reinventando la difusión: proyectos de innovación

Transcripción

21
MESA PONENCIAS_1 / TABLE OF LECTURES_1
REINVENTANDO LA DIFUSIÓN: PROYECTOS DE INNOVACIÓN
REINVENTING DIFFUSION: INNOVATION PROJECTS
ANCIENT ROME IN 3D: NERO AND THE DOMUS AUREA
ALTAIR4 MULTIMEDIA. Roma. Italia
II Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 16-19 de Junio de 2010
22
SEAV. Sociedad Española de Arqueología Virtual
23
A.R.T. Ancient Rome Tour 2.0 Upgraded
How Nero Saved Rome
Stefano Moretti y Alessandro Furlan
ALTAIR4 Multimedia. Roma. Italia.
Abstract:
La presentazione di Altair4 ad Arquelogica 2.0 consiste essenzialmente nella presentazione delle ultime produzioni su Roma Antica, attraverso la proiezione di
alcune animazioni tratte da "How Nero Saved Rome" film in HD per National Geographic Channel e Il Foro Romano e i Fori Imperiali per la trasmissione
RAI Ulisse. Queste produzioni si inquadrano nell'ambito del progetto pluriennale A.R.T. (Ancient Rome Tour). Il progetto nasce nel 1998 con il proposito di
creare nuovi strumenti di comunicazione per la conoscenza della storia della costruzione della città di Roma e degli eventi ad essa collegati. Dopo dieci anni dalla
prima pubblicazione si è deciso di operare un significativo aggiornamento dei contenuti della parte più monumentale della città, il palatino, il foro romano, i fori
imperiali e la valle del colosseo, area un tempo in gran parte occupata dalla fastosa residenza dell'imperatore Nerone: La Domus Aurea. In questi dieci anni
infatti si sono raccolti e analizzati i risultati di alcune importanti attività di scavo e ricerca svolte da diverse istituzioni e istituti di ricerca concretizzati in un
impegnativo lavoro di sintesi visuale con gli strumenti della computer grafica 3D cercando di restituire una unità spaziale ad un'area che risulta oggi estremamente
frammentata e di difficile lettura.
Key words: DIGITAL MODELS, DIGITAL HUMANITIES, PEDAGOGY
1. LE ORIGINI: A.R.T. ANCIENT ROME
TOUR
Il progetto A.R.T. (Ancient Rome Tour) nasce nel 1998 con il
proposito di creare nuovi strumenti di comunicazione per la
conoscenza della storia della costruzione della città di Roma e
degli eventi ad essa collegati.
La città di Roma, è il risultato di una stratificazione secolare in
cui si sovrappongono, spesso in modo indistinguibile, elementi
topografici e architettonici di epoche e stili diversi. A Roma, con
il centro storico cinto di mura più esteso del mondo, la
problematica della comprensione dell'ordine e della gerarchia
con cui i diversi elementi topografici e architettonici sono
correlati nella definizione della struttura attuale è particolarmente
complesso, e risulta del tutto illegibile non solo ai turisti
occasionali, ma anche ai suoi stessi abitanti.
Lo scopo del progetto A.R.T era quello di utilizzare le enormi
potenzialità delle simulazioni in computer grafica 3D per creare
nuovi strumenti di comunicazione che potessero rendere
evidenti le correlazioni spaziali degli elementi architettonici
risultanti dalla stratificazione ma anche i processi tecnologici,
urbanistici, architettonici, e naturalmente sociali e storico politici
che li avevano prodotti.
La necessità di produrre e rendere disponibili tali strumenti è
oramai acquisita anche al livello amministrativo locale e
nazionale, ove vengono visti anche come volani di sviluppo del
settore turistico.
Figura 1 A.R.T. Veduta del modello generale di roma antica nel iv sec d. c.
2. MISSIONE DEL PROGETTO
L'acronimo utilizzato è programmatico, l'approccio artistico è
essenziale al fine di raggiungere gli obbiettivi di comunicazione
auspicati e non è alternativo ad un rigoroso approccio scientifico,
ma ne è invece la naturale conseguenza: ogni fase del processo di
ricostruzione deve infatti poter beneficiare del contributo
specialistico più consono per rendere efficace ed effettivo lo
strumento di comunicazione.
La visualizzazione dei risultati di una ricerca attraverso l'utilizzo
di strumenti multimediali e multisensoriali non potrà non
coinvolgere fattori emotivi/soggettivi che risultano fortemente
influenzati dal retroterra visivo/culturale dell'autore e dell'utente,
e quindi non può prescindere dal considerare quali sono i
24
parametri di riferimento semiologici e iconografici più diffusi, in
particolare sulle piattaforme multimediali utilizzate per la
visualizzazione dello strumento di comunicazione.
Sia che vengano considerati o no, questi parametri risulteranno
predominanti nell'esprimere attraverso i codici del linguaggio
visuale le informazioni documentali complesse scaturite dal
lavoro di ricerca ed analisi scientifica, ed è bene quindi che
vengano gestite al massimo livello da chi ne sa padroneggiare al
meglio le potenzialità espressive per individuare il paradigma
corretto per visualizzare un determinato dato documentale.
3. SOSTENIBILITA DEL PROGETTO
Il progetto A.R.T. è una iniziativa editoriale di Altair4 che non
beneficia di nessun finanziamento pubblico, è un Work in
Progress che definisce gli step di evoluzione cercando di
ottimizzare al meglio le risorse per produrre contenuti originali
suscettibili di essere utilizzati nei più diversi contesti, e sulle più
diverse piattaforme. Il punto di partenza è stata la realizzazione
di un DVD-ROM interattivo dedicato alla conoscenza dello
sviluppo storico urbanistico della città: A partire dal plastico
della Roma Costantiniana di Italo Gismondi conservato presso il
Museo della Civiltà Romana a Roma si è creato un modello 3D a
larga scala della città. Si sono poi individuati una serie di
emergenze storico tipologiche rappresentative di fasi importanti
e se ne è studiata la ricostruzione essenzialmente sulla base delle
informazioni documentali presenti in letteratura.
In occasione di ogni nuova edizione dell'opera si è proceduto alla
verifica dei contenuti alla luce delle più recenti attività di indagine
archeologica, verifica effettuata in collaborazione con le
istituzioni e gli istituti di studi e ricerca quali l'assessorato alla
cultura del comune di Roma, la soprintendenza Archeologica,
l'Università degli Studi di Roma La Sapienza, l'Ecole Francaise
de Rome, L'Istituto Archeologico Germanico, l'Università di
Tokyo, lo IES (Institute for the International Education of
Students) e si sono apportate le necessarie modifiche
4. A.R.T. 2.0 UNA NUOVA SFIDA PER IL
FUTURO
Dopo dieci anni dalla prima pubblicazione si è colta l'occasione
di alcune importanti produzioni per operare un significativo
aggiornamento dei contenuti sia in termini quantitativi che
qualitativi.
In particolare una ricerca del prof. Andrea Carandini con nuove
ipotesi di ricostruzione della Domus Aurea di Nerone sono alla
base di un importante progetto audiovisivo dedicato alla
controversa figura dell'imperatore Nerone e del suo ruolo
nell'incendio di Roma nel 64 d.C. e nella successiva ricostruzione
della città: "How Nero saved Rome" è un film documentario in
HD prodotto da Altair4 per National Geographic per la regia di
Stacey Mannari (in onda su National Geographic Channel USA
dal 20 settembre 2010).
"Il Foro Romano e i Fori imperiali" è il titolo invece della
puntata della trasmissione "Ulisse, Il piacere della scoperta", la
principale trasmissione televisiva della TV pubblica Italiana RAI
3 dedicata alla divulgaazione scientifica a cura di Alberto Angela
andata in onda il 29 maggio 2010.
La Domus Aurea di Nerone
L'ipotesi di Carandini parte dall'assunto che la costruzione della
Domus Aurea è la rappresentazione visuale esplicita, di un
progetto politico assolutistico, e ne traccia in questo senso le
correlazioni anche di carattere tipologico e strutturale con
modelli antecedenti, coevi e successivi che rispondono alle stesse
logiche: recenti studi sull' l'immenso complesso dei palazzi
imperiali e dei parchi che li circondavano fanno pensare che in
realtà la Domus Aurea potesse essere almeno in parte aperta alla
popolazione, il nome originale del palazzo quale Domus
Transitoria è ora intesa nella sua accezione di Domus Aperta,
transitabile; l'ala sul colle Oppio in particolare mostra caratteris-
Figura 2 Ricostruzione della Domus Aurea, il fronte prospicente il lago (Stagnum Neronis)
25
Figura 3 Ricostruzione della Domus Aurea, sul Fondo L'ala Sul Colle Oppio
Figura 4 La Via Sacra con i Portici Neroniani. Sul Fondo il Colosso
tiche compatibili con una destinazione d'uso Museale, l'aula
ottagona probabilmente una felice soluzione dei Geniali
architetti Celere e Severo (Magistri e Machinatores) per esporre
una straordinaria collezione di statuaria greca di cui Nerone era
profondo conoscitore ed estimatore. Il fronte scenico sul lago
con le imbarcazioni utilizzate quali ali galleggianti del palazzo
destinate probabilmente ad ospitare le fastose feste aperte al
popolo. Il palazzo sarebbe diventato in questi termini uno
strumento funzionale alla politica di Monarca assolutista che
Nerone promuoveva in contrapposizione al potere del senato e
della classe patrizia. Le Feste offerte alla popolazione, la
celebrazione dell'immagine dell'imperatore attraverso lo
splendore della sua abitazione, diventano un modo per stabilire
un relazione immediata con la popolazione, idonea ad una
gestione diretta del potere senza l'ausilio di scomodi intermediari.
Carandini traccia paralleli storico tipologici con le grandiose
reggie dei monarchi persiani, ma anche con Versaille, la reggia
dell'assolutismo per eccellenza che presenta sorprendenti
analogie storiche tipologiche e planimetriche con la Domus
Aurea.
26
La Domus Aurea arriva ad inglobare anche la Via Sacra, il luogo
più antico e "sacro". Il luogo d'origine della città, dello stato,
cuore delle sue istituzioni, diviene con Nerone appendice del
vestiboolo del suo palazzo attraverso la costruzione di grandiosi
portici scenografici che inquadrano un cannocchiale prospettico
al cui fuoco c'è la statua colossale dell'imperatore, risplendente
d'oro come il sole, figura divina a tutti gli effetti che rivela come
lo stesso nome della regale residenza sia da intendere nella sua
accezione più ampia non solo di casa dorata, ma di residenza di
un dio, la casa del Sole
ma con la caratteristica comune di essere molto simili tra loro e
si suppone al loro corrispettivo di epoca romana
Nell'affrontare la ricostruzione della Domus Aurea per la parte
del Vestibolo e del lago ci siamo basati sulle ipotesi del Prof
Carandini sviluppate dalla dott.ssa Fabiola Fraioli a partire dagli
studi della Prof.sa Panella, mentre per la parte sul colle Oppio ci
si è basati sugli studi e i rilievi dell'Arch Martines della
Soprintendenza di Roma e delle più recenti ipotesi e misurazioni
dell'Arch. Beste dell'Istituto Archeologico Germanico. Per i
porticati sulla via sacra ci siamo basati sui dati di scavo della
equipe del prof Carandini e del prof. Paolo Carafa diretta dal
dott. Niko Arvanidis. Nel progettare la resa delle superfici,
dell'aspetto esteriore e dei materiali non direttamente deducibile
dalle documentazioni di scavo, e per quanto riguarda quelle parti
ricostruttive di un contesto meno specifico ma evocative di una
realtà non meno importante si è provveduto ad una attenta
analisi iconografica attraverso la riproduzione di spazi urbani e di
interni di palazzi tramandataci dalla pittura parietale
principalmente di area Pompeiana.
Figura 6 Ricostruzione ipotetica di un Vicolo della Suburra
Il Foro Romano e i Fori Imperiali
Figura 5 Ricostruzione del Colosso di Nerone
La Suburra
Nella realizzazione del film per National Geographic si è dovuto
affrontare il problema della rappresentazione della città prima del
grande incendio che la distrusse quasi completamente. In questo
caso ci siamo trovati di fronte la pressocchè assoluta carenza di
dati documentali e si è dovuto procedere esclusivamente per
analogie, con il fine esplicito di rendere un'impatto emotivo più
che una descrizione puntuale di un luogo.
Molto utili, in questo senso, sono stati gli schizzi presenti nelle
pubblicazione di Spinazzola su via dell'Abbondanza che
costitiscono un interessante repertorio delle tipologie edilizie ed
di elementi architettoni rappresentati negli affreschi di Pompei.
L'elaborazione di modelli credibili di edifici costruiti con tecnica
a graticcio è stato coadiuvato da una accurata raccolta di studi e
documentazioni di costruzioni contemporanee costruite con tale
metodo che spaziano in un ambito geografico abbastanza vasto
l'obiettivo dei curatori della trasmissione televisiva Ulisse era
semplice e al tempo stesso molto impegnativo: riuscire a rendere
la complessità dell'area quale sistema megastrutturale
interconnesso. Lo stato attuale è di difficile lettura anche per gli
specialisti, l'area infatti è estremamente frammentata, tagliata da
una ampia strada ad intenso scorrimento che ne rende
impossibile la lettura come elemento unitario. Il task era chiaro e
inderogabile: occorreva procedre ad una ricostruzione completa
di tutta l'area tra il Palatino, la valle del Colosseo, il Campidoglio,
il Foro Romano e I Fori imperiali fino alle pendici del Quirinale.
La ricostruzione doveva essere di un livello di dettaglio tale da
rendere evidenti e facilmente individuabili i diversi monumenti e
le precipue caratteristiche tipologiche e architettoniche, non ci si
poteva quindi accontentare di una semplice ricostruzione
volumetrica quale quella resa disponibile on-line con Google
Earth dalla Virginia University, ma occorreva dare pienamente
l'idea della straordinaria monumentalità del luogo, risultato di
una stratificazione millenaria, cuore pulsante della capitale del
mondo antico, catalizzatore di tutte le ricchezze, risplendenti
degli ori e dei marmi pregiati a memoria imperitura dei propri
27
costruttori, autentico testamento di pietra di Giulio Cesare, di
Augusto, Nerone, Vespasiano, Traiano
Nel realizzare la ricostruzione del Foro Romano ci si è basati
principalmente sulle pubblicazioni del prof Coarelli, sugli studi
topografici inseriti nel sistema georeferenziato sulla Forma Urbis
sviluppato dall'Università di Roma dal Prof. Carandini e dal Prof
Paolo Carafa, Per i Fori Imperiali sugli studi e i rilievi effettuati
dalla soprintendenza di Roma e pubblicati dal dott. Meneghini e
dal dott. Valenzani Per il foro di Traiano si è fatto riferimento
agli studi di Parker e alle pubblicazioni di Eugenio La Rocca e
Lucrezia Ungaro mentre Per il Foro della Pace in particolare ci si
è basati sulle ipotesi del prof Pier Luigi Tucci.
Figura 7 Bozzetti di Spinazzola: Architetture Tratte dagli Affreschi Pompeiani
Figura 8 Ricostruzione dell'area del Foro Romano e dei Fori Imperiali
Il Templum Pacis
la ricostruzione del Templum Pacis o Foro della Pace a cui ha
lavorato il dott.r Fabio Cavallero affronta per la prima volta
alcuni elementi controversi quali la presenza di un attico sopra la
trabeazione, la copertura a doppio spiovente dei porticati e la
soluzione del raccordo tra l'ordine gigante del colonnato della
cella e l'ordine minore del colonnato del portico. L'ipotesi nasce
dalle considerazioni del prof Pier Lugi Tucci sui risultati degli
scavi e dei rilievi metrici effettuati dalla soprintendenza, con
particolare attenzione al confronto tra gli elementi del portico
con quello che sembra essere il suo modello di riferimento: il
Foro di Augusto con il quale condivide molte delle misure e dei
28
rapporti proporzionali e dal quale potrebbe anche derivare la
presenza di un'attico sopra la trabeazione. Il tentativo si è subito
dimostrato efficace una volta tradotto in termini spaziali,
armonizzando il progetto a quello delle altre architetture presenti
nell'area e ai frammenti del rilievo della forma urbis rendendo
esplicita anche la soluzione per il difficile problema della
connessione del Pronao della cella con il colonnato del portico
che vede sulla forma urbis la presenza di due colonne affiancate,
una maggiore e l'altra minore. Si è quindi cercato altre situazioni
analoghe, per verificare se a queste corrispondessero soluzioni
architettonice conosciute. Il prof Tucci ha suggerito l'area del
portico di Ottavia che presenta una situazione molto simile: un
Pronao che costituisce un avancorpo leggermente avanzato
rispetto ad un porticato con colonne di ordine minore, con una
soluzione architettonica, tuttora visibile in situ, che fu oggetto di
studi e rilievi da parte di G.B. Piranesi e che è stato quindi
possibile adottare anche per la nostra ricostruzione del Templum
Pacis.
