijinul studenților de la Departamentul de Geologie. Tony Cristian Dumitriu, asistent în cadrul Facultății de Geografie și Geologie, a creat un atlas digital 3D de roci. Mini-biblioteca poate fi descărcată pe calculator de către orice student și cuprinde 70 de eșantioane de roci, cu fișe de prezentare în română și engleză, imagini tridimensionale realizate cu peste 15.000 de instantanee, prelucrate în peste 160 de ore lucru intens și introduse într-o platformă folosită pentru jocuri.

Bobocii care studiază Geologia în anul I aveau, până nu demult, o singură modalitate să învețe despre roci: în laboratorul de Geologie Fizică, puteau să scoată din sertare eșantioanele de roci, să le atingă, să le întoarcă pe toate fețele și să le studieze caracteristicile. Timpul suplimentar de studiu în laborator era dificil de obținut. În afara orelor de Geologie Fizică, laboratorul era deseori ocupat cu alte activități, iar accesul la sertarele cu eșantioane era restricționat doar la momentele în care tinerii puteau fi însoțiți de profesor.

La începutul lui 2016, profesorul răspunzător de lucrările practice, Tony Cristian Dumitriu, a decis să schimbe lucrurile. S-a întrebat cum ar putea să ducă rocile acolo unde stăteau studenții aproape tot timpul cât nu dormeau: pe calculator. În aproximativ jumătate de an, a creat o bibliotecă digitală, 3D, cu o parte din rocile din laborator, pe o platformă folosită de obicei pentru jocuri complexe din punct de vedere grafic. Studenții pot descărca biblioteca pe calculatoarele personale, astfel încât cele 70 de roci pot fi văzute acum de acasă, la orice oră, din orice unghi, alături de toate informațiile importante despre acestea.

Pentru a putea fi văzute clar, rotite și învârtite pe toate fețele, fiecare rocă a fost fotografiată de cel puțin 256 de ori, din unghiuri ușor diferite. Sesiunile foto au avut nevoie nu doar de răbdare, ci și ingeniozitate. Tony Cristian Dumitriu descrie procesul: „În lipsa unui studio foto profesional, am aranjat la facultate un mediu cu trei lămpi cu becuri LED albe, mascate de o pânză care să creeze o lumină difuză și care să nu distorsioneze imaginea mineralelor. Pentru a roti eșantioanele în pași mici, astfel încât să fie fotografiate de jur împrejur, am modificat un aspersor pentru irigație cumpărat din comerț, căruia i-am atașat o placă gradată. Pe placă am așezat fiecare eșantion și i-am făcut câte 128 de fotografii pe fiecare față. În total, 256.”

A

urmat o etapă de prelucrare a imaginilor fiecărui eșantion – o îmbunătățire a contrastului și a detaliilor. Apoi, calculatorul a lucrat o săptămână neîntrerupt pentru generarea modelelor 3D pentru cele 70 de specimene. Pentru generare, Tony Cristian Dumitriu a apelat la o tehnică folosită și în teza sa de doctorat – fotogrametria. Aceasta permite reconstituirea imaginii unui obiect dintr-o serie de fotografii din unghiuri diferite. „Este un proces care folosește foarte intens resursele tehnologice. Calculatorul meu a lucrat o săptămână încontinuu pentru cele 70 de eșantioane”, a precizat profesorul.

Din fotografii, computerul mai întâi generează o schiță realizată dintr-un nor de puncte „esențiale” – aproximativ 60.000 pentru fiecare rocă. Mai departe, prin calcule, se generează un nor cu o densitate mai mare, cu de 100 de ori mai multe puncte decât cel inițial. Un specimen mai complex ajunge la peste 6 milioane de puncte.  Numărul final de puncte dintr-un model depinde de rezoluția și numărul fotografiilor, dar și de detalii – fisuri, textură, colorit etc. Unele eșantioane au prezentat o dificultate deosebită, atât la fotografiere, cât și la crearea modelului 3D, măsurând sub jumătate de centimetru.

În final, modelele 3D au fost introduse, rând pe rând, într-un motor de jocuri, Unity 3D. Motorul a permis crearea unei interfețe și programarea unor acțiuni pentru fiecare imagine digitală.

În produsul final, studenții deschid programul și pot alege să interacționeze în limba română sau în limba engleză. „Deși am avut un timp scurt la dispoziție, mi-am dorit foarte mult ca studenții să poată deprinde termenii și în limba engleză. Mai ales în domeniul Geologiei, care oferă numeroase posibilități de angajare la nivel internațional, chiar este nevoie să cunoști termenii din domeniu”, a precizat asistent Dumitriu.

Biblioteca virtuală de roci nu arată foarte diferit de prezentarea unor personaje de joc pe calculator. Rocile sunt organizate pe categorii și sub -categorii. Fiecare specimen poate fi rotit în toate direcțiile, iar la apăsarea unui buton i se dezvăluie „superputerile”: formula, sistemul de cristalizare, clivajul, duritatea, culoarea, ocurența, răspândirea denumirea etc.  Fiecare mineral este însoțit atât de o bibliotecă de fotografii, cât și de link spre unul dintre cele mai populare site-uri în mineralogie –mindat.org. Atât în realizarea textelor, în sintetizarea informațiilor, cât și în munca de fotografiere a eșantioanelor, asistentul Tony Cristian Dumitriu a fost ajutat de doctorandul în domeniul Geologiei, Iulian Vasile Bălan.

Primii studenți care s-au bucurat de atlasul 3D de roci au fost cei 30 de boboci care intraseră la facultate în toamna lui 2016. „Au reacționat foarte bine”, a declarat Tony Cristian Dumitriu. „Au descărcat aproape toți programul și s-a putut observa o îmbunătățire a cunoștințelor și a notelor. Nu am realizat o statistică, deoarece nu am vrut să intru pe teritoriul acestei științe, dar progresul a fost vizibil la note.”

Ca planuri pe viitor, Tony Cristian Dumitriu își propune să urce biblioteca online, astfel încât să poată fi accesată de oricine, indiferent de capacitățile tehnice ale calculatorului său. În prezent, programul se poate descărca de pe acest link.

Citiți mai mult: 3-D minerals. Auxiliary material for the Physical Geology classes

Tatăl nostru

Ce nu știm despre rugăciunea pe care o știm pe de rost.

Femei în conducerea băncilor?

Două studii UAIC arată că acestea determină creșterea profitului, stabilității și eficienței.

Cartea inteligentă

Un concept dezvoltat de cercetătorii UAIC