I förra blogposten beskrev vi hur några av Christopher Polhems modeller ur hans mekaniska alfabet CT-skannats på Linköpings universitetssjukhus vid CMIV, Centrum för medicinsk bildvetenskap och visualisering. Företaget Interspectral, som koordinerade skanningen vid CMIV, har nu levererat en första digital variant av modellerna, samt en programvara för att titta på dem. Filerna är alltför tunga för att presentera online – men vi har gjort en liten videoinspelning som ger en föraning om hur det hela ter sig.
Den 11 oktober genomförde vi äntligen 3D/CT-skanningen av 5 utvalda modeller ur Christopher Polhems mekaniska alfabet, det blev en lång men mycket lyckad dag på Linköpings universitetssjukhus. Modellerna skannades på CMIV, Centrum för medicinsk bildvetenskap och visualisering, som är ett tvärvetenskapligt forskningscentrum initierat av Linköpings universitet.
Skanningen koordinerades av digitalisering- och visualiseringsföretaget Interspectral som även samarbetar med andra forskningsprojekt på museer (tex. Medelhavsmuseet där man arbetar med CT-skanning av mumier). Projektet tilldrog sig stort intresse och dokumenterades av både Linköpings universitet och amerikanska History Channel.
Syftet med att CT-skanna modellerna är att vi får möjlighet att digitalt separera alla rörliga delar. Originalmodellerna, som är gjorda av trä och på grund av sin höga ålder mycket sköra, slipper monteras isär. Tack vare den data som genereras genom CT-skanningen kan alla rörliga delar separeras och återskapas helt digitalt.
CT-skanning (Computed Tomography) kallas på svenska även för datortomografi, eller skiktröntgen och är en vidareutveckling av slätröntgen. Inom medicinsk diagnostik används datortomografi för att avbilda patienten i tre dimensioner, istället för som vid slätröntgen erhålla en tvådimensionell bild där täthetskillnaderna i projektionsriktningen har överlagrats och därmed inte kan särskiljas. Datortomografi används även inom industrin, bland annat för materialprovning.
Vid skiktröntgen sänds ett solfjäderformat strålknippe från flera olika vinklar. Dessa strålar fångas upp av detektorer som registrerar strålarnas intensitet och sänder uppgifterna vidare till en dator för bildbehandling. Röntgenstrålarna försvagas i olika grad beroende på vilken typ av material de passerar igenom. Material med hög densitet (täthet) försvagar röntgenstrålningens intensitet mer än material med låg densitet. Den information som registreras omvandlas sedan digitalt till en tvådimensionell bild. Många tvådimensionella bilder kan i sin tur sammanfogas till tredimensionella volymer.
Med hjälp av skiktröntgen kan man alltså dels återskapa en tredimensionell, digital modell av det skannade objektet och dessutom åskådliggöra täthetskillnader i objektets material. Dessa täthetsskillnader i materialet anger t.ex. hur fästen och skarvar i konstruktionen ser ut samt var avgränsningar eller mellanrum förekommer. I och med detta blir det möjligt att isolera och sedan separera modellernas rörliga delar digitalt för att sedan kunna återskapa rörliga modeller i 3D.
Nästa steg för Tekniska museets modeller är att vidare bearbeta den data som genererades vid skanningen. Interspectral som koordinerade skanningen vid CMIV kommer nu att arbeta vidare med att segmentera (frilägga) alla rörliga delar, rensa från uppkomna artefakter samt konvertera alla delar till polygoner (ytmodeller) som kan användas för visualisering, 3D-printning, animeringar och annat. En första leverans är beräknad till årsskiftet Läs mer:
Inom ramen för vårt forskningsprojekt har vi samarbetat med animatören Rolf Lindberg. Han har nu färdigställt tre stycken animationer av lika många modeller ur Polhems mekaniska alfabet. För att inte handskas med modellerna mer än nödvändigt, har Lindberg enbart använt ett par vanliga fotografier för att mäta dem. Som Lindberg själv skriver i sitt PM – som kan laddas ned här: lindberg_arbetsunderlag – togs bilder av modellerna från alla fyra sidor men en centimeterskala som referens. ”Därefter rätades bilderna upp i Photoshop så att alla kanter blev parallella.” Den här formen av digitalisering använder sig med andra ord av ett nästintill helt virtuellt tillvägagångssätt, där modellerna återuppbyggs i datorn. Noterbart är den typ av virtuell friktion (i mitten-animationen) som Lindberg också inkluderat i en av modellerna. Även den är givetvis helt fiktiv – men ger (möjligen) en mer reell upplevelse av hur modellerna fungerade i praktiken.