Figura 9 A sx pianta del Templum Pacis con frammenti forma urbis. A
dx il Portico D'ottavia Rilievo di G.B. Piranesi
Figura 10 Ricostruzione del Templum Pacis
BIBLIOGRAFIA
Per la Domus Aurea:
CARANDINI, Andrea. "Le case del potere dai re agli imperatori". AudioLibri Laterza. Lezioni di Storia. Sulla scena di Roma - Edizione 2007
http://www.laterza.it/index.php?option=com_laterza&Itemid=97&task=schedalibro&isbn=9788849100037
PANELLA, Clementina. "Archaeological Investigations & Discoveries" (2002-2009) - THE META SUDANS / THE PALATINE HILL /
"Roma-Piazza del Colosseo, area della Meta Sudans; pendici nord-orientali del Palatino." La Sapienza Roma (07/2009).
http://www.flickriver.com/photos/imperial_fora_of_rome/sets/72157594580930580/
BESTE, Heinz. "Un palazzo imperiale. La domus aurea neroniana" . .S.S. Editorial Service System S.r.l. Forma Urbis Roma, settembre 2010
F. BALL, Larry. "The Domus Aurea and The Roman Architectural Revolution". Cambridge University Press. Cambridge 2003
CONTI, Cinzia, MARTINES, Giangiacomo, SINOPOLI, Anna, "Constructions Techniques of Roman Vaults: Opus Caementicium and the Octagonal
Dome of the Domus Aurea". Proceedings of the Third International Congress on Construction History. Cottbus, May 2009
MARTINES, Giangiacomo, "Argomenti di geometria antica a proposito della cupola del Pantheon", Quaderni dell'Istituto di storia dell'Architettura, 13
(1989)
29
Per i Fori Imperiali:
MENEGHINI Roberto, SANTANGELI VALENZANI, Riccardo. "I Fori Imperiali, Gli scavi del Comune di Roma (1991-2007)". Viviani
Editore - Roma 2007
TUCCI, Pier Luigi. "Nuove osservazioni sull’architettura del Templum Pacis". in Divus Vespasianus, il bimillenario dei Flavi, Electa - Roma 2009
PACKER. James E."Il Foro di Traiano a Roma, Breve studio dei monumenti" Edizioni Quasar - Roma 2001
LA ROCCA, Eugenio, UNGARO, Lucrezia, MENEGHINI, Roberto, "I luoghi del Consenso Imperiale, Il Foro di Augusto Il Foro di Traiano".
Progetti Museali Editore - Roma 1995
Per il Foro Romano:
COARELLI. Filippo. "Il Foro Romano". Edizioni Quasar. Roma 1992
30
31
Ashes2Art Now and Tomorrow:
Delphi, Alexandria and the Red Sea
Arne R. Flaten
Department of Visual Arts, Coastal Carolina University, Conway, South Carolina, USA
Resumen
Ashes2Art es una iniciativa cooperativa de investigación de estudiantes universitarios que se centró en la aplicación de herramientas digitales a proyectos culturales
de Patrimonio Cultural. El programa comenzó en 2005 en Coastal Carolina University, y de 2007 a 2009, la Universidad trabajó con estudiantes de
Arkansas State University para estudiar y construir varios recursos digitales que pertenecen a Delfos, Grecia. En enero 2011 el proyecto Ashes2Art en Coastal
Carolina University comienza la colaboración con el Centro para la Arqueología Marítima y Herencia Submarina y Cultural de la Universidad de Alejandría,
Egipto. Trabajaremos con directores de excavación en el Lago Mareotis (cerca de Alejandría) y en varios sitios del Mar Rojo.
Palabras clave: MODELOS DIGITALES, HUMANIDADES DIGITALES, PEDAGOGÍA
Abstract
Ashes2Art is a collaborative undergraduate research initiative focused on the application of digital tools to cultural heritage projects. The program started in 2005
at Coastal Carolina University, and from 2007 to 2009, Coastal Carolina University worked with students and faculty at Arkansas State University to study
and build various digital resources pertaining to Delphi, Greece. In January 2011 the Ashes2Art project at Coastal Carolina University begins collaboration with
the Center for Maritime Archaeology and Underwater Cultural Heritage at Alexandria University, Egypt. We will work with excavation directors on Lake
Mareotis (near Alexandria) and at various sites along the Red Sea.
Key words: DIGITAL MODELS, DIGITAL HUMANITIES, PEDAGOGY
1. INTRODUCTION
2. ASHES2ART
Students are digital natives. Cellphones, GPS, iPods, CAD
designs, email, digital projection systems, home computers, the
internet…all are commonplace. Digital models, too, have
become common to a wide range of programs and projects,
including mass media productions (feature films and television),
museum displays, ipod apps, and various cultural heritage
initiatives. There persists an underlying suspicion about digital
models since there exists no coherent international body to
assess and jury the accuracy of digital models and related
materials. The SAVE project (Serving and Archiving Virtual
Environments), discussed at length at the annual Computer
Applications and Quantitative Methods conference (CAA) in
Budapest in 2008, proposed just such a governing body.
Although the Ashes2Art project is directly interested in the
construction of accurate, publicly available digital models, this is
a topic for future conversations. The present discussion provides
a brief overview of a pioneering undergraduate program that
combines digital technologies with various disciplines in the
humanities to explore cultural heritage sites. It trains the next
generation of digiterati to apply their skills to important heritage
issues.
Ashes2Art (www.coastal.edu.ashes2art) began at Coastal Carolina
University in 2005 as a means of blurring the lines between
lecture and laboratory, between art history, archaeology and
technology, and between undergraduate students and faculty
research. It is an undergraduate interdisciplinary and
collaborative program that combines art history, archaeology,
web design, 3D computer models, video design and digital
panoramic photography to explore and recreate monuments of
the ancient past online. As a digital humanities initiative
concerned with cultural heritage, it focuses on a web-based,
open-source presentation of its materials conducted by faculty
and undergraduate students at Coastal Carolina University and
other universities, including Arkansas State University in
Jonesboro, AR and, most recently, Alexandria University, Egypt.
Because it relies exclusively on undergraduates, a program of this
kind has distinct limitations which may not affect other
programs to the same extent. Budgets are a concern to programs
everywhere, especially in our current economy, but our financial
concerns are unique, or at least more immediate. The turnover
of our workers (ie. students) is more pronounced than one
would find in graduate programs, governmental agencies or in
the private sector. We also are at the mercy of our student skill
sets: in any given year we may have several who can build digital
models, but none that with extensive web design skills, or vice
versa. As program directors, our schedules are limited by the
other courses we teach, by sundry university commitments, by
travel/funding restrictions. Our ability to integrate new
technologies and to teach those technologies is restricted by state
32
purchasing regulations, by staffing issues, by the skills and
interest levels of our students, and by curricular concerns that do
not affect other programs.
My co-director, Paul Olsen, and I founded the project with an
idea and a graphic design Macintosh computer lab with no
additional funding. As an art historian, I was impressed by the
work at the University of California-Los Angeles (UCLA) and
various programs worldwide, and I wondered if similar ideas and
technologies might be applicable to an undergraduate course
setting. Our first stage was exploratory: we focused on applying
various technologies to three well-known piazze in Renaissance
Florence. It was a test case to gauge the potential of our ideas.
We did not attempt to reconstruct “lost” monuments, but our
students stitched digital panoramas, wrote essays, compiled
biographies and bibliographies, designed a website, and built an
interactive 3D map. All this with twelve students in one
semester. A summer institute at UCLA sponsored by the
National Endowment for the Humanities in 2006 (directed by
Drs. Sander Goldberg and Diane Favro) allowed me to discuss
our preliminary work with a discriminating audience. The results
of that first semester (fall 2005) and subsequent conversations
with institute directors and attendees were sufficiently
encouraging that we decided to expand the project’s scope.
2.1 Ashes2Art: Delphi
In fall 2006 we began collaboration with Dr. Alyson Gill at
Arkansas State University (also an attendee at the NEH Institute
at UCLA) to work on Delphi, Greece, and we planned to include
the construction of digital models as a focus of the program.
Figure 1. Reconstruction of the southeast corner of the Temple of Apollo,
Delphi. Taylor Baldwin, Coastal Carolina University, 2010.
Ashes2Art was offered for course credit at both universities in
spring 2007, 2008 and 2009. We were awarded a grant from the
National Endowment for the Humanities in 2007 and, with
permissions from the Hellenic Ministry of Culture and the
support of the American School for Classical Studies at Athens,
we traveled to Delphi with students in summer 2007 and 2008.
We also received permission to work at Corinth, Nemea,
Isthmia, Epidauros, Olympia, Delos, and Aegina. Over the
course of those two years, students collected GPS data, shot
digital panoramas, built digital models of various monuments,
designed a new web site, wrote essays, wrote lesson plans in
compliance with United States National Standards for Visual
Arts Education, built flythrough and educational videos, and
designed interactive maps and resources. We hope to post the
40-plus panoramas online, but we are still waiting for permission
from the Hellenic Ministry of Culture and the Archaeological
Museum at Delphi. In support of the project, the
administrations at Coastal Carolina and Arkansas State built
project-specific computer modeling labs totaling over $150K. At
Coastal Carolina, the Ashes2Art course is now crosslisted
between Art History, Graphic Design and History, which means
students from various disciplines can receive credit toward their
major and minor degrees. It also means that we are able to tap
into the skills and methods of disparate programs of study.
Figure 2. Reconstruction of the entablature, roof, lion heads and acroteria on
south side of Temple of Apollo, Delphi. Taylor Baldwin, Coastal Carolina
University, 2010.
3. DIGITAL MODELS
I have published elsewhere some general remarks about the
methodology employed in the construction of our digital models
(FLATEN, 2009). Digital models are increasingly common
among digital humanities, cultural heritage, and virtual
archaeology projects so I will not endeavor to summarize those
thoughts here, but there are considerations that pertain to
utilizing (and teaching) these kinds of tools in an environment
that is exclusively aimed at undergraduates. Our models are
focused on 4th century BCE monuments at Delphi, the famous
site of the Delphic oracle and of the Pythian games. The models
are based primarily on the Fouilles de Delphes, the excavation
reports published by the French Archaeological School over the
last hundred years. In conjunction with those reports, we use
high-resolution photographs of the site and of objects in the
Archaeological Museum, and monument-specific articles that
revise, refine or supplement the information in the
archaeological reports. The marble textures we apply to our
models are taken directly from high-res photographs of the
marble blocks onsite. In some cases, we are forced to build
multiple models to address competing scholarly opinions and
concerns, as is the case with the roof of the tholos of Athena
Pronaia (single tier versus double tier). Models are built in
3dsMax and Mudbox, with early draft models sometimes
sketched out in Google Sketch Up Pro. Beginning in fall 2009, a
course in 3dsMax is offered through the Department of Theatre
at Coastal Carolina University to train students in the basics of
digital modeling before entering the Ashes2Art program.
Surprisingly perhaps, the demands of digital set design for largescale theatre productions provide many of the skills our students
need for our reconstructions of ancient monuments. Digital
models are only one component of the Ashes2Art program, but
they are vital to our mission.
33
Our philosophy on computer reconstructions and the project in
general can be summarized by three points: 1) Uncertainty is a
crucial component of knowledge; 2) Precision does not imply
accuracy; and 3) Questions are more important than definite
answers. These concepts are crucial to our students and to the
success of the program, from both a pedagogical standpoint and
when surveying our output. Many of the specifics of any given
monument that we work on are not
Figure 3. Reconstruction of entrance (east) to the Temple of Apollo, Delphi.
Taylor Baldwin, Coastal Carolina University, 2010.
known, or at the very least are contested; this is not surprising
considering that the structures are 2500 years old. The difficulty
that derives from this fact is especially evident in trying to
reconstruct the interior of the Temple of Apollo (which we are
still working on). To my knowledge there exists no generally
accepted model in any format of the Temple of Apollo’s interior.
Uncertainty in digital reconstruction models (or any type of
models) is not only valuable and expected, it is necessary; the key
is to make certain that the (meta)data that supports the models is
clearly presented and the methods are transparent. Computers
allow an almost infinite degree of precision, but designing a
model that can be measured in fractions of millimeters does not
necessarily have any bearing on the accuracy of that
reconstruction: the height and intercolumniation of a Doric
column is rendered irrelevant if that column should be Ionic,
and so on. Ultimately, the types of questions that are raised by
uncertainty become invaluable for the collaborative learning and
teaching process: what types of hinges were used? How were
treasury or temple doors locked? Was the roof tiles built of
ceramic or marble? These “rules” or guiding principles have
helped us to define our mission and refine our models, essays,
lesson plans and resource materials, and they are valuable lessons
for our students regardless of discipline. They encourage
research, enhance discovery, support creative solutions. Our
methods and our successes have allowed Ashes2Art, along with
programs at Duke and Harvard universities, to be identified
recently as “inspiring a new kind of undergraduate education
that is immersive, experiential, and contributive at the same
time.” (VILLANO, 2009: 26-30)
4. ASHES2ART AND ALEXANDRIA
UNIVERSITY
Cultural Heritage (CMA) at Alexandria University, Egypt. Olsen
and Flaten visited Alexandria in March 2010 to discuss our
program with students and discuss the details of the
collaboration with Dr. Emad Khalil (director, CMA) and other
faculty and staff at the University. A signed Memorandum of
Understanding is expected in August 2010. Beginning in January
2011, Ashes2Art will work at various excavation sites at Lake
Mareotis, immediately west of modern Alexandria (BLUE, 2006,
2007; KHALIL, 2010). When work at Mareotis is sufficiently
underway, we plan to work on multiple sites on the Red Sea,
perhaps including Wadi Gawasis, Quseir al-Qadim, and the
Sadana Island shipwreck. In support of excavation teams led by
Dr. Emad Khalil, Dr. Lucy Blue (University of Southhampton,
UK), and Dr. Cheryl Ward (Coastal Carolina University),
Ashes2Art will collect GPS data, shoot digital panoramas, design
and populate site-specific online databases and
site-specific virtual museums, build computer models of
excavated ancient boats and ports, and design a digital
representations of the radical topographic changes to the areas
over the past two thousand years. As part of those
reconstruction efforts, we plan to introduce LIDAR scanning to
the sites to better understand, and better reconstruct, the
topography.
Figure 4. Detail of reconstructed stereobate and stylobate from the east,
Temple of Apollo, Delphi. Taylor Baldwin, Coastal Carolina University,
2010.
This collaboration represents a radical and exciting departure for
the Ashes2Art program. For the first time, we will have
unlimited access to all excavation materials, we will be able to
document excavations in realtime, and we will assist in the
reconstruction of sites and maritime vessels that heretofore were
completely unknown. We will be able to work directly with
excavators and play a fundamental role in disseminating data
about their excavations worldwide. Moreover, our digital
models of individual components of boats will aid in the physical
reconstruction of the vessels themselves and to better
understand the specifics of boat construction and trade from
ancient Egypt through Rome and the Ottomans. The
collaboration also is expected to result in faculty and student
exchanges between the two universities beginning in spring
2011. Dr. Cheryl Ward and I will take students to Egypt for
three weeks in May 2011 to begin that process. Program
directors at both institutions will apply for collaborative grants
through national agencies in Egypt and in the United States.
In 2010 the details were sketched out for a collaboration
between the Ashes2Art program at Coastal Carolina University
and the Center for Maritime Archaeology and Underwater
34
5. CONCLUSIONS
Figure 5. Map of Lake Mareotis today and in antiquity (Khalil).
In 2007 I addressed the historic joint-meeting of the National
Endowment for the Humanities (NEH) and Consiglio Nazionale
delle Ricerche (CNR) in Washington, D. C. about the Ashes2Art
project. (FLATEN, 2008: 76-86) At the time I expressed that my
presence there was similar to arriving at a car race riding a
bicycle. With the august body of scholars and researchers
gathered at Arqueologica 2.0, I feel in some ways as I did then.
Ashes2Art is a small and modest project, with a negligible
budget and a “staff” of undergraduates that changes from
semester to semester. Yet, our project is vital to the future of
cultural heritage programs and digital humanities initiatives
because we are training the next generation of programmers and
researchers. Students are introduced to a heuristic means of
acquiring knowledge, they are discovering new approaches to
learning, and they are applying the digital skills that pervade our
modern world to sensitive heritage issues. I am proud of our
students’ successes, and I am excited about the opportunities
that our new collaboration with Alexandria University will
provide. I look forward to discussing future developments of
our program at forthcoming SEAV conferences, and to
participate in the International Forum for Virtual Archaeology.