The other day I (that is, Pelle Snickars) got a book chapter accepted for a forthcoming joint German and English book publication – with the working title, The Virtue of Models 2.0. The book is part of work being executed within the German digital humanities working group, Digitale Rekonstruktion, and the title of my chapter is tentatively: ”Metamodeling—3D-(re)designing Polhem’s Laboratorium mechanicum.” In many ways, the text will be a kind of first output of our current project, and what I envision (or at least have promised) to write is the following:
Christopher Polhem (1661-1751) was a Swedish scientist and pre-industrial inventor—sometimes described as “the Father of Swedish Technology” (Lindroth 1951; Johnson 1963, Lindgren 2011). His so called, Laboratorium mechanicum (or the Royal Model Chamber) was a collection of several hundred educational models of wood of contemporary equipment, machines and building structures, water gates, hoistings and locks, invented (mostly) by himself. Basically, the Laboratorium mechanicum was a facility for training Swedish engineers, as well as a laboratory for testing and exhibiting Polhem’s models and designs. It was set up by him in the late 1690s, became a Swedish state-funded institution for information and dissemination of technology and architecture in 1756, and was during the 19th century used at the KTH Royal Institute of Technology in Stockholm.
Around 1930 Polhem’s model collection was transferred to the Swedish National Museum of Science and Technology. Ever since it has served—and been frequently exhibited—as a kind of meta-museological artifact, since Polhem’s designs proved to be pedagogical museological objects avant la lettre. Within the new interdisciplinary research project, “Digital Models. Techno-historical collections, digital humanities & narratives of industrialisation” (funded by approximately one million euro by the Royal Swedish Academy of Letters, History and Antiquities, between 2016-19) parts of this collection will be 3D scanned and 3D reconstructed by different software. In short, the project set up is part of the trend were heritage institutions are exploring how 3D technologies can broaden access to their collections (Urban 2016; Ioannides 2014). More specifically we are interested in Polhem’s so called “mechanical alphabet”. Initially, it consisted of 80 wooden models of basic machine elements like the lever, the wheel and the screw. Since a writer naturally had to know the alphabet in order to create words and sentences, Polhem argued that a contemporary mechanicus had to grasp his mechanical alphabet to be able to construct and understand machines.
3D modelling the mechanical alphabet, however, can be done in various ways. Within our research group, we have for example started co-operating with the animator Rolf Lindberg; on YouTube he has uploaded a number of videos of Polhem’s models (Lindberg 2016). Lindberg, however, did not 3D scan these mechanical models—he computer-animated them. Hence, from a museological perspective, rather than 3D scanning heritage items, it seems easier, and perhaps also more pedagogical and visually enticing to simulate them—that is, building and constructing a brand new virtual object. The original item collected in the museum then becomes a model (rather than vice versa). One of the objectives of the London Charter on computer-based visualisation of heritage promotes “intellectual and technical rigour in digital heritage visualisation”—yet, is a 3D scan (in our case) more rigour than a simulation? (London Charter 2009). Furthermore, in the case of Polhem’s models, the theme of (digital) reconstruction also has a profound historical dimension, since he sincerely believed (as a pre-industrial inventor) that physical models were always superior to drawings and abstract representations. Then again, metamodeling as a scholarly and museological practice might not agree that the same hold true for digital representations—or?
Jenny Attemark-Gillgren, 8 augusti 2016
Carl Sahlins och Torsten Althins på besök vid Boxholms Bruk 1932. Från vänster, Carl Sahlin, Disponent Elis Wettergren, Ingenjör Erik Dahberg och Spikverkmästare Rupert Isaksson. Fotograf Torsten Althin.