ACKNOWLEGMENTS
I would like to express my sincerest thanks to SEAV and Arqueológica 2.0 for inviting me to participate in this exciting event. Paul Olsen,
Ashes2Art co-founder and co-director, and I are indebted to the administration at Coastal Carolina University for their continued support
of the Ashes2Art project, in particular the Dean of Humanities and Fine Arts, Dr. Bill Richardson, and the Provost, Dr. Robert Sheehan.
For work at Delphi, the project is grateful for the support of the National Endowment for the Humanities, and the access to
archaeological sites provided by the Hellenic Ministry of Culture and the American School for Classical Studies at Athens. Lastly, and
perhaps most importantly, we would like to thank the students in Ashes2Art, without whom the project would not exist: in spring 2010
those students were Taylor Baldwin (digital models), Ryan D’Alessandro (digital models), Caitlin Jones (digital models), Braden Pate (web
design), Evan Donnevant (lesson plans), Samantha Bailey (lesson plans), Preston Moorhead (research/archives), Jacquelyn Mascia
(research/archives), and Jesse Nevins (research/essays).
REFERENCES
BLUE, Lucy and RAMESES, S. (2006): Lake Mareotis Research Project. Report submitted to the Egyptian Supreme Council for Antiquities
on the fieldwork and results of the September 2006 field season.
BLUE, Lucy and RAMESES, S. (2007): Lake Mareotis Research Project. Report submitted to the Egyptian Supreme Council for Antiquities
on the fieldwork and results of the May & July/August 2007 field seasons.
FLATEN, Arne R. (2008): “Ashes2Art: Collaboration in Digital Humanities”, in New Technologies to Explore Cultural Heritage (National
Endowment for the Humanities and the Consiglio Nazionale delle Ricerche): Rome & Washington, pp. 76-86.
FLATEN, Arne R. (2009): “The Ashes2Art Project: Digital Models of Fourth-Century BCE Delphi, Greece”, in A. Flaten & A. Gill
(eds.), Visual Resources: an International Journal of Documentation, vol. 25, special issue: Digital Crossroads: New Directions in 3D Architectural
Modeling in the Humanities (12/2009), pp. 355-372.
KHALIL, Emad (2010): “Waterfront Installations and Maritime Activities in the Mareotic Region”, in L. Blue (ed.). Lake Mareotis:
Reconstructing the Past. Proceedings of the International Conference on the Archaeology of the Mareotic Region held at Alexandria
University, Egypt, 5th-6th April 2008. BAR International Series 2113: 135-145. Archaeopress. Oxford.
VILLANO, Matt (2009): “Expanding the Canon”, in Campus Technology (10/2009), pp. 26-30.
35
LA HIPÓTESIS VIRTUAL ARQUEOLÓGICA
COMO MÉTODO DE INVESTIGACIÓN
THE VIRTUAL HIPOTHESYS AS A RESEARCH METHOD
LEARNING SITES, Inc. & THE INSTITUTE FOR THE VISUALIZATION OF HISTORY, Inc., Massachusetts, USA
36
37
Los valores del Patrimonio y su preservación
mediante la Realidad Virtual
María Fernanda Morón de Castro
Grupo MUSEUM. Universidad de Sevilla. Sevilla. España.
Resumen
Esta ponencia pretende exponer algunas pinceladas sobre la realidad postmoderna, donde el uso de las nuevas tecnologías favorecen la conservación del patrimonio
pero también pueden llegar a devaluarlo
Palabras clave: POSTMODERNIDAD, PATRIMONIO, NUEVAS TECNOLOGÍAS
Muchas de las actuaciones que se realizan sobre el Patrimonio
cultural y natural pueden estar dirigidas el conocimiento de los
valores patrimoniales y su sentido en la educación. Estas
actuaciones pueden estar basadas, la mejor de las veces, en la
adopción de unos criterios, más o menos fundamentados. Y
esos criterios, cuando existen, se apoyan en una serie de valores y
opiniones. Se dice que el concepto de valor es la estimación que
se tiene de una cosa o el juicio que se emite sobre las acciones de
las personas.
Sin embargo, el concepto de valor es algo relativo, va a
depender del momento histórico, de la cultura a la que se
pertenezca. No obstante, no hay que olvidar, que el concepto de
valor va condicionado a la persona y a la educación y formación
de la misma.
Consecuentemente, todo esto nos lleva a analizar este periodo
que estamos viviendo llamado postmoderno, que parece que se
desarrolla a partir de los años 60 y como sus valores pueden
afectar al patrimonio cultural.
La postmodernidad, por más polifacética y desestructurada que
parezca, no está carente de valores en el sentido moral. El
principio de incertidumbre planteado de Heisemberg1, uno de
los nombres que mejor define el pensamiento posmoderno,
paralelo en la ciencia a la teoría de la relatividad y a la física
cuántica y nuclear, se acompaña de relativismo cultural.
Nada es totalmente malo ni absolutamente bueno.
Uno de los síntomas sociales más significativos de esta
postmodernidad desencantada, que ha renunciado a las
utopías y a la idea de progreso visto desde la perspectiva de la
Historia, ya que sólo interesa el presente, es como digo la
existencia de las contradicciones que nacen unas paralelas a
las otras y que aunque parezca no son consecuencias unas de
otras.
Por un lado vemos configurarse en la civilización occidental
una trama legislativa y administrativa referida a la
conservación de patrimonio. Grandes instituciones como la
Unesco, el Icom, el Iccrom. El ICC…tratan de ordenar con
sus recomendaciones, cartas y documentos, las actuaciones de
1
O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F., ( 2006) «Biografía
de Werner Heisenberg» MacTutor History of Mathematics archive,
Universidad de Saint Andrews
Patrimonio Arqueológico “in situ”.
los gobiernos. Vemos especialmente nacer la defensa del
patrimonio cultural junto a la revalorización del medio
ambiente natural. En este escenario se dibuja la salvaguarda
del patrimonio, como uno de los grandes retos que se
plantea la sociedad posmoderna. Sin embargo, no hay que
olvidar que el mismo concepto de Patrimonio, tan amplio
y diversificado, se fundamenta en el concepto de valor. La
Unesco no se ha atrevido a definir estos valores y menos lo
hace la legislación. La Unesco se refiere no a valores sino a
criterios que han de tenerse en cuenta para clasificar algo
como patrimonio. Estos criterios pueden analizarse en las
“Directrices prácticas sobre la aplicación de la convención
del Patrimonio Mundial”.
Por otro lado, estas iniciativas tienen que convivir con una
realidad impulsada por el marketing donde no importa el
mensaje sino como se transmite el mismo. El
consumismo compulsivo, la vorágine de la prisa, el
realismo del dinero, la especulación, en donde también
38
participa la gestión de la Cultura, que es más tecnológica
que humanística. De hecho, la sociedad postmoderna se
siente irresistiblemente atraída por las nuevas tecnologías
que se apoyan en el lenguaje: los medios de
comunicación y la cultura de la imagen, han sido las
principales protagonistas en el surgimiento de la cultura
posmoderna. Según Lyotard2 las tecnologías comunicativas,
con internet como eje, han producido la llamada “sociedad
de la información”. Vivimos en la postmodernidad en una
“babel informativa” donde la comunicación y los medios
adquieren un carácter central, en un escenario multimedia y
donde no interesa tanto el discurso como el medio en el
que este se produce.
Dentro de estas contradicciones vivas se encuentra la situación
del Patrimonio. Vemos mezcladas las conductas de conservar y
de descuidar, de respetar y de destruir, de consumir y de
restaurar. Esto es reflejo, ni más ni menos, que de una falta de
pensamiento unificado propio de los tiempos que vivimos.
Esta falta de pensamiento unificado, esta sensación de
relatividad vital, han traído en cambio aspectos interesantes
como son el multiculturalismo, la microhistoria, la cultura
de las diferencias, que también favorecen al patrimonio. El
concepto de patrimonio se ha visto ampliado y respetado sea de
la cultura que sea. Y a ello ha contribuido intensamente la
difusión del Patrimonio a través de las Nuevas Tecnologías.
Reconstrucción virtual del Templo circular de Delfos. Grecia.
Las Nuevas Tecnologías han revolucionado muchas parcelas
del conocimiento. Hoy es más amplio que nunca el abanico de
posibilidades que ofrecen estas nuevas herramientas, aplicadas al
desarrollo y a la difusión de las investigaciones. En particular, su
aplicación al estudio del Patrimonio ha sido fundamental y
reveladora. Aunque no hay que olvidar que el interés que se tiene
por el mismo, en gran parte, proviene porque el patrimonio es
imagen y ya se ha apuntado anteriormente la irresistible
atracción que hoy existe por la misma.
cauce de expresión artística y científica, por su potente valor
didáctico y atractiva apariencia, en especial aplicada a nueva
museología.
Levantamiento tridimensional, escaneado láser.
Sin embargo, se ha de estar atento a una incorrecta utilización
de estos sistemas. Esta sociedad posmoderna en la que estamos
inmersos nos lleva al consumo desenfrenado de las imágenes,
que olvidan que la tecnología es sólo un medio y no un fin. La
experiencia personal frente a una obra artística no puede ser
sustituida por nada. El pensamiento, las emociones y sensaciones
que podemos sentir frente a la riqueza patrimonial de nuestro
entorno no pueden ser reproducidos en realidad virtual, no
debemos entrar en la devaluación de las obras por el
consumismo de imágenes. (Hoy preferimos hacer un power
point sobre Itálica antes que entretenernos en visitarla, las clases
de profesores se llenan de power point y los alumnos mirarán a
la pantalla y no a su profesor, o pasan largas horas sentados
frente a un ordenador)
¿Podemos plantear alguna solución a estas grandes
contradicciones? Yo creo que sí, si ponemos el acento en que las
nuevas Tecnologías no pueden suplantar a la realidad, como la
vida no puede ser vivida artificialmente ni por otro y que el
sentido de las Nuevas Tecnologías ha de estar al servicio de la
educación y la formación de los individuos, no entendiendo
la educación y formación como un arsenal de conocimientos
enciclopédicos sino más bien como una reflexión sobre la
condición humana y su adaptación a la realidad. ¿qué sentido
tiene legar a nuestros hijos lo que hemos heredado de nuestros
padres con toda su integridad?¿Podemos modificar esa herencia,
podemos malgastarla o acrecentarla?
Pero desde mi punto de vista, la gran aportación que hacen las
Nuevas Tecnologías al mundo del patrimonio es que permiten
hacer propuestas de intervención en el Patrimonio sin que
estos bienes sean tocados y eso es todo un avance. En estos
momentos las Nuevas Tecnologías, entre las que se encuentran
los avances en infografía gráfica y en realidad virtual, se
constituyen en nuevas herramientas culturales y la buena
utilización de las mismas favorecen la integridad del Patrimonio,
a veces tan poco respetado por intervenciones incorrectas,
rehabilitaciones peligrosas o irrespetuosas restauraciones. Por
otra parte, las Nuevas Tecnologías se revelan como un nuevo
2
Lyotard (1979): La Condition postmoderne: Rapport sur le savoir . París
Nube de puntos escaneado láser de la Catedral de Pisa. Italia.
39
Para eso hay que conocer los valores del patrimonio y eso sólo
es transmisible por una concienciación educacional de las
familias y por una concienciación especial de los
profesionales, ¿sabemos dónde se fundamentan los valores
del patrimonio de la cultura universal?
A largo de estos años he pensado que todo nos conduce a los
valores de autenticidad y originalidad, que sustentados sobre
la calidad, no dejan de ser más que los planteamientos que sobre
el hombre se hizo la cultura griega…. De nuevo se nos conduce
a la búsqueda de la verdad, al bien y a la belleza, los llamados
trascendentales por los filósofos de todos los tiempos, que
tienen que convivir como decía Jaspers3 con la atracción que
siente la postmodernidad por las experiencias inmediatas y en
ellas las Nuevas Tecnologías encuentran su razón de ser.
Reconstrucción virtual del Santuario de Munigua. Sevilla. Siglo II d. C.
BIBLIOGRAFÍA
JASPERS, Karl (1993). Cifras de la transcendencia. Madrid
LYOTARD (1979): La Condition postmoderne: Rapport sur le savoir . París
O'CONNOR, John J.; ROBERTSON, Edmund F., (2006) «Biografía de Werner Heisenberg» MacTutor History of Mathematics archive,
Universidad de Saint Andrews
VATTINO y otros (1994): En torno a la Postmodernidad Barcelona
3
Jaspers, Karl (1993). Cifras de la transcendencia. Madrid
40
41
La realidad virtual y el análisis científico:
De la nube de puntos al documento analítico
Mercedes Farjas, Ernesto Moreno y Francisco J. García Lázaro
Universidad Politécnica de Madrid. Madrid. España.
Resumen
Desde la Topografía hemos estado trabajando en obtener la modelización tridimensional de elementos arqueológicos haciendo uso de los sistemas láser escáner de
corto, medio y largo alcance. Hemos efectuado el modelado de piezas arqueológicas para museos, levantamientos de yacimientos para equipos científicos y
documentación general de áreas de interés cultural.
En este artículo pretendemos exponer cómo habiendo llegado a un punto de vista lleno de escepticismo, en el que se podía pensar que la realidad virtual había
encontrado un límite en la representación de la arqueología, se puede iniciar un nuevo camino. Proponemos una búsqueda de nuevos modos y procedimientos de
análisis con la información recopilada, en definitiva de nuevos documentos para la interpretación científica de la arqueología que participen en la creación de
conocimiento, desde las nubes de puntos adquiridas en campo.
En este trabajo exploramos los documentos de análisis que son utilizados actualmente en el proceso de creación de modelos de realidad virtual e iniciamos la
búsqueda de nuevos planteamientos.
Palabras Clave: REALIDAD VIRTUAL, MODELIZACIÓN, LÁSER ESCÁNER, NUBE DE PUNTOS, EXPLOTACIÓN DE
RESULTADOS.
1. LA REALIDAD VIRTUAL
La realidad virtual es una simulación tridimensional interactiva
mediante ordenador, en la que el usuario se introduce en un
ambiente artificial que percibe como real. Este escenario debe
cumplir unos requisitos mínimos de simulación o capacidad de
representación, de interacción usuario-modelo y de percepción
sensorial por parte del usuario.
El término realidad virtual lo encontramos ubicado en múltiples
disciplinas, en las que se pretende contar con una fantasía de lo
real, con una representación que pueda ser objeto de aplicación
práctica, técnica o conceptual. Desde los años 50, donde sitúan
los investigadores el comienzo de esta disciplina, hasta el día de
hoy, los sistemas de captura, tratamiento y representación han
sido variados, y han ido evolucionando en el tiempo a la par
que lo hacían los ordenadores, para lograr alcanzar la potencia
necesaria que requerían los procesos de cálculo.
arqueología están encontrando puntos comunes de trabajo, uno
de los cuales es la representación virtual de escenarios de interés
arqueológico. En este sentido, las tecnologías de modelización
permiten la adquisición de datos utilizando diferentes equipos y
métodos para obtener la representación 2D y 3D de objetos,
edificios, estatuas, yacimientos arqueológicos y superficies,
centrando las investigaciones en obtener y modelizar, estos
elementos.
Desde la topografía tradicional, el proceso comienza con la
adquisición de nubes de puntos, y a continuación se procede a
su edición, antes de llevar a cabo la triangulación del modelo y
los procesos de curvado u obtención de modelos digitales que
posteriormente pueden ser tratados con texturas. Los productos
derivados más usuales han sido modelos mallados, videos
hiperrealistas y ortoimágenes. A modo de ejemplo recogemos la
representación virtual del levantamiento a escala 1/500 con
receptores GPS, de la zona arqueológica de Mleiha, en el
Emirato de Sharjah [Figura 1].
2. TOPOGRAFÍA Y MODELOS 3D
En el devenir de la ciencia, las técnicas topográficas y
cartográficas han estado tradicionalmente ligadas al estudio y
representación del terreno, en cualquiera de sus estados o
situaciones, obteniéndose resultados digitales en dos o tres
dimensiones. Estas técnicas han ido variando poco a poco su
concepción primaria monotemática hacia una situación más
generalista y multidisciplinar, convirtiéndose en apoyo o
soporte para otras ciencias.
Una de las disciplinas en la que la colaboración está siendo cada
vez más intensa, es la arqueología. Las ciencias cartográficas y la
Figura 1: Representación virtual del Levantamiento a escala 1/500 con
receptores GPS de la zona arqueológica de Mleiha en el Emirato de
Sharjah.
42
Los sistemas de captura han evolucionado y un hito importante
fue la incorporación de los sistemas láser escáner 3D. En
España aparecieron en el año 2003 [Figura 2] y comenzamos a
experimentar con ellos en aplicaciones para patrimonio y
arqueología, aceptando el reto de investigar en la modelización
tridimensional con nubes de puntos de gran tamaño.
Con estos sistemas de adquisición se capturan datos sin
discriminación previa de puntos y se obtiene de forma rápida
modelos 3D. Desde esta captura global se puede analizar la
singularidad del detalle, frente a los sistemas tradicionales en los
que se capturaban puntos para imaginar sobre ellos superficies.
Una vez finalizada la toma de datos se efectúa el tratamiento de
la información capturada. La mayoría de los equipos láser
escáner tienen asociado un programa informático de
tratamiento y visualización de datos. Este programa está
preparado para recibir y tratar la elevada cantidad de puntos de
cada toma, que colapsan los sistemas tradicionales de CAD.
El tratamiento de datos requiere unos procesos grandes y en
algunos de los casos algo tediosos, pero aún así la incorporación
de las técnicas escáner 3D, han permitido agilizar los sistemas
de modelización. Esta situación unida a la precisión de las
tomas y a la posibilidad de disponer de métrica espacio tiempo,
hace posible que en el modelo final de realidad virtual, el
usuario se encuentre con una imagen cercana a su realidad
tridimensional.
Las fases de un proyecto con láser escáner las podemos dividir
en:
Adquisición de datos
Tratamiento y procesamiento de la información
Explotación 2D y 3D del modelo de nube de
puntos
En concreto los pasos a seguir son:
Pre-edición de cada toma. Si la toma es
demasiado densa se puede proceder a un
remuestreo.
Registro de cada nube de puntos al sistema de
referencia del proyecto escogido, generalmente
local o global.
Eliminación de puntos indeseados y erróneos y
de toda la información duplicada en áreas de
solape mediante filtrado.
Segmentación en tres dimensiones de la nube de
puntos.
Extracción de geometrías.
Modelado tridimensional de entidades.
Relleno de zonas huecas.
Simplificación de entidades.
A modo de ejemplo se presenta la actuación para documentar el
yacimiento arqueológico de Minateda, mediante equipos láser
escáner 3D, siguiendo todo este proceso [Figura 3].
Figura 2: Captura de la Fuente de Cibeles mediante equipos Láser. UPM-Leica (2003) - Equipo CYRAX 2500 Leica- Geosystem
43
Figura 3.a : Nube de puntos del Abrigo prehistórico de Minateda
Figura 3.b: Asignación de color a la nube de puntos
Figura 3.c: Detalle de uno de sus paneles arqueológicos a escala 1/20
Figura 3: Obtención del modelo del abrigo prehistórico de Minateda
44
3. BÚSQUEDA DE NUEVOS DOCUMENTOS
ANALÍTICOS DESDE LOS SISTEMAS
LÁSER ESCÁNER
importancia la conservación de las proporciones o relaciones
espaciales relativas.
El documento 3D con la nube o puntos se obtiene de los
datos de campo, con un tratamiento de procesamiento
topográfico. Para poder realizar el modelo completo de una
superficie exterior cuando se han realizado múltiples tomas
desde distintos ángulos, para poder registrar el área en su
totalidad, al de unirse todas ellas para representar el objeto.
Cada una de las tomas genera una nube de puntos en un
mismo sistema de coordenadas, sistema de referencia local
perteneciente al instrumental que se haya usado. Para
solucionar ese problema se realizan alineaciones o
transformaciones entre cada una de las tomas y se obtienen
el modelo completo en un único sistema de referencia. Este
modelo puede ser triangulado utilizando los algoritmos del
programa que se esté utilizando en cada caso.
Como hemos indicado anteriormente, la realidad virtual (RV) en
arqueología se ha convertido en algo cotidiano con productos
que se han incluido en museos, aplicaciones multimedia y
páginas web.
En esta situación, y cuando empiezan a repetirse los
planteamientos, hemos parado nuestra actuación productiva y
estamos dedicando nuestro pensamiento al análisis.
Se dice que toda investigación comienza cuando nos
encontramos ante una pregunta o incertidumbre que nos hace
cuestionarnos una situación e iniciar una búsqueda. Nosotros
nos planteamos las siguientes preguntas:
¿Qué productos de RV son usados a nivel científico?
¿Por qué la RV está centrada en la representación hiperrealista?
Y en este artículo pretendemos iniciar el camino hacia la
respuesta a la primera de ellas.
La cuestión que queremos plantear en este trabajo es analizar el
hecho de una realidad: la potencia de la herramienta RV es
inmensa y las dificultades técnicas superadas para llegar a ella
también. Sin embargo, la explotación de los resultados y de los
documentos obtenidos durante todo el proceso es mínima.
La situación actual muestra un panorama en el que tras haberse
superado los problemas tecnológicos, el documento final es
poco más que un video. La realidad virtual se dirige hacia el
hiperrealismo y se detiene cuando lo alcanza, tirando a la basura
todos los productos intermedios o archivos tratados.
Por un lado en el modelo hiperrealista de realidad virtual
obtenido no es usado por los especialistas en arqueología desde
los programas originales de tratamiento de datos, quedando
reducida la utilización a mostrar el video en formato .avi o
similar. Este modelo hiperrealista o tendente a serlo, podría ser
obtenido con costes mínimos y resultados semejantes mediante
cámaras tradicionales de video o fotografías. El aporte métrico
de los modelos de realidad virtual obtenidos desde los sistemas
láser escáner no queda accesible de modo sencillo al investigador
en ciencias sociales. Es ésta la línea de trabajo que pretendemos
abrir delimitando los puntos críticos del proceso e intentando
definir instrumentos de fácil manejo y bajos costes, que
introduzcan la realidad virtual con toda su potencia a la
investigación y creación de conocimiento, en sentido estricto.
Nubes de puntos y triangulación.
Modelo sólido y texturizado.
El modelo sólido es generado después de la alineación de
todas las tomas del objeto, tanto las individuales, como las
de que forman parte de los grupos o familias. En la
representación tridimensional se busca el modelo completo,
pero también se pueden buscar modelos parciales de alguna
zona o cara.
Dependiendo principalmente de las formas del objeto y de
la manera de llevar a cabo la toma de datos, en la superficie
generada podrán quedar huecos producidos por la falta de
información. Esta falta se produce por zonas de sombra,
áreas del objeto en las que no sea posible lleva a cabo la
toma de datos o aquellas que se han producido durante la
toma por ocultamientos de unos elementos, normalmente
hundidos, producidos por otros del propio objeto más
prominentes. Si no se diseña de forma adecuada la
adquisición de datos también pueden producirse huecos en
el modelo por quedar alguna zona del objeto sin datos. Si
los huecos fueran de tamaño mayor que la tolerancia que
tenga que cumplir el modelo, estos no deberían rellenarse
de forma automática y si se rellenan habría que hacerlo de
manera que se diferencien estas zonas. También puede
optarse por completar la información con una nueva
adquisición directa de datos, con el equipo topográfico que
corresponda.
Explotación 3D
El modelo se puede simplificar reduciendo el número de
triángulos por si necesita utilizar alguna aplicación que así lo
requiera. Para ello los programas ofrecen la opción de
realizar un pulido para hacer suavizados de zona,
generación de aristas o caras en elementos con bordes
duros, eliminación de posibles ruidos o elementos, etc.
Los métodos de adquisición de datos actuales, permiten obtener
modelos digitales del objeto, desde ellos puede trabajarse con
productos derivados de los ficheros 3D de nubes de puntos y
triangulación, de los modelos sólidos y de los modelos
texturizados.
Sobre el modelo sólido, puede obtenerse el modelo
texturizado. La ventaja que tiene el equipo escáner láser es
que permite el registro de las texturas a la vez que toma las
nubes de puntos y pueden ser procesadas de forma
simultánea.
Recordemos que un modelo digital del terreno (MDT) genera
una estructura de datos que puede ser tratada por los programas
informáticos. Esta estructura numérica de información
representa la distribución espacial de la superficie, considerada
como una variable cuantitativa y continua. En este sentido
aporta una maqueta de la realidad en el que adquiere una especial
Una vez obtenidos los dos tipos modelos del objeto, el
sólido y el texturizado, se pueden exportar los datos para
realizar animaciones y simulaciones infográficas, para su
uso científico e histórico, y para otros usos dependiendo de
las características del objeto escaneado.
45
Explotación 2D
Si bien todos los productos de representación indicados en el
apartado anterior, ofrecen un enorme potencial de uso, tal como
venimos planteando en el presente trabajo, la formación que
requieren en tecnologías específicas, ha dificultado su uso real en
la investigación. Es por ello por lo que consideramos interesante,
que se recurra a productos tradicionales de representación
cartográfica, mediante representaciones 2D que indiquen la
geometría de los modelos.
A modo de ejemplo se presenta la documentación cartográfica
obtenida en el yacimiento arqueológico de Galería, en Atapuerca
(Burgos), a partir de la ortofotografía del modelo.
Figura 6: Detalle de la cartografía a escala 1/20 de las ventanas del
Palacio del Infantado (Guadalajara)
4. CONCLUSIÓN
Figura 4: Cartografía a escala 1/30 del yacimiento arqueológico de Galería
Para la documentación gráfica de la fachada principal del Palacio
del Infantado de Guadalajara, se utilizo el uso de homografías
apoyadas en un levantamiento láser escáner. Para ello se uso la
aplicación
infográfica
Homograf.1,
como
módulo
complementaria de un programa de dibujo asistido por
ordenador, en nuestro caso el programa AutoCad. La aplicación
Homograf.1, resuelve directamente las homografías planas, y
facilita
considerablemente
la
representación
métrica
arquitectónica. Se adjunta un ejemplo de los resultados
obtenidos.
Planteamos el análisis sobre qué productos del proceso de
creación de RV pueden ser útiles para el análisis científico,
atendiendo al perfil de los usuarios, intentando identificar
nuevos productos finales de análisis y dar respuesta a la cuestión
parcial:
¿Es necesario completar todo el proceso de RV en la documentación
arqueológica?
La RV es una autentica realidad y se ha demostrado su gran
utilidad en museológica y exposición, pero apenas se utiliza en la
generación de nuevo conocimiento científico. Pretendemos
analizarlo desde el punto de vista del análisis científico,
concretando qué productos obtener en dos y tres dimensiones, y
la utilidad real de los mismos. Es como un gran “elefante
dormido” al que queremos despertar. No se trata sólo de aplicar
las tecnologías obtener el modelo y trabajar en su representación
o reconstrucción virtual, pretendemos que se trascienda este
momento, apoyándose en formas de interpretación que vayan
más allá.
Figura 5: Detalle del la cartografía a escala 1/20 de la parte superior de
la fachada principal del Palacio del Infantado (Guadalajara)
46
Para finalizar presentamos esta idea con el trabajo realizado por
Martin Carril Obiols, sobre la modelización de un capitel.
El objeto, a través de las nuevas tecnologías de divulgación,
adquiere una singularidad, una vitalidad propia. Es como si la
textura de la piedra fuera la piel curtida de un rostro, en la que
se refleja lo vivido.
El capitel tiene su propia historia, que se extiende desde el
momento en que hace siglos un escultor extrajo de la piedra su
forma, hasta la eternidad.
Descubrimos la magia del objeto, que es como un meteorito
que recorre nuestro espacio-tiempo danzando y continúa su
viaje para mostrar algo del pasado a las generaciones venideras.
Su viaje por las aguas y su descubrimiento, brotando ante
nuestros ojos como una planta pétrea embozada en sus hojas
de acanto, nos revela que es algo más que un hallazgo de
interés arqueológico.
Nos regala su permanencia en un tiempo en que todo es
fulgurante y perecedero, nos introduce en el laberinto de sus
sinuosos perfiles, que un niño intenta dibujar.
Al contemplarlo reflexionamos sobre el tiempo, nuestro don
mas preciado, ya que las personas somos sólo las piedras que
forman el gran arco de la historia, y nuestra tecnología se pone
al servicio de la belleza.
AGRADECIMIENTOS
Este trabajo se desarrolla dentro del proyecto I+D: HAR2008-04118/HIST (Segeda y Celtiberia Septentrional: investigación científica,
desarrollo rural sostenible y nuevas tecnologías), financiado por el Ministerio de Educación y Ciencia y los fondos FEDER y el Proyecto
PADCAM (El Patrimonio Arqueológico y documental de la Comunidad Autónoma de Madrid: Sistematización, gestión, puesta en valor y
difusión desde el ámbito local del marco europeo) financiado por la Consejería de Educación, de la Comunidad de Madrid.
BIBLIOGRAFÍA
BARBER (2004). Towards A Standard Specification For Terrestrial Laser Scanning In Cultural. Comisión V, WG V/2 ISPRS Estambul.
ISPRS( International Society for Photogrammetry and Remote Sensing). Commission V, WG V/2
BRACCI S., FALLETTI F., MATTEINI M., y SCOPIGNO R. (2004). Explorando David: diagnóstico y estado de la conservación.
Giunti Press. Italia.
DEMIR (2004): Laser Scanning For Terrestrial Photogrammetry, Alternative System Or Combined With Traditional System?. Comisión
V, WG V/2 ISPRS Estambul. ISPRS( International Society for Photogrammetry and Remote Sensing). Commission V, WG V/2.
FARJAS, M. (Ed.) (2007). El registro en los objetos arqueológicos: Métrica y Divulgación. Spain: Reyferr. ISBN 978-84-611-6456-1
FARJAS, M. & GARCÍA-LÁZARO, F. J. (Eds.) (2008). Modelización Tridimensional y Sistemas Láser Escáner. Madrid, Spain: La
Ergástula.
LIFCHITZ MORALES, Claudia; DE LA ROCHA GÓMEZ, Mercedes (2010). Levantamiento a escala 1/200 mediante láser escáner 3D
de la fachada principal del Palacio del Infantado, Guadalajara
Proyecto Final de Carrera, no publicado, Universidad Politécnica de Madrid (UPM).
LÓPEZ GONZÁLEZ, Jaime (2008). Levantamiento mediante láser escáner 3D de un abrigo paleolítico en el yacimiento de Hellín
(Albacete). Proyecto Final de Carrera, no publicado, Universidad Politécnica de Madrid (UPM).
VÁZQUEZ PELAEZ, Sergio (2008). Levantamiento mediante Láser Escáner 3D de la zona de Los Zarpazos en el yacimiento
arqueológico de Atapuerca (Burgos) Proyecto Final de Carrera, no publicado, Universidad Politécnica de Madrid (UPM).
WOLTRING (1995), Smoothong and differentiation techniques applied to 3D data. Champaign, Illinois, USA: Human Kinetic
47
Enabling Archaeological Hypothesis Testing in Real Time
using the REVEAL Documentation and Display System
Donald H. Sanders
Learning Sites, Inc. & the Institute for the Visualization of History, Inc., Massachusetts, USA
Abstract
This paper focuses on a system that can ensure that excavations are indeed fully documented and that the record is accurate. REVEAL is a single piece of
software that coordinates all data types used at excavations with semi-automated tools that in turn can ease the process of documenting sites, trenches and objects, of
recording excavation progress, of researching and analyzing the collected evidence, and even of creating 3D models and virtual worlds. Search and retrieval, and thus
testing hypotheses against the excavated material happens in real time, as the excavation proceeds. That is the important advance.
Keywords: VIRTUAL REALITY, AUTOMATED 3D MODELING, DATABASES, EXCAVATION TOOLS,
DATA INTEGRATION, GEOLOCATED IMAGES, SITE RECORDING, EXCAVATION DOCUMENTATION
I. INTRODUCTION
North Carolina’s Department of Electrical and Computer
Engineering.
Those are questionable assumptions.
From my field experience as a dirt archaeologist, I understand
traditional excavation methods and how frustrating it can be to
ensure that everything is being noted properly, dug efficiently,
and that inferences about the evidence allow for a successful
interpretation of the site’s history. Therefore, any automated
computer-based documentation and analysis tools would seem
beneficial. They can be more accurate and cost effective, saving
time and ensuring that all finds and their context are
appropriately and thoroughly recorded.
I also admit that cool software tools and fancy hardware can
create new problems and headaches. But if designed properly,
with safeguards in place, new digital field data acquisition
systems can enable new types of hypothesis testing, new insight
into the past, and new visualizations that in turn can lead to a
paradigm shift in how excavations are managed and evidence
disseminated.
As I made my transition from dirt archaeologist to virtual
heritage practitioner, I discovered that interactive 3D computer
models permit more innovative inquiries than are possible when
using traditional 2D paper-based media (Figure 1; SANDERS
2008). Afterall, the past happened in 3D, so that is the way it
should be studied. Only then can we accurately envision historic
places and events.
But, projects like these assume excavations have already
happened and that the virtual environments that re-create the
past are using a complete record of the excavated evidence and
that the data are correct.