Carl Sahlin; välrenommerad bergsingenjör, bruksdisponent och bergsman. Under 50 år samlade han dessutom in nästan 2000 arkivkapslar med bergshistoria som sträcker sig från 1100-talet till 1930-talet. Arkivkapslar till bredden fyllda med korrespondens, reseskildringar, avtal, föremål, kartor, litteratur, stämpelböcker, intervjuer med prydliga noteringar av Carl Sahlin själv. Bara själva arkivförteckningen omfattar över 250 sidor. Carl Sahlins s.k. bergshistoriska samling ger oss bilden av det svenska brukssamhället där industrialismen växer fram. Det finns mycket skrivet om Carl Sahlins karriär, de utredningar han satt med i, antalet artiklar han publicerade och det ofattbart omfångsrika insamlande av material av alla dess slag. Det verkar som Sahlin var lika intresserad av bruksplaner, kolningssätt, järnstämplar, underliga kurrar i trakterna, järntjuveri som midsommarfiranden. Carl Sahlin var även aktiv i uppstarten av Tekniska museet. Allt detta samtidigt som han var bruksdisponent på Laxå bruk. Så, vem var egentligen Carl Sahlin? Hur gick insamlandet av material till? Vad hade han för avsikt med skapandet av sin bergshistoriska samling? Vilka personer hjälpte honom i sitt arbete? Var han någonsin ledig?
Carl Andreas Sahlin, föddes den 15 december 1861 i Vollsjö, Skåne och dog den 22 januari 1943 i Danderyd, Stockholm. Ett dokument från Carl Sahlins chaufför (som bodde i herrskapet Sahlins villa i Djursholm 1929-1933) beskriver lite mer kring personen bakom titlarna. Chauffören var tydligen behjälplig med korrekturläsning av boken och körde runt Carl för att ordna källor till boken:
”Att en gammal, pensionerad bruksdisponent verkligen haft en sådan brinnande energi att forska och åt eftervärlden skapa åt sig ett bestående eftermäle, är värt nog att beundra”.
Fotograf: Okänd, Tekniska museet
Vidare skriver chauffören att Carl Sahlin var gift med Ellen Sahlin, prästdotter från Undenäs i Västergötland. De hade 5 barn. Den yngste sonen, Karl-Ingemar, följde i sin fars fotspår och blev bergsingenjör vid Norrbottens järnverk. 1933 donerade Carl Sahlin hela sin bergshistoriska samling till Tekniska museet och bildsamlingen skänktes till Jernkontoret. I gåvobrevet till Tekniska museet kan vi läsa om hans tankar kring arkivmaterialet, bl.a. skriver han att hans önskan är att:
”Museet må genom sina tjänstemän i möjligaste mån underlätta materialets begagnade.”
1933 var ett omtumlande år för Carl Sahlin. Hans fru Ellen gick bort, endast 60 år gammal. Han tilldelades även den ärofyllda kungliga medaljen Illis quorum för sina forskningsinsatser.
Carl Sahlin sökte efter historien om Sveriges bruk från Smygehuk till Kiruna. Under Digitala modeller-projektet kommer vi dels att tillgängliggöra Sahlins insamlade berättelser och dels att genom digitalisering och med genus- och spelvetenskaplig analys att synliggöra mönster och teman som tidigare stått i skuggan av de dominerande berättelserna. Vi kommer att ta reda på mer om Carl Sahlin och själva metahistorian kring insamlandet. Vem har egentligen kunskap och makt att definiera den?
During the end of April 2016 our research group had its first gathering at the Swedish National Museum of Science and Technology in Stockholm. The primary purpose of the meeting was to kick-off our project, and be introduced to the excellent team at the museum. The general idea was to have a first grasp of the collaborative nature of the project, get to know each other and, of course, access the archives.