This paper focuses on a system that can ensure that excavations
are indeed fully documented and that the record is accurate. We
call our initiative REVEAL (Reconstruction and Exploratory
Visualization: Engineering meets ArchaeoLogy). It is a new
collaborative project between the Institute for the Visualization
of History, Brown University’s Division of Engineering,
Laboratory for Man/Machine Systems, and the University of
Figure 1. Montage of sample project renderings from Learning Sites, Inc.
and the Institute for the Visualization of History, Inc.; directed by Donald
H. Sanders.
There have been many computer-based data collection systems
for archaeology; many databases, many digital archives, and
many digital publications for the discipline. REVEAL is special,
because it is a single piece of software that coordinates all data
types with semi-automated tools that in turn can ease the
process of documenting sites, trenches and objects, of recording
excavation progress, of researching and analyzing the collected
evidence, and even of creating 3D models and virtual worlds.
Search and retrieval, and thus testing hypotheses against the
excavated material happens in real time, as the excavation
proceeds. That is an important advance.
48
II. CURRENT ARCHAEOLOGICAL
METHODS
One of the key problems in archaeology is trying to accurately
locate things like trenches, walls, and artifacts in 3D space.
Traditionally, archaeologists describe their finds, manually take
measurements, and use hand-drawn sketches and occasional
photographs to record the contexts of artifacts, strata, and
architectural features. This methodology suffers from inaccuracy,
inconsistent terminology, transcription errors, and just taking too
long. Some things are not recorded at all because their
significance is not recognized until too late.
Other issues for field teams include noting what was found, who
found it, what are the find’s characteristics, figuring out how all
this data should be organized, and how other researchers can
assimilate all this information. Understanding the meaning,
context, and function of an object evolves over time as it is
examined and categorized, which often involves multiple
specialists each of whom may submit data in different formats.
The standard collocation methods do not effectively allow
hypothesis testing on all the excavated data in real time; nor
allow for planning field strategies while the dig is underway.
Normally, we have to wait until all the evidence has been
collected, analyzed, and synthesized--that often takes years and is
unfair to our colleagues.
Has the transition to digital acquisition technologies improved
the situation? We now have the choice of laser scans, LIDAR,
digital photography, databases, CAD, GIS, GPS, total stations,
and even smartphones with high-res cameras and custom apps
that can be tailored for use during excavations.
data entry tasks; and integrated 2D and 3D media resources to
enhance comprehension and dissemination.
More specifically, our goals are to enable real-time hypothesis
testing during excavation by improving data acquisition through
automation, including zero-additional-cost geo-located position
recording; 3D model generation from photographs; and full
integration of all other user data, from laser scans to chemical
analyses (GALOR ET AL. 2009). REVEAL has a single
common repository for all data about an excavation, integrated
multimedia analysis functions (including immediate access to
tabular, photo, video, and 3D data), and integrated display of
that data on plans or in spatially located 3D models of excavated
remains. This means that from any single data type there is, via
context-sensitive menus, direct access to and display of all other
related datasets. REVEAL can also export data and query results
in a number of file formats. Thus, REVEAL combines multiple
modes of input, a back-end database, and a sophisticated user
interface.
The alpha version of REVEAL, used on-site last summer, tested
low-frame-rate continuous video to capture the entire excavation
process, allowing the users to “roll-back” and replay the
excavation to determine exactly where and when an artifact or
wall was discovered. To solve issues of occlusion, multiple
cameras were mounted around the trenches to record from
many viewpoints. However, the cameras lacked sufficient
resolution for locating small finds, and positioning them around
the excavation so their cables did not get in anyone’s way proved
difficult. We concluded that this process was not worth the
effort and expense.
Using total stations and related equipment to survey a site is time
consuming, only those points that were considered important at
the time are recorded, and the points are hard to collate with the
rest of the datasets from the site. GIS is superlative for 2D
spatial data, but not so useful as a general purpose data
exploration tool, and generally has poor integration with
interactive 3D visualizations. Harris Matrix tools focus on
displaying stratigraphic sequences, with little integration with
other datatypes. Custom site-specific databases are uneven in the
comprehensiveness of their features and cannot be easily
generalized to other excavations.
What site directors really need is a complete package that keeps
things digital from acquisition to publication, integrates all data
types, and can be used across different excavations with minimal
modification. The goal would be to ease recording and recall for
researchers of all backgrounds. That is exactly what we set out to
do.
III. REVEAL
REVEAL is a four-year US National Science Foundation-funded
project. We are currently nearing the grant’s midway point. Our
consortium is creating an all-digital toolkit for acquiring,
coordinating, and presenting archaeological data in a way that
streamlines the excavation documentation process, supports and
enhances understanding of the data, and allows for many output
formats. REVEAL leverages three aspects of information
technology: computer vision algorithms to speed up or replace
manual imaging tasks; computer automation tools to speed up
Figure 2. Photos of the REVEAL I camera and scaffolding arrangement
from the 2009 alpha tests.
In addition, REVEAL I used multiple high-resolution still
cameras placed surrounding trenches to photograph finds as
they were uncovered, to provide data for 3D reconstructions of
the area, and to enable detailed analysis and measurements from
any angle (Figure 2). The photography and its automated
processing were combined with more traditional form-based
object recording into a database whose entries are linked to the
digital images. Based on last summer’s tests, the REVEAL
interface, image input methods, and automated tools were
redesigned.
REVEAL II, our current pre-beta version, is programmed for
acquiring and analyzing highly integrated tabular data, plan
views, photographs, and 3D models. It is being field tested at
archaeological sites in Israel this summer. We have significantly
reduced the equipment cost and enhanced flexibility by replacing
49
the fixed still and video camera array with a single handheld
digital camera and a specific picture-taking process. We trade
off simplified hardware for more complex software challenges.
The REVEAL user interface allows direct, multiple window
access to drawings, photos (stills and videos, whether taken on
site or via satellite or from scans), 3D models (of objects,
trenches, and reconstructions, including GIS, point cloud, and
laser scan data), and any text about the site and its finds.
The following screen shots of some sample queries will
demonstrate a bit of the power and flexibility of the system. The
explanations will focus on the query and hypothesis-testing side
of REVEAL, assuming that the front-end database forms are
being filled out while a (hypothetical) excavation progresses.
REVEAL’s screen consists of a side panel (for adding to or
changing elements in the display); the main display space, and
various context-sensitive pull-down menus (Figure 3). All data
types and visualization methods are always available and linked
from all other interface and image modes. Users can choose
from a set various display preferences, such as, selecting the size
and color of icons, the zoom depth for resolving dense clusters
of objects, or the transparency and order of stacked images. User
navigation methods and menu options are consistent across all
screens.
Figure 4. Screen grab of REVEAL showing stacked site plan and satellite
views of the castle site and the transparency slider.
Figure 5. Sreen grab of REVEAL showing the plan browser focused on
Area M in the stack and showing the flyout menu options for this top
image.
Figure 3. Screen grab of REVEAL showing the main panels and selection
options from the plan browser.
What pottery was found in association with the walls in Area M?
To graphically visualize the answer to that question, open the
Artifacts filter (from the menu at the left) and choose Pottery
from the material list (Figure 6).
The easiest way to get oriented is to click on the plan icon,
which opens the plan browser window and a list of available topdown images of the excavation (in this case, the Crusader castle
at Apollonia-Arsuf, Israel; Figure 3). After selecting (for
example, the site plan and a satellite photo), top-down images
display as a series of automatically geo-referenced stacked layers
and can include site plans, satellite images, trench plans, or any
similar top view of a location. Layers can be sorted, and there is
a transparency slider to aid understanding of superimposed
images (Figure 4).
Suppose we want to study the distribution of artifacts in relation
to the architecture in a particular trench. Clicking on the Load
Plan operation brings back the list of available top views; Area M
is selected, which is added to the stack. The Zoom to This Plan
feature in the fly-out menu focuses the plan browser on the
selected image (Figure 5). Images in the stack can still be sorted
here or their transparency changed so that different aspects of
each view can be seen.
Figure 6. Screen grab of REVEAL showing the selection of pottery
artifacts
50
The type, color, and size of the icon used to represent the
selected artifacts can be customized by the user (in this case, red
triangles; Figure 7).
Figure 9. Screen grab of REVEAL showing the flyout menu generated
from a group of selected icons.
Figure 7. Screen grab from REVEAL showing the choice of icon shape
and color.
The interface knows that Area M is already open, so the chosen
artifacts are displayed on the plan (Figure 8). In the plan
browser, hovering the cursor over each icon brings up a flyout
that shows the object ID, material, color, type, and locus for the
artifact represented by that icon; clicking on the icon pops up a
menu with further options on how to view the object and what
other media are available for that selected object.
Figure 10. Screen grab of REVEAL showing the photo browser and a
high-res image of a selected thumbnail.
Returning to the same group of highlighted objects, the artifacts
can instead be studied in a data browser. Each of the fields in the
data browser can be sorted and the individual artifacts can be
compared by as many different fields as there are in the database
(preselected characteristics display here, but a wide variety of
categories can be viewed as needed simply by clicking in an
object’s row; Figure 11).
Figure 8. Screen grab of REVEAL showing the distribution of pottery in
Area M, in the chosen icon shape and color, as well as the flyout menu
resulting from hovering the cursor over an artifact icon.
To study how metal objects array with the pottery, the selection
process is repeated and a different icon shape and color are
chosen. These types of queries can be repeated as many times as
relevant to the research. Drawing a bounding box around a
group of objects generates a flyout showing related options
(Figure 9). For example, selecting to look at photos of these
objects opens the photo browser which displays thumbnails of
the selected group. Clicking on any thumbnail pulls up the highres image of that object in a window that is zoomable (Figure
10).
Figure 11. Screen grab of REVEAL showing the data browser.
51
As before, clicking on any object brings up a flyout indicating
which other media are available for that object, such as the
photo browser or the plan browser, demonstrating that any type
of information is directly available from any one of the display
options.
Further, multiple data browsers can be open simultaneously so
that researchers can compare groups of objects and their
characteristics and context information. Any query made on an
object in the data browser can, also, display on the plan.
However, plans are too limiting; excavated evidence should
really be studied in 3D. REVEAL also has a 3D model browser.
This can be accessed by selecting the 3D model icon, then, for
example, chosing the name of the excavation square in which the
preselected group of artifacts is located. This sequence brings up
a window displaying thumbnails of available 3D models. Clicking
on the thumbnail brings up an interactive 3D browser in which
the model can be rotated and zoomed. Researchers can now
more fully understand the group of selectede artifacts by seeing
them in a 3D spatial distribution of their excavated contexts
(Figure 12).
Figure 12. Screen grab of REVEAL showing the selected group of
artifacts displayed in a 3D model of the trench in which they were found (a
bit difficult to read the 3Dishness of the model in this image, however).
A key feature of REVEAL is its ability to automatically generate
accurate 3D models of trenches and in-situ artifacts as the dig
progresses with just standard digital camera photographs.
REVEAL archaeologists take lots of overlapping photographs to
create a chain of images that have sufficient information for a
Scale Invariant Feature Transform (or SIFT) algorithm.
REVEAL then automatically locates the photos relative to each
other. By strategically including patterned markers in the shots
and using feature extraction, camera calibration, and position
algorithms, REVEAL can locate any object and feature in the
photos in real-world coordinates.
REVEAL includes the ability to extract accurate and precise
measurements from the 3D models to augment or replace
traditional measurement methods. The 3D model interface can
also import externally created 3D models. Such models can then
be geo-located and used in conjunction with the rest of the
REVEAL data to examine an archaeological site in great detail.
Soon, it will include an automated fragment re-assembly
application for creating 3D models of reconstructed pots from
sherd photographs, which will then be extended to handle virtual
reassembling of wall fragments, based on inferences about
architectural features.
When REVEAL is used during an excavation, with photos and
database information input as the dig proceeds, it is not difficult
to imagine how easy it becomes to ask new types of questions
about the excavated evidence in real time while the dig ensues,
thus enhancing the field team’s ability to grasp the significance
of daily activities in each trench and more effectively plan
excavation strategies accordingly.
IV. CONCLUSION
REVEAL will provide a new level of timely and comprehensive
exploration of excavation data. It provides the ability to visualize
relationships among related artifacts found at different times and
to take additional measurements, both during and after
excavation, from 3D models of in-situ finds. The user interface
reinforces the uniquely flexible data integration, enabling precise
contextual examination of data in the field, providing
unprecedented analysis detail and support for daily excavation
decisions. Powerful tools for post-excavation analysis and
publication are welcome byproducts of the system. These
features are combined with strong search and filtering
capabilities, flexible data export to external applications, and an
extensible architecture designed for adding new functionality. By
providing all of an excavation’s datasets in a single interface,
REVEAL encourages real-time hypothesis testing as the dig
ensues; while also providing advantages for use across multiple
sites.
Thus, REVEAL offers a more complete, coordinated, and
accurate solution to excavation data gathering, site
documentation, and research querying in comparison to current
methods that employ hand-written field notebooks or
standalone computer databases, conventional hand-drawn 2D
plans or CAD files, or reliance on occasional photographs and
other non-geolocated or non-linked image sets. When seen in
combination with REVEAL’s ability to automatically build geolocated 3D models, semi-automatically reassemble artifacts from
fragments, and infer architectural features from minimal
remains, archaeologists can appreciate the dramatically new and
potentially paradigm-shifting nature of the package. To be able
to see in detail what happened at an excavation last year, last
week, or even just three hours ago in a fully textured, virtual recreation, and to be able to query all the recovered data in real
time, frees the field team to test hypotheses about the evidence
in unprecedented fashion.
Future REVEAL releases will be even bolder. We envision a
potential scenario whereby the full package becomes a series of
linked smartphone apps using the device’s camera and data input
features. Photos, videos, data descriptions, automated virtual
world generation, and automated artifact reassembly and
architecture reconstruction will occur in the cloud. There will be
global access to the data for real-time querying as the evidence
comes out of the ground. Instant feedback from colleagues
around the world using social networking tools, wikis, and
virtual memos posted inside the virtual models of the excavation
progress and reconstructions will enable timely shifts in
excavation strategies, comprehensive analyses of the newly
uncovered material, and innovative querying on an
unprecedented level of detail so that we can begin to truly
understand cultural change, spatial function, and even ancient
behaviors.
The study of the past need not be constrained by the technology
of the past.
52
ACKNOWLEDGEMENTS
The REVEAL project consortium includes the following principals (besides the author): John Ballem, David Cooper, Katharina Galor,
Eben Gay, Benjamin Kimia, Gabriel Taubin of Brown University; and Andrew Willis of the University of North Carolina.
REFERENCES
GALOR, Katharina; ISRAEL Roll and OREN Tal (2009): “Apollonia-Arsuf between Past and Future,” in Near Eastern Archaeology 72.1,
pp. 4-27.
SANDERS, Donald H. (2008): "Why Do Virtual Heritage? Case studies from the portfolio of a long-time practitioner," Archaeology
Magazine [online] http://www.archaeology.org/online/features/virtualheritage/
53
ARQUEOLOGÍA VIRTUAL: EXPERIENCIAS SINGULARES
VIRTUAL ARCHAEOLOGY: SINGULAR EXPERIENCES
PATIO DEL PALACIO DE LOS ABENCERRAJES DE LA ALHAMBRA
Laboratorio de Arqueología y Arquitectura de la Ciudad. Escuela de Estudios Árabes. CSIC. Granada. España.
54
55
3D-COFORM: Making 3D documentation
an everyday choice for the cultural heritage sector
Denis Pitzalis1, Jaime Kaminski2 and Franco Niccolucci1
1 STARC,
2 University
The Cyprus Institute, Nicosia, Cyprus.
of Brighton Business School, Brighton, UK.
Abstract
This paper provides an overview of the 3D-COFORM project which began in December 2008 and aims to advance the state-of-the-art in 3D-digitsation and
make 3D-documentation an everyday practical choice for digital documentation campaigns in the cultural heritage sector.
Keywords: INDEX TERMS—ARCHAEOLOGY, CULTURAL HERITAGE, DIGITIZATION, 3D DOCUMENTATION
1. INTRODUCTION
The 3D-COFORM project aims to advance the state-of-the-art
in 3D-digitsation and make 3D-documentation an everyday
practical choice for digital documentation campaigns in the
cultural heritage sector. The project addresses all aspects of 3Dcapture, 3D-processing, the semantics of shape, material
properties, metadata and provenance, integration with other
sources (textual and other media); search, research and
dissemination to the public and professional alike. A strong
technical research program is complemented by research into
practical business aspects: business models for exploitation of
3D assets, workflow planning and execution for mass
digitisation, socio-economic impact assessment; and the creation
of a Virtual Centre of Competence in 3D digitization. The VCC3D will act as a catalyst in enhancing the sector’s capacity for
mass digitization of 3D assets – the tangible artefacts of the
physical cultural heritage of the world. The 3D-COFORM
consortium brings together 19 partners to form a world class
team on 3D-digisation complemented by an equally prestigious
group of Cultural Heritage organizations, with the Victoria and
Albert Museum as a full partner and collaborations from the
Louvre, the Florentine Museums authority the Museum of the
Imperial Forums in Rome; World Heritage Sites in Cyprus and
the Staatliche Museen zu Berlin. The consortium also contains
organizations tasked at a national level with helping museums
move in these directions. C2RMF, the research arm of the
French National Museums and CULTNAT the digitization body
for cultural and natural heritage funded by the Egyptian
Government. All these institutions have a declared intention to
develop their 3D-digitisation capability in order to move forward
on the integration of these assets into the infrastructure that is
being enabled by initiatives such as Europeana (the EDL).