A cluster of the sources we seek to digitize as part of Digital Models is the personal archive of Carl Sahlin, the eminent business and industry historian. Born in 1861, Sahlin was well educated and widely recognized as a researcher, with a baccalaureate from Lund and a metallurgist degree from the university of Technology. He was in fact awarded an honorary PhD from the University of Stockholm and a Royal Medal Illis Quorum (1933) for his research. His own scholarship covers no less than 382 papers and articles, mainly in Swedish industrial history. His preoccupation with technology and the industry was evident in his relation to cultural heritage. He was the initiator of three museums of technical-historical nature: Bergslagets Museum in Falun, the Laxå Mill museum and the Museum of Technology in Stockholm.
As any intriguing personality, Carl Sahlin was a collector of a vast variety of disparate materials. Reconstructing his archive to get a grasp of his polymorphus life and work, posed several challenges to us. How does one digitize? What to pick first? Lotta Ouidhus, the museum’s archivist helped us navigate through some of the archival capsules. Sahlin’s illustrious personality was most certainly reflected in his collection of materials. Among business letters, contracts, and business and academic paperwork, we found a variety of interesting things and paper artefacts from Sahlin’s special collection. Copies of the magazine Idun, pictures of all sorts, receipts for equipment and land and an impressive collection of hand-crafted and hand-painted maps of terrain-land with lakes, mines, and all sorts of things.
The archive list for the volume archivist showed (F2 : 1- see screenshot from the archives of the list) states that it contains maps from Gamlebo – Höganäs from the years 1600-1805.
Within these files we found these beautiful, hand-crafted maps that Carl Sahlin collected and that the museum archivist encouraged us to digitize. We looked through these maps: we could see designated iron ores, with small fir trees to indicate forest and some of them could perhaps make interesting adventure games, teach users (read museum audiences and researchers) about the history of environmental representation.
Map depicting iron ores (detail: compass circa: 1600)
Map depicting iron ores (detail: forest and ore circa: 1600)
One of the challenges that digitization entails is how to depict or denote the actual materiality of artefacts. For example some of the most detailed, exquisite maps were partially burnt. As a group, we spent a few minutes trying to reconstruct the map’s current material state.
Map depicting iron ores (circa: 1600)
After a close examination we saw that the map had cloth embedded in to be more durable, and its very position and structure looked as if this was an ornamental map- intended perhaps to be hanged. However it was partially burned, which made us think that whoever used the map – Carl Sahlin or before him – they did so in circumstances of no electricity, perhaps the burning parts were because someone had examined the map in candlelight. A serious question arose: how does one digitize an archive taking into consideration its materiality? And if so, could there be digital materiality that may enable a deeper examination and more meanings and stories that relate to the physical condition of that map?
As Paul Leonardi (2010) notes: ’most authors who proffer either a direct or an associative definition of materiality link the term to matter — tangible stuff. … If “material” means “matter” and software has no matter, we are best off to dispense with the inaccurate modifier. But if we think there is something important about software or other intangible artifacts that distinguish them in key ways from patterns of interaction, talk, or other social practices, and that the word “material” points to that distinction, a second option would be to consider how the adjective can be used to represent these differences’.
In recent years, Wanda Orlikowski’s (2000) notion of a technology–in–practice has become common. Orlikowski distinguishes a technology–in–practice from a technological artefact. The artefact is ‘the stuff’ that people use. Technology–in–practice refers to the way the technology is used. In the physical realm a map would be a technological artefact whose form does not change depending upon its material components or where it is placed or for how it would be used. But as technology–in–practice, a map as a digital artefact may be used as a game, an environmental investigation, a point of reference for the artefact’s human use and cultural state- in this case, we may assert that digital artefacts are in fact technologies–in–practice. Conceptualizing “material” suggests while artefacts have many features, not all are equally significant to everyone. In that light, we look forward to looking at the archives, and speculating and planning their digitization. As Ségolène Tarte once told me ’Digitisation is a method that is instrumenting methodology when models, expectations and intentions are specific’. For it is clear that the digital materiality of an artefact enables more meanings for both researchers and the museum’s audience.
Basically, our project set up is part of the trend were heritage institutions are exploring how 3D technologies can broaden access to their collections (see for example, Richard Urban’s article, Collections Cubed: Into the third dimension.) More specifically regarding 3D, we are interested in Christopher Polhem’s so called “mechanical alphabet”. Initially, it consisted of 80 wooden models of basic machine elements like the lever, the wheel and the screw. Since a writer naturally had to know the alphabet in order to create words and sentences, Polhem argued that a contemporary mechanicus had to grasp his mechanical alphabet to be able to construct and understand machines. 3D modelling the mechanical alphabet, however, can be done in various ways. Within our research group, we have for example initiated a co-operation with the animator Rolf Lindberg. He, however, did not 3D scan these mechanical models—he computer-animated them. Hence, from a museological perspective, rather than 3D scanning heritage items, it seems easier, and perhaps also more pedagogical and visually enticing to simulate them—that is, building and constructing a brand new virtual object. The original item collected in the museum then becomes a model (rather than vice versa). One of the objectives of the so called London Charter on computer-based visualisation of heritage promotes “intellectual and technical rigour in digital heritage visualisation”—yet, is a 3D scan (in our case) more rigour than a simulation? Furthermore, in the case of Polhem’s models, the theme of (digital) reconstruction also has a profound historical dimension, since he sincerely believed (as a pre-industrial inventor) that physical models were always superior to drawings and abstract representations. Then again, metamodeling as a scholarly and museological practice might not agree that the same hold true for digital representations—or?
Christophers Polhems elev – den då unge (och blivande arkitekten) Carl Johan Cronstedt – ska under det sena 1720-talet under sin studietid på Stjernsund, gjort en hundratal olika skisser ur det mekaniska alfabet som Polhem tidigare konstruerat. De flesta skisserna har Tekniska museet digitaliserat tidigare – och de utgör en viktig utgångspunkt för projektet ”Digitala modeller”. En PDF med de flesta skisser kan laddas ned här: Cronstedts+skisser+1729. Cronstedt ska enligt uppgift (via Polhem får man förmoda) ha förenade intresset för arkitekturens tekniska och konstnärliga sidor. Han genomförde bland annat ombyggnationen av det kungliga slottet i Stockholm, samt den så kallade Artillerigården på Östermalm (nuvarande Armémuseum). Mest känd är dock Cronstedt som uppfinnare av den svenska kakelugnen: enligt NE fick han 1767 av dåvarande svenska regeringen (rådet) i uppdrag att utveckla ”en förbättrad kakelugnskonstruktion, ett arbete som förde fram den svenska uppvärmningstekniken till en internationell tätplats”. Hans omfattande samling av arkitekturritningar, teckningar och gravyrer finns bevarade på Nationalmuseum.
På YouTube finns det en rad videos, visualiseringar och animeringar som alla tematiserar Christopher Polhems mekaniska alfabet. De två bästa är gjorda av Rolf Lindberg, och visar upp rörelsemoment i två av Polhems modeller.
I projektet Digitala modeller är vår ambition att framöver försöka åstadkomma något snarlikt, kanske främst genom att 3D-skanna några modeller ur Polhems mekaniska alfabet. Det intressanta i sammanhanget är att Lindberg inte 3D-skannat de mekaniska modellerna – utan data-animerat dem. Det var lättast att arbeta så, har han påtalat i ett samtal med oss i projektgruppen. Snarare än att 3D-skanna kulturarvsobjekt förefaller det med andra ord enklare (åtminstone ibland) att istället simulera det – och bygga upp ett helt nytt objekt virtuellt. Den museala samlingen blir då närmast en förlaga till en kopia – där kopplingen (eller relationen) till det autentiska objektet är skäligen tunn. Från ett digitalt humaniora-forskningsperspektiv är det en synnerligen intressant frågeställning som inbegriper vilken slags grund som ABM-sektorn framgent kommer att vila på – är det original eller digitala kopior?
Jenny Attemark-Gillgren, 19 april 2016
Om denna blogg
Här hittar du senaste nytt om vad som händer inom forskningsprojektet ”Digitala modeller”, samt tips om annat som är relaterat till projektet.