2. 3D ACQUISITION
In the area of acquisition the project follows two major strands.
First, the web-based 3D-reconstruction techniques for
immovable objects as well the 3D-digitisation process of
moveable regular objects based on available laser digitisation
technology will be extended towards automatic and user friendly
rapid digitisation (in-hand digitisation) of 3D-shape. In addition
to 3D-shape colour and reflectance properties of the objects will
either be digitized as well or the user will get the possibility to
map these data from other sources in order to produce high
quality representations of the artefacts. Second, we are
developing new approaches for image-based reconstruction
which will give use the ability to digitise shape, reflectance
properties and if necessary spectral colour of artefacts, e.g. gems,
jewellery, etc. for which current techniques are not effective, in
one acquisition step.
Since the 3D shapes of many 3D objects are already available,
3D-COFORM will also develop techniques for reflectance
acquisition for these objects from multiple views of the same
known surface. We will deal with all levels of surface reflectance
ranging from simple texture maps to full 6D Bidirectional
Texture Functions (BTF). This way low cost acquisition of
reflectance data will be possible. Last but not least an important
goal of 3D-COFORM is the acquisition of spectral reflectance
data from CH objects. To come up with a rapid acquisition
device we plan to capture only a sparse sampling of the spectral
reflectance data and to interpolate the remaining data from this
sampling using efficiently acquired RGB data as constraint.
From the very beginning of the project we have extended and
deployed current tools to support digitisation projects
undertaken with major cultural heritage institutions in order to
develop operational processes and business solutions for
operationalisation of mass digitisation of 3D assets at low cost.
3. 3D ARTEFACT PROCESSING AND
ANALYSIS
Several efforts need to be undertaken to underpin the
development of tools which are capable of recording,
processing, analysing, manipulating and exploiting descriptions
of 3D-artefacts which embody integrated descriptions of 3Dobject semantics (metadata, provenance data). The approach will
be the design of processing tools (following the successful
experience of EPOCH’s MeshLab tool) together with the design
56
of libraries offering data representation schemes and algorithms,
which will be used in the development of other COFORM tools.
Basically two ways exist to assign semantics to an acquired 3D
dataset, namely by shape analysis (segmentation of the raw data
into meaningful parts and pieces), or by establishing the
correspondence to an informed reconstruction of the same
scene. Both ways are being pursued in 3D-COFORM.
We will develop tools for knowledge-aware segmentations,
which may be geometry-driven or based on subshape matching
or through the detection of (self-) similarities of the model (e.g.
to detect repetitions and ornament patterns). At the technical
level, we will investigate the relationships between ontological
standards (METS, CIDOC-CRM), provenance data encoding
and de-facto standard geometric representations (X3D, Collada),
endorsing both 3D graphics and Digital Libraries perspectives
and following the EDL emphasis on a Digital Library spanning a
much wider spectrum of artefacts than the traditional text based
sources.
needed, that allows bidirectional linking to and from each “part”
of the model. This uses a geometric markup to distinguish a part
of the model.
This part can then be annotated (semantic enrichment) and,
equally important, it can be referred to by external documents.
Third, some sort of database as historic content management
system that provides the spatio-temporal context for all
individual reconstructions (geo-referencing + time), that
manages multiple hypotheses, and it can interface and
synchronize with other such databases. Furthermore, the
database should be capable of exporting the model data in a
standard 3D format, as a basis for the decorative artwork and
the laborious DCC workflow that follows in order to produce
scientifically justified, accurate, yet high-quality photo-realistic
3D-reconstructions of historic sites. And last, but not least, easyto-use, reliable software tools will be needed to let CH
professionals use all of the described functionality in their daily
work without causing frustrations. Any scepticism and
reservations against using 3D-technology can only be overcome
when the benefits of using it are clear.
4. SEARCHING AND BROWSING
7. THE BUSINESS CASE FOR 3D
Shape-based search. The status of the shape-based search is not
consolidated; further research is needed to increase robustness
of 3D searching algorithms. However, this research would justify
a project in itself, with a more focused and specific partnership.
The 3D-COFORM approach is rather different: instead of
focusing research on the specific 3D shape-based algorithms,
our major concern will be how to integrate the two searching
modalities (text-based and shape-based). This is an aspect
neglected so far and extremely important in applications such as
cultural heritage; to have a real impact in cultural heritage
professional daily work, searching instruments should be able to
offer an integrated interface to both search specification and
visual presentation of results. It should be able to mix any type
of request (shape- and text-based) in the specification of the
query; as well, it should be possible to sort and present results
obtained by this integrated queries.
5. VISUAL BROWSING AND ANALYSIS.
New systems are required to support radically new ways to
deploy visual browsing and inspection features to the user
community. This means that our focus is not limited to
overcoming current 3D technological limitations (i.e. how to
manage huge 3D models; how to improve visual presentation
accuracy) but will also focus on the other issues mentioned
above (easy integration of 3D and other media, easy authoring,
cooperative management, effective GUI, etc.).
6. 3D ARTEFACT SYNTHESIS
The first step in order to improve the situation will be to
separate the scientifically based structural reconstructions from
photo-realistic models for public dissemination: For scientific
reasoning, the decorative artwork is counter-productive, because
it occludes the essential. For photo-realistic imagery, the model
is more important than the reasoning behind it. Second, a highlevel standard representation for historic reconstructions is
The 3D technology is only part of the story. In order to achieve
the goals of making “3D-documentation an everyday practical
choice for digital documentation campaigns in the cultural
heritage sector” it is necessary to establish the business case for
doing so. 3D-COFORM has a dedicated business strand which
has looked at such issues. During the first year of collaboration
with the technical strand, the Business Strand has designed
business processes for using digitisation tools and planning of
initial tools testing and deployment experiments. Conducted
initial deployment experiments with maturing existing tools
together with CH institutions. Identified a methodology for
strategy and socio-economic impact evaluation. And analyzed
business models to generate input and help shape business
models for the Virtual Competence Centre-3D.
8. THE VIRTUAL COMPETENCE
CENTRE 3D
The 3D-COFORM Virtual Centre of Competence in 3D (VCC3D) will be established during the project to promote and
further the role of 3D digital assets within the broader EDL
context. It will provide independent advice on 3D digitisation
technologies including geometry, materials and shape semantics;
integrating metadata (including provenance) and legacy sources
with 3D assets; mass digitisation business processes and
workflow planning; business models for exploitation of 3D
digital assets; tools for assessing socio-economic impact of
investment in 3D digital assets.
ACKNOWLEDGMENT
The research has received funding from the European
Community's Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013)
under grant agreement n° 231809.
57
Una visión virtual de la arquitectura de Al-Andalus.
Quince años de investigación en la
Escuela de Estudios Árabes
Antonio Almagro Gorbea
Laboratorio de Arqueología y Arquitectura de la Ciudad. Escuela de Estudios Árabes.
CSIC. Granada. España.
Desde hace más de quince años, en lo que ahora constituye el
Laboratorio de Arqueología y Arquitectura de la Ciudad de la
Escuela de Estudios Árabes, instituto perteneciente al Consejo
Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), venimos
aplicando
tecnologías
avanzadas
de
representación
arquitectónica para indagar y reflexionar primero, y mostrar
después, nuestras investigaciones sobre la arquitectura de alAndalus. Uno de los objetivos fundamentales que perseguimos
con este tipo de trabajos es poder realizar un análisis perceptivo
de la arquitectura que hemos desarrollado en aquellos casos para
los que contamos con suficiente información.
La informática ha puesto a nuestra disposición en los últimos
años unos nuevos y poderosos instrumentos de visualización y
representación que constituyen una revolución en el campo de la
investigación del Patrimonio, al igual que lo son en otros
muchos. Los sistemas de CAD ya permitieron, al final de los
años ochenta, trabajar con auténticas representaciones
tridimensionales, aunque por mucho tiempo se trataba solo de
objetos constituidos por líneas o alambres. Con las primeras
versiones que permitían trabajar con planos y después con
sólidos y daban la posibilidad de iluminar, aunque fuera
rudimentariamente, estos objetos, se dio un paso cualitativo
importante. Hoy, la capacidad que ofrecen los programas de
renderización al permitir incorporar texturas, cualquier tipo de
iluminación e incluso los efectos de radiosidad, hacen de ellos
unos útiles con una potencialidad impensable hace pocos años y
que nos dan acceso a un sistema nuevo de representación.
El recurso a los medios informáticos para generar
reconstrucciones virtuales que hacen posible observar las
cualidades del espacio se ha convertido no sólo en un potente
medio de difusión de las investigaciones, sino también de análisis
que permite profundizar en el conocimiento de la arquitectura.
Este instrumento facilita reconocer las características de una
arquitectura reconstruida a través de la inmersión en ella y
observar el espacio que genera mediante una experiencia
perceptiva recreada. Con ello se nos ofrece la posibilidad de
realizar un análisis perceptivo a través de la simulación de un
recorrido por el espacio, reconocer la secuencia de ambientes,
observar la arquitectura desde distintas posiciones escogidas a
voluntad, obtener una visión paisajística a vista de pájaro o bien
concreta y específica de la arquitectura reconstruida; es decir, una
experiencia personal de visita y recorrido virtual a través del
modelo digital 3D. En definitiva, disfrutar y contemplar la
arquitectura del pasado a través de una herramienta actual.
Así, la reconstrucción virtual de edificios o espacios destruidos o
profundamente alterados, realizada a través de los instrumentos
informáticos, permite analizar aspectos tan fundamentales como
su percepción visual, el carácter que confiere al espacio aspectos
tan importantes como el color y la textura de los materiales, los
efectos de la luz o la propia escala del edificio. Es fácil con estos
medios presentar y estudiar distintas alternativas o hipótesis sin
que nada de esto afecte físicamente a los bienes originales.
Las posibilidades que ofrecen los programas de infografía son
enormes. Podemos visualizar vistas perspectivas desde cualquier
ángulo y condición, recrear distintos estados o distintas
soluciones, bien sea de formas volumétricas como de texturas,
colores o iluminación, hacer animaciones o visiones
panorámicas, etc; también brinda la oportunidad de construir
sistemas interactivos con participación del usuario en la elección
de las distintas soluciones. La capacidad de recrear objetos, sobre
todo
arquitectónicos,
que
hayan
sufrido
grandes
transformaciones o incluso ruina y desaparición constituye una
de las más interesantes aplicaciones a las que se puede recurrir
mediante los sistemas infográficos. Siendo el objetivo de los
estudios arqueológicos el análisis de la cultura material, y
constituyendo la arquitectura una de las expresiones más
importantes y significativas de esta cultura, las posibilidades de
recrear visualmente lo que en su origen fueron estos restos
cuando han sufrido grandes transformaciones, a veces difíciles
de imaginar, supone claramente una ayuda potencial en nuestros
trabajos4.
Todos estos instrumentos tienen múltiples aplicaciones que
podemos considerar dentro de dos grupos generales. Una sería la
de facilitar la reflexión y la investigación sobre el patrimonio
arquitectónico desaparecido. La recreación virtual obliga a
considerar el elemento en toda su extensión, a plantearse
soluciones para todos sus detalles y componentes y a reflexionar
a la vista de las imágenes sobre nuestras hipótesis previas y
también sobre las finales. La experiencia de nuestro grupo a este
respecto ha sido muy fructífera, recurriendo a estos métodos
para tratar de dar forma a nuestras presunciones y de revisar los
resultados como modo de profundizar en la investigación. Este
procedimiento nos ha obligado en varias ocasiones a
reconsiderar supuestos o a abordar cuestiones que inicialmente
no se habían siquiera planteado. En algunos casos ha servido
José A. FERNÁNDEZ RUIZ, ‘‘El renacimiento del patrimonio a
través del dibujo digital’’, Actas del Congreso Nacional: El Dibujo del fin
del milenio, Granada: Facultad de Bellas Artes, 2000, 247–250.
4
58
para visualizar distintas soluciones y discutir sobre ellas, no sólo
como hipótesis sobre el estado original, sino como propuestas
de restauración a realizar. En este sentido, estos sistemas evitan
cometer errores de difícil, o cuando menos costosa corrección ya
que no afectan para nada al edificio u objeto y pueden
considerarse por tanto como un método absolutamente
reversible.
Otra de las grandes aplicaciones de estos sistemas es la difusión
del conocimiento. Los métodos tradicionales de representación,
mediante plantas, alzados y secciones siempre han resultado
poco inteligibles para personas sin formación ni experiencia
sobre los sistemas de representación. Las perspectivas, muchos
más fáciles de entender, eran antes laboriosas de realizar y por
tanto se recurría a ellas de manera limitada debido a su elevado
coste. No siempre se acertaba con los puntos de vista más
adecuados pero por la causa antes aludida raramente se
revisaban. Ello hacía que los frutos de la investigación no
quedaran accesibles al público inexperto, no cumpliéndose con
ello uno de sus objetivos fundamentales de la ciencia, cual es
hacer a la sociedad partícipe de los avances del conocimiento que
se van logrando. No cabe duda de que éste es uno de los campos
que más interés ofrece y uno de los que más rentabilidad social
puede aportar, hasta el punto de hacer pensar que, cada vez más,
resulta casi obligado recurrir a estos instrumentos para dar a
conocer los resultados de nuestras investigaciones.
Sin embargo, el desarrollo de la aplicación de estos sistemas
merece una reflexión específica. Disponemos de instrumentos
hasta hace poco casi desconocidos y su correcto uso puede dar
magníficos resultados, pero un empleo inapropiado también
puede generar productos inadecuados y, con ello, reacciones
negativas. A este respecto debe tenerse en cuenta que la
utilización de estas aplicaciones informáticas se ha difundido de
una manera muy amplia entre técnicos y profesionales ajenos a
nuestros estudios que, ante la demanda social de este tipo de
representaciones, han sentido la lógica tentación de crear
imágenes que en muchos casos carecen del adecuado soporte
científico en su gestación. El problema puede venir tanto en lo
que respecta a la concepción general de las hipótesis como a
intentar dar solución a cuestiones de detalle, como puedan ser las
texturas, materiales y colores o en la búsqueda de visiones
excesivamente fotorrealistas pero sin base científica que las
soporte y que pueden producir sensación de falsedad en las
propuestas.
De aquí se pueden derivar dos reflexiones: La primera es que no
podemos mantenernos de espaldas a estos métodos de trabajo
excusándonos en que son fuente de falsedades. Será
responsabilidad de quienes trabajamos en el campo de la
investigación arqueológica y arquitectónica aportar el necesario
rigor a las propuestas. Porque si no lo hacemos desde el campo
científico, sin duda otros sin las bases adecuadas lo harán y en
cualquier caso, este tipo de representaciones están llegando a la
sociedad, porque la sociedad las está demandando.
La segunda reflexión está en relación con la forma final y el
detalle al que debemos llegar en nuestras reconstrucciones y
representaciones. Dadas las posibilidades cada vez mayores que
las aplicaciones informáticas nos permiten en cuanto a similitud
con la realidad en los modos de iluminación, calidades de los
materiales, etc., es necesario determinar qué nivel de realismo
podemos o debemos conseguir. La primera cuestión que
evidentemente se plantea es la cantidad y calidad de información
de que disponemos y por lo tanto los niveles de incertidumbre
con los que tenemos que trabajar. Salvo casos excepcionales,
generalmente siempre tendremos una información limitada pues
en todo proceso de ruina y transformación es inevitable la
pérdida de datos. Ello nos va a obligar a valernos de casos
paralelos e informaciones complementarias para construir
nuestras hipótesis, que serán en muchos casos eso, meras
hipótesis con mayor o menor grado de certidumbre.
En los procesos de restauración existen unos criterios más o
menos aceptados en cuanto al alcance permisible de la
intervención, los cuales guardan relación con el reconocimiento
de la autenticidad de la obra, que debe siempre permitir
distinguir con claridad lo que es original de lo que no lo es y lo
que es verosímil de lo que es mera hipótesis, dejando este tipo de
añadidos limitados a los casos en que se hace necesaria su
realización por ineludibles razones de conservación y estabilidad
de la obra. En el caso de la reconstrucción virtual es evidente
que los criterios no tienen por que ser tan estrictos al no afectar
de modo directo a la propia obra. Esto, no obstante, no debiera
ser causa de una permisividad absoluta. Aunque la
reconstrucción virtual es un proceso intelectual y por tanto no
puede ser objeto de limitaciones de ningún tipo, y menos de
carácter legal como lo son las intervenciones en el Patrimonio
Cultural, sí debería plantearse una determinada ética que en el
fondo debe ser la misma que debe presidir cualquier trabajo
científico. Sin embargo, resulta difícil establecer unos límites
claros en cuanto a nuestra capacidad de Ainvención@ en la
recreación de un patrimonio alterado, destruido, y en muchos
casos, desaparecido. ¿Hasta donde es lícito llegar en nuestras
hipótesis? Seguramente no es fácil dar una respuesta unívoca a
esta pregunta, que probablemente deberá ser muy distinta según
los casos. Probablemente, más que poner límites al alcance de
nuestras hipótesis, habrá que incidir en la explicación y
justificación de las mismas asumiendo de todos modos el riesgo
del uso indebido que pueda llegar a hacerse de las imágenes que
hayamos creado sin el contexto de las explicaciones
correspondientes5.
En todo caso, el lenguaje de los acabados en luces y texturas
puede ser utilizado como medio para expresar la fiabilidad o
certeza de las propuestas. Normalmente los acabados de los
edificios son las partes que más sufren siendo difícil en muchos
casos poder saber cual era su color original o la forma de su
decoración. De todos modos, no hay que olvidar que estos
acabados definen de un modo especial la naturaleza de la
arquitectura. Muchos de los grandes monumentos tal como hoy
los contemplamos tienen muy poco que ver con la imagen que
ofrecían a sus primitivos usuarios al haber perdido su color y su
textura y con ello unas cualidades muy definitorias de esa
imagen. Siempre que haya datos para reconstruir ese aspecto de
la arquitectura, no cabe duda de que será importante mostrarlo,
pero si carecemos de tal información, habrá que ser cautos y
deberemos limitarnos a representar exclusivamente los espacios
y los volúmenes recurriendo a texturas y colores de carácter
neutro que, como mucho, insinúen posibles soluciones, pero sin
darles un carácter realístico que pueda inducir a error.
En cualquier caso, debemos también considerar que ser
excesivamente estrictos en una limitación del usos de texturas y
acabados priva a estos instrumentos de una de sus principales
cualidades, que es la de permitir revivir percepciones sensitivas
como una forma de conocimiento más enriquecedor de las
realidades del pasado. Quizás a este respecto se debe ser
especialmente exigente en dar información sobre los datos de
partida y el alcance de nuestras hipótesis para aquellas personas
que por sus conocimientos e interés se fijen en el detalle,
5
José A. FERNÁNDEZ RUIZ, "Scientific and Ethical Scope of Digital
Modelling in Architectonic Heritage", VAST2001 Virtual Reality,
Archaeology and Cultural Heritage, New York, 2001.
59
mientras para los que no tengan estas inquietudes, cabe pensar
que en ellos sólo perdurará el recuerdo de las sensaciones
generales, pues será raro que se mantenga vivo el de
determinadas características
que generalmente pasan
desapercibidas para la mayor parte de la gente. Esto quiere decir
que, en todo caso, deberá haber una explicación de las bases
científicas en que se ha asentado la hipótesis y una aclaración de
aquellos aspectos que se han tomado de casos semejantes o
simplemente de nuestra imaginación. Estas explicaciones
tampoco tienen necesariamente que estar contenidas en la propia
realización virtual, pues en muchos casos la privarían de algunos
de los efectos buscados. Lo ideal es que se expresen a través de
publicaciones científicas que no tienen por que ser
necesariamente de amplia divulgación.
El método de trabajo a seguir en este proceso es también
importante y debe adoptar pautas que garanticen el rigor
adecuado. En el grupo de investigación del LAAC hemos venido
investigando sobre ello teniendo ya una experiencia acumulada
que nos ha permitido fijar la metodología que aplicamos de
forma habitual en nuestras tareas de investigación6. Todo el
proceso se inicia siempre con un detallado levantamiento que
implica la medición de las estructuras y su representación en
plantas, alzados y secciones. Para ello se utilizan todos los
sistemas disponibles, desde la medición directa hasta los sistemas
topográficos y fotogramétricos. La representación se realiza en
AutoCAD, si es posible generando ya desde el comienzo un
modelo tridimensional del estado actual que facilite la creación
del modelo de la hipótesis reconstructiva. El modelo del estado
actual debe ser lo más detallado posible, recogiendo la forma real
de las estructuras, sus deformaciones y lesiones y toda cuanta
información pueda interesar para un estudio completo de los
restos. Estos modelos, normalmente generados con
fotogrametría son solamente alámbricos, sin superficies ni
sólidos que no son posibles en dibujos muy detallados. A partir
de estas representaciones se inicia la generación de las hipótesis
de la forma original de los edificios y espacios, trabajando
siempre en AutoCAD. Estos estudios se basan tanto en los
restos existentes en el propio yacimiento como en la información
que se desprende del análisis de otros paralelos, ya sea de
edificios coetáneos como de precedentes o desarrollos
posteriores que se procura tener igualmente documentados en
dibujos de AutoCAD, dentro de la base de documentación
planimétrica y fotográfica de arquitectura andalusí que hemos
ido generando en estos últimos veinte años.
Una vez definidas las hipótesis, en un proceso que realizamos los
investigadores especializados en arquitectura islámica, el trabajo
se continúa por otros especialistas en temas infográficos.
Constituida la maqueta en AutoCAD, ésta se exporta al
programa 3DStudio. A partir de este momento, se inicia la
creación del modelo virtual tomando como base el modelo de la
hipótesis pero dotándolo de materiales con texturas, colores e
iluminación. Este proceso suele requerir una simplificación del
modelo alámbrico procurando reducirlo a formas geométricas
simples, buscando la forma geométrica teórica de los elementos
6
Antonio ALMAGRO, Julio NAVARRO, Antonio ORIHUELA,
“Metodología en la conservación del patrimonio arquitectónico
medieval”, La Investigación sobre Patrimonio Cultural, Ed. C. Saiz-Jiménez.
M.A. Rogerio-Candela. Sevilla: CSIC, 2008, 87-98; Antonio ALMAGRO
GORBEA, Ana ALMAGRO VIDAL, José A. FERNÁNDEZ RUIZ,
Miguel GONZÁLEZ GARRIDO, AMadinat al-Zahra, Investigación y
Representación@, VIII Congreso Ibero-Americano de Gráfica Digital, SIGraDi
2004, El sentido y el universo digital, Sao Leopoldo (Brasil), 2004. p. 47-49.
Ana ALMAGRO VIDAL, El concepto de espacio en la arquitectura palatina
andalusí. Un análisis perceptivo a través de la infografía, Madrid: CSIC, 2008.
que facilite la formación de superficies y de sólidos. La
formación de la maqueta requiere también seguir un proceso de
análisis y descomposición de objetos generando un vocabulario
de elementos que se usen de forma repetitiva, a fin de reducir en
lo posible el tamaño en memoria de la maqueta virtual. La
simplificación debe llevar aparejada igualmente la determinación
de simetrías, rotaciones o matrices que faciliten la construcción
del modelo.
En el proceso de modelado se atiende, entre otros los siguientes
puntos: estudio previo de la finalidad del modelo; análisis de
otros casos similares para fijar criterios de la representación de lo
incierto, dudoso o indeterminado; proyecto de modelo virtual
estableciendo los niveles de precisión métrica y de realismo;
gestión de la maqueta y de su iluminación; revisión autocrítica de
los resultados previos.
El salto cualitativo que se produce al pasar a la información en
entorno digital es inmenso. En este medio, el modelo se
convierte en un potente soporte de información métrica,
matérica y perceptiva, abordable para obtener información
requerida desde infinitos puntos de vista. Una vez generado el
modelo, las posibilidades que ofrece se extienden desde la simple
obtención de cualquier tipo de representación, la obtención
directa de valores métricos, tanto lineales como en superficie y
volumen, la asociación de valores materiales y de textura
concretos hasta la búsqueda de efectos fotorrealísticos, la
navegación y simulación en entornos virtuales y todo tipo de
productos derivados del espacio digital configurado. Con la
creación del modelo virtual se pueden visualizar distintas vistas,
cambiar la iluminación y, finalmente, obtener las distintas
imágenes que se considere de interés. Éstas podrán ser
modificadas o recreadas en cualquier momento y, obteniendo
series de ellas desde puntos de una trayectoria, lograrse
animaciones que acentúan la percepción de las tres dimensiones
y permiten una comprensión más adecuada del espacio. Con la
generación de este material, en nuestro caso, se han podido
abordar distintas investigaciones basadas en el análisis perceptivo
de la arquitectura que han dado lugar en estos últimos años a
diversas publicaciones7.
Como ejemplo de algunas de las realizaciones que hasta ahora
hemos hecho, podemos mostrar algunas imágenes de Madinat
al-Zahra en que se han hecho reconstrucciones con los
tratamientos y acabados interiores de acuerdo con restos
aparecidos en diversas zonas del conjunto. La arquitectura de
Madinat Al-Zahra ofrece facilidades en la tarea de plantear su
reconstrucción gracias a su carácter clásico y canónico, pues
sigue modelos y pautas compositivas fácilmente deducibles.
Gracias a la anastylosis de los elementos que han podido ser
remontados, en especial los paneles decorativos, disponemos de
bastante información relativa a los alzados de muchas de las
construcciones8. Ello nos ha facilitado plantear hipótesis sobre
las que realizar una reconstrucción visual de todo el conjunto
(Fig. 1, 2). Pese a haber sufrido trasformaciones a lo largo del
7
Aparte de las citadas en las notas 7 y 9, cabe también resaltar
ALMAGRO, A. “Preserving the Architectural Heritage of al-Andalus.
From Restoration to Virtual Reconstruction”. Al-Masaq, Vol. 19, No. 2,
September 2007. p. 155-175. ALMAGRO VIDAL, A. La evolución del
espacio en la arquitectura palatina andalusí. Un análisis perceptivo a través de la
infografía. Madrid 2008.
8 ALMAGRO GORBEA, A. ALMAGRO VIDAL, A. FERNÁNDEZ
RUIZ, J.A. GONZÁLEZ GARRIDO, M., AMadinat al-Zahra,
Investigación y Representación@ VIII Congreso Ibero-Americano de Gráfica
Digital, SIGraDi 2004, El sentido y el universo digital, Sao Leopoldo (Brasil),
2004. p. 47-49.
60
período de construcción y de su corta vida, el hecho de que esta
ciudad palatina fuera destruida muy tempranamente sin haber
dado posibilidad a una transformación continua en el tiempo,
facilita mucho la definición de sus formas originales.
con un alto realismo, algunas de las cualidades de esta
arquitectura.
Fig. 3. La Bab al-Suda o puerta principal del Alcázar de Madīnat alZahrā’ (hipótesis de A. Almagro, imagen de M. González).
Fig. 1. Vista virtual de la ciudad de Madīnat al-Zahrā’ según hipótesis de
A. Almagro e imagen de M. González y F. Garrido.
Fig. 2. El Alcázar de Madīnat al-Zahrā’ con la mezquita en primer
plano, según hipótesis de A. Almagro e imagen de M. González.
Fig. 4. Interior del salón de recepciones de la Dar al-Yund de Madīnat alZahrā’ (hipótesis de A. Almagro, imagen de M. González y J. A.
Fernández Ruiz).
En la ciudad palatina destacan especialmente los grandes
edificios protocolarios, desde la gran fachada-pórtico del alcázar,
la Bab al-Suda (Fig. 3), hasta los salones de recepciones de la Dar
al-Ŷund (Fig. 4) y del salón de Abd al-Rahman III (Fig. 5, 6) con
su frontero pabellón situado en medio de los jardines de la
Terraza Alta (Fig. 7), rodeado de albercas, canales de agua y
vegetación9 (Fig. 8). Elementos especialmente significativos en
este conjunto son los jardines, ya sean dispuestos en grandes
terrazas, ya dentro de patios domésticos. Las imágenes virtuales
nos acercan a la percepción de estos espacios permitiendonos
imaginar su interrelación con la arquitectura10. También se
recrean los efectos de luz y sombra y la función de diafragmas
lumínicos que realizan los pórticos y los sucesivos huecos
dispuestos en profundidad. Todo ello nos permite experimentar,
Antonio ALMAGRO, ALa arquitectura en al-Andalus en torno al año
1000. Madinat al-Zahra@, La Península Ibérica en torno al año 1000. VII
Congreso de Estudios Medievales, León: Fundación Sánchez Albornoz, 2001,
165-191.
9
10 Antonio ALMAGRO, “An Approach to the Visual Analysis of the
Gardens of Al-Andalus”, Conan, M. Ed. Midle East Garden Tradition:
Unity and Diversity, Washington: Dumbarton Oaks, Trustees for Harvard
University, 2007, 55-73.
Fig. 5. Pórtico del Salón de Abd al-Rahmān III de Madīnat al-Zahrā’
(hipótesis de A. Almagro e imagen de M. González y J. A. Fernández
Ruiz).
De la mezquita aljama de Madinat al-Zahra conocemos su planta
por las huellas de los muros de los que en muchos casos no ha
quedado ni siquiera la cimentación, al haber sido expoliados.
También disponemos de alguna de las columnas in situ y de
muchos elementos decorativos. Existen incluso descripciones
61
que nos dan el dato de la altura de su alminar, y algún paralelo de
alminares contemporáneos11. Con esta información hemos
podido proponer una reconstrucción total de todo el edificio del
que se muestra alguna imagen (Fig. 9).
podemos imaginar lleno de flores y con algún árbol de ornato o
frutal (Fig. 10). Frente al pórtico occidental hay una pequeña
alberca con su escalera de descenso que permite imaginar su uso
para mitigar el calor además de permitir el riego de las plantas.
Para tal fin, pequeños canales de piedra bordean los parterres. La
llamada casa de Ŷafar (Fig. 11) es una residencia de carácter
suntuario con sala de recepción en profundidad acompañada de
dos alhanías de similar disposición, y la alcoba principal situada
en un patio interior íntimo. Finalmente, la Dar al-Mulk o
residencia califal ocupa un lugar dominante dentro del alcázar y
la ciudad (Fig. 12), y en ella destaca su organización en tres
crujías paralelas y sus ricos pavimentos de baldosas cerámicas
con incrustaciones de piedra. (Fig. 13)
Fig. 6. Interior del Salón de Abd al-Rahmān III de Madīnat al-Zahrā’
(hipótesis de A. Almagro, imagen de M. González y F. Garrido.
Fig. 8. El pabellón central y el Salón de Abd al-Rahmān III de Madīnat
al-Zahrā’ (hipótesis de A. Almagro, imagen de M. González y F.
Garrido).
Fig. 7. El pabellón central y el jardín alto desde el interior del Salón de
Abd al-Rahmān III de Madīnat al-Zahrā’ (hipótesis de A. Almagro,
imagen de M. González y F.Garrido).
La arquitectura de carácter doméstico del área privada del alcázar
nos muestra los precedentes de los edificios residenciales que
imperarán en al-Andals en los siglos posteriores12. La Acasa de
la Alberquilla@ nos presenta un espacio recogido y doméstico, en
consonancia con el uso de este edificio que debió ser una
vivienda distinguida de algún príncipe o dignatario de la corte
califal. Las dos salas-pórtico enfrentadas que dan paso a las dos
salas principales constituyen los fondos de un recoleto jardín que
11 Antonio ALMAGRO, AEl alminar de la mezquita aljama de
Zaragoza@, Madrider Mitteilungen, 34, (1993), 251-266.
12 Antonio ALMAGRO, “The Dwellings of Madīnat Al-Zahrā: A
Methodological Approach”, Revisiting Al-Andalus: Perspectives on the
Material Culture of Islamic Iberia and Beyond. Anderson, G. Rosser-Owen, M.
Eds. Leiden: Brill, 2007, 27-52.
Fig. 9. Interior de la sala de oración de la mezquita de Madīnat al-Zahrā’
(hipótesis de A. Almagro, imagen de M. González).
El palacio de la Ajafería de Zaragoza es el mejor ejemplo que
poseemos de la arquitectura de las taifas del siglo XI. Aunque de
él han llegado hasta nosotros importantes restos que han sido
recuperados y restaurados desde mediados del siglo pasado, el
obligado respeto a muchas transformaciones posteriores, sobre
todo de los siglos XIV y XV, hacen de este monumento un
auténtico palimpsesto de muy dificil lectura, por la dificultad de
visualizar las distintas etapas sin los añadidos posteriores que las
fueron transformando. Aquí las imágenes que presentamos,
debidas al trabajo de la Dra. Almagro Vidal nos permiten
sumergirnos en el espacio original y percibirlo tal y como fue
62
concebido inicialmente, así como comprender la naturaleza y
significado del sistema de arcos entrecruzados13 (Fig. 14).
Fig. 13. Salones de la Dar al-Mulk de Madīnat al-Zahrā’ (hipótesis de
A. Almagro, imagen de M. González y L. Yudes).
Fig. 10. El Patio de la Alberca de Madīnat al-Zahrā’ (hipótesis de A.
Almagro, imagen de M. González).
Fig. 14 Patio del Palacio de la Aljafería de Zaragoza (hipótesis de Ana
Almagro-Vidal, imagen de M. González).
Fig. 11. La portada del salón de la llamada Casa de Ŷafar de Madīnat alZahrā’ (hipótesis de A. Almagro, imagen de M. González).
Fig. 12. Pórtico de la Dar al-Mulk de Madīnat al-Zahrā’ (hipótesis de A.
Almagro, imagen de M. González y L. Yudes).
13
A. ALMAGRO VIDAL, El concepto, 201-224.
Del siglo XII, sin duda el edificio residencial más interesante que
se nos ha conservado sea el Castillejo de Monteagudo ubicado
en la vega de Murcia a escasa distancia de esta ciudad. Pese a que
el estado de deterioro es notable y vergonzosa la situación en
que se encuentra tan singular monumento, una revisión de los
estudios realizados y sobre todo un análisis y levantamiento
planimétrico cuidadoso de sus restos nos ha permitido plantear
la hipótesis de reconstrucción que puede verse en las imágenes
que presentamos. Su estructura de patio de crucero, las unidades
residenciales organizadas en torno a los pequeños patios situados
en los ángulos y su aspecto externo de fortaleza son sin duda sus
rasgos más singulares. (Fig. 15)
Una aplicación realmente útil de estos instrumentos visuales es la
de mostrar las trasformaciones sufridas a lo largo del tiempo por
espacios o edificios que han vivido cambios sustanciales en el
gusto o la cultura de sus moradores. Casos espacialmente
interesantes por las profundas trasformaciones sufridas son los
que presentan distintas estructuras del Alcázar de Sevilla y
especialmente los dos grandes palacios del periodo almohade
que fueron posteriormente transformados en época cristiana. Se
63
trata del llamado Patio del Crucero14 y del Patio de la Casa de
Contratación15. La primera construcción era sin duda la
residencia principal del alcázar a finales del siglo XII. Debió de
ser, además de uno de los mayores edificios residenciales de alAndalus, uno de los más originales. Junto a la disposición
característica de las casas andalusíes, con dos grandes salones
enfrentados precedidos por sus correspondientes pórticos,
presenta la singularidad de tener ocupando el espacio del patio,
un gran jardín rehundido más de cuatro metros respecto al nivel
de los salones. Esta disposición permite aunar en un solo espacio
las funciones de jardín y de patio, pues mientras desde los
salones se percibe un ambiente abierto alfombrado de verde,
desde el nivel inferior del jardín y gracias a la frondosidad que
cabe imaginar, la arquitectura quedaría casi oculta a los ojos de
quienes por él pasearan. Este edificio sufrió una transformación
muy sustancial al constituirse en residencia regia de los monarcas
cristianos. Conservando la disposición general del patio,
característica de un palacio musulmán, uno de sus frentes fue
reconstruido con arquitectura gótica en la segunda mitad del
siglo XIII. Varios salones cubiertos con bóvedas ojivales
sustituyeron al primitivo salón para dar acomodo a una corte
más numerosa y protocolaria. Para dar acceso a estos espacios se
construyó un pasaje elevado sobre el jardín sostenido por
pórticos abovedados que lo dividían en cuatro partes formando
una cruz. Esta original disposición sufrió una drástica mutación
al enterrase los jardines en el siglo XVIII y transformar las
fachadas del patio en estilo barroco, haciendo hoy difícilmente
comprensible los distintos estados por los que pasó tan singular
construcción. El recurso a la reconstrucción virtual de cada uno
de estas situaciones no solo facilita la comprensión de la historia
y de las características de esta obra arquitectónica, sino que sirve
al investigador para mejor adentrarse en su estudio.
de Alfonso X el Sabio (Fig. 17). Ambas situaciones son
difícilmente entendibles hoy en día a la vista del estado actual.
Las imágenes realizadas forman parte de un montaje audiovisual
realizado para facilitar a los visitantes la comprensión del
monumento16.
Fig. 16. El Patio del Crucero del Alcázar de Sevilla en época almohade
(hipótesis de A. Almagro, imagen de M. González).
Fig. 17. El Patio del Crucero del Alcázar de Sevilla tras la reforma de
Alfonso X (hipótesis de A. Almagro, imagen de M. González).
Fig. 15. Patio del Castillejo de Monteagudo de Murcia (hipótesis de A.
Almagro, imagen de M. González).
Las imágenes que presentamos muestran el estado del patio en
dos momentos históricos diferentes, uno en el período islámico
(Fig. 16) y el otro tras las trasformaciones realizadas en tiempo
14 Antonio ALMAGRO, AEl Patio del Crucero de los Reales Alcázares
de Sevilla@. Al-Qantara, XX (1999), 331-376.
15 Antonio ALMAGRO, “Una nueva interpretación del patio de la Casa
de Contratación del Alcázar de Sevilla”, Al-Qantara, XXVIII, 1 (2007),
181-228.
El llamado Patio de la casa de Contratación contiene los restos
de un patio de época almohade transformado posteriormente en
época cristiana, seguramente a mediados del siglo XIV. Del patio
almohade se conservan restos de uno de los pórticos
reconstruido con algunos elementos originales, y algo de la
estructura del jardín que incluía una decoración pintada en los
muros perimetrales de los parterres (Fig. 18). También se han
conservado parte de las dos albercas que había frente a cada
pórtico. El jardín sufrió una profunda remodelación, sin perder
el carácter de patio de crucero pero disponiéndose albercas en
forma de cruz que discurren por el centro de los andenes. Los
16 Antonio ALMAGRO, Ana ALMAGRO, ALa expresión gráfica en el
análisis del Patrimonio: El patio del Crucero del Alcázar de Sevilla@,
Actas del IX Congreso internacional de Expresión Gráfica Arquitectónica, EGA
2002, Re-Visiones: enfoques en docencia e investigación. La Coruña, 2002, 517522.
64
pórticos almohades fueron tapiados construyéndose unos
nuevos más adelantados dentro del área del primitivo jardín (Fig.
19).
elegancia impresionan
imagen18(Fig. 20).
cuando
se
contemplan
en
esta
Fig. 18. El patio almohade de la Casa de Contratación del Alcázar de
Sevilla (hipótesis de A. Almagro, imagen de M. González).
Fig. 20. Patio y alminar de la mezquita almohade de Sevilla (hipótesis de
A. Almagro, imagen de M. González).
Fig. 19. El patio de la Casa de Contratación del Alcázar de Sevilla
después de la reforma cristiana (hipótesis de A. Almagro, imagen de M.
González).
Un caso espectacular es el de la mezquita almohade de Sevilla.
Fue uno de los edificios religiosos de mayor tamaño en el Islam
occidental y convertido en iglesia perduró hasta el siglo XV
cuando se inició la construcción de la nueva catedral que ocupa
su mismo solar y que resultó la mayor catedral gótica de Europa.
Los restos conservados en el patio así como los encontrados en
las excavaciones realizadas en el subsuelo de la catedral17 y el
carácter canónico y regular de su arquitectura, nos permiten
conocer con gran fiabilidad su primitiva forma y estructura. Con
estas informaciones y las que proporcionan otros edificios
contemporáneos, se ha podido realizar una reconstrucción muy
verosímil de este gran monumento cuyo tamaño y sobria
17
Alfonso JIMÉNEZ MARTÍN, Ed. Magna Hispalensis I, Sevilla, 2002;
Alfonso JIMÉNEZ MARTÍN, “Notas sobre la mezquita mayor de la
Sevilla almohade”, Artigrama 22, (2007), 131-153.
Otros casos de interés sobre los que también hemos trabajado en
Granada son el Cuarto Real de Santo Domingo, el Palacio de los
Abencerrajes y el Maristán. El primero de estos monumentos era
una propiedad de los monarcas nazaríes ubicada en el arrabal
meridional de la ciudad, compuesta por un jardín y una qubbamirador alojada dentro de una torre de la muralla. En las
imágenes que presentamos se puede ver una hipótesis de como
pudo ser este pabellón de jardín según nos muestran la
arqueología y los documentos gráficos del siglo XIX19 (Fig. 21).
En este caso, aprovechando los restos de policromía
conservados así como otros similares de la Alhambra, se ha
procurado revivir la rica policromía que enriquecía su
ornamentación y que nos proporciona una visión muy distinta de
aquella a la que estamos acostumbrados a ver en estos
monumentos. (Fig. 22). Especial relevancia tiene la visión desde
su interior, con la contemplación del jardín a través del arco de
ingreso y del pórtico, hoy desaparecido, fundamental para
entender el sentido de este tipo de edificios (Fig. 23).
El palacio de los Abencerrajes situado dentro del recinto de la
Alhambra y demolido a comienzos del siglo XIX, corresponde al
modelo de casa-palacio del último periodo andalusí con patio
rectangular y dos pórticos enfrentados en los lados menores y
con una gran alberca que ocupa gran parte del espacio. Las
recientes excavaciones han permitido confirmar la interpretación
18 Antonio ALMAGRO, “De mezquita a catedral. Una adaptación
imposible”. La piedra postrera (1) Ponencias. V centenario de la conclusión de la
Catedral de Sevilla. Simposium internacional sobre la catedral de Sevilla en el
contexto del gótico final. Sevilla 2007, 9-45.
19 Antonio ORIHUELA, Casas y Palacios Nazaríes, Siglos XIII-XV.
Granada: Fundación El Legado Andalusí, Lunberg, 1996, 49-56. Antonio
ALMAGRO, AEl análisis arqueológico como base de dos propuestas: El
Cuarto Real de Santo Domingo (Granada) y el Patio del Crucero
(Alcázar de Sevilla)@. Arqueología de la Arquitectura 1, (2002), 175-192.
65
del Dr. Antonio Orihuela que ha servido de base a esta
reconstrucción20. (Fig. 24)
la ciudad de Granada21. Es el único ejemplo de este tipo de
edificio en al-Andalus del que tenemos noticias precisas y del que
se conservan restos suficientes para analizar su disposición y
estructura. La tipología edilicia del Maristán obedece a un
modelo profundamente arraigado en la arquitectura islámica. Es
un edificio con patio central con pórticos y crujías de
habitaciones en torno a éste, introvertido y sin más
comunicación con el exterior que la puerta de ingreso (Fig. 25,
26). La absoluta racionalidad del edificio primigenio le confiere
un carácter de modernidad. Tanto por la simplicidad y
funcionalidad de sus formas como por su planteamiento espacial
y tipológico permite con gran facilidad conocer su disposición
primitiva gracias a los elementos conservados en elevación y su
semejanza con el llamado Corral del Carbón, que aunque de
función distinta era tipológicamente muy similar.
Fig. 21. Jardín y qubba del Cuarto Real de Santo Domingo de Granada
(hipótesis de A. Almagro y A. Orihuela, imagen de M. González y C.
Torrecillas).
Fig. 22. Pórtico del Cuarto Real de Santo Domingo de Granada (hipótesis
de A. Almagro y A. Orihuela, imagen de M. González y C. Torrecillas).
Fig. 24. Patio del Palacio de los Abencerrajes de la Alhambra (hipótesis de
A. Orihuela, imagen de M. González).
Fig. 23. Vista del jardín desde el interior de la qubba del Cuarto Real de
Santo Domingo de Granada (hipótesis de A. Almagro y A. Orihuela,
imagen de M. González y C. Torrecillas).
Fig. 25. El Maristán de Granada (hipótesis de A. Almagro y A.
Orihuela, imagen de L. Gómez y M. González).
El antiguo Maristán de Granada, hospital fundado por
Muhammad V en 1367 ha sido un edificio de triste historia para
20
A. ORIHUELA, Casas, 49-56.
21 Antonio ALMAGRO, Antonio ORIHUELA, AEl Maristán nazarí de
Granada. Análisis del edificio y una propuesta para su recuperación@,
Boletín de la Real Academia de Bellas Artes de Nuestra Señora de las Angustias de
Granada, 10, (2003), 81-109.
66
Todo esto ilustra de forma bastante explícita las posibilidades
que ofrece la infografía en el campo de la investigación de la
arquitectura y de la difusión de su conocimiento y nos
proporciona una visión nueva y enriquecedora del rico legado
arquitectónico generado en al-Andalus que recobra, al menos de
forma virtual, parte de su pasado esplendor.
Fig. 26. El Maristán y la Alhambra (hipótesis de A. Almagro y A.
Orihuela, imagen de L. Gómez y M. González).
67
Practical 3D Reconstruction of Cultural Heritage Artefacts
from Photographs – Potentials and Issues
Sven Havemann1, Philipp Beckmann1, Xueming Pan1 and Dieter W. Fellner1,2
1
Institute of ComputerGraphics and KnowledgeVisualization (CGV), TU Graz, Austria
2 Fraunhofer IGD and GRIS, TU Darmstadt, Germany
Abstract
A new technology is on the rise that allows the 3D-reconstruction of Cultural Heritage objects from image sequences taken by ordinary digital cameras. We describe
the first experiments we made as early adopters in a community-funded research project whose goal is to develop it into a standard CH technology. The paper
describes in detail a step-by-step procedure that can be reproduced using free tools by any CH professional. We also give a critical assessment of the workflow and
describe several ideas for developing it further into an automatic procedure for 3D reconstruction from images.
Key words: 3D RECONSTRUCTION, PHOTOGRAMMETRY, 3D ACQUISITION, 3D SCANNING, ARC3D, MESHLAB
1. INTRODUCTION
The 3D-COFORM project
3D reconstruction from photographs has the potential to
revolutionize the digital documentation of Cultural Heritage
artifacts. No expensive delicate equipment like 3D-scanners is
necessary for capturing data, but an ordinary digital camera is
sufficient. Decent cameras are often already part of the
equipment of CH professionals for capturing documentary
photographs. But in addition to this they can also be used for
taking so-called image sequences, and the acquired photos can be
used for 3D-reconstruction. This requires today a somewhat
tedious workflow, but it may soon be automated.
3D-COFORM (www.3d-coform.eu) is a 4-year integrated
project (FP7-IP) funded by the European community. Its main
objective is to make the use of 3D technology a standard in
Cultural Heritage, and to develop all necessary technologies for
data acquisition (in museums and on archeological campaigns),
for data processing, for semantics and metadata processing, for
museum presentations.
Apparently this technology is not so widely known in the
professional Cultural Heritage community. It was for instance
presented in Graz, Autria, on a workshop of the Steirisches
Denkmalamt on the conservation of pre-historic wood. The
following presentation was given by Rengert Elburg from the
Landesamt für Archäologie Sachsen who presented the enormous
effort made for excavating a large scale pre-historic well in
Saxonia. He started his presentation with the words: “If only
someone had told me three years ago that we should simply take many image
sequences!”.
In particular, a repository-centric approach is adopted with a
distributed central database to document paradata (LONDON
CHARTER,2006) describing the digital provenance of all
acquired data, processing steps, and results (PAN, 2010).
Especially innovative is that all metadata are recorded in a
semantic network following a common standard, the CIDOCCRM (CROFTS, 2005), which is in fact an ISO standard for
describing cultural facts.
At this point the question remaining is how image-based 3D
reconstruction works in practice.
To make this readily available for testing in the CH community
is the purpose of our contribution.
2. THE ACQUISITION PHASE
The quality of the 3D reconstruction results can be greatly
improved when following only a few rules. The purpose of this
paper is to report on the practical experiences we have made in a
number of acquisition campaigns. With any such campaign a
great challenge is sustainability: Without a faithful documentation
of the workflow it is difficult if not impossible to judge the
quality, the authenticity, or to re-use intermediate results.
The Gipsmuseum of the Institute of Archeology of Karl-Franzens
University Graz (KFU) contains more than a hundred 1:1 plaster
copies, primarily of ancient Greek and Roman statues. We have
selected a set of 24 statues for photogrammetric reconstruction.
Each statue has a label showing a number (Figure 1), this
number we have taken as object ID for our files and directories
(Table 1).
68
Figure 1: The Gipsmuseum of KFU Graz contains more than 100 plaster copies of marble statues. 24 of them were acquired using photo-based 3D
reconstruction using projected light to account for the white surface. The labels of the statues were directly used as data reference in the reconstruction
workflow.
Acquisition Phase: Process Description
The Gipsmuseum acquisition process required projecting a
random pattern onto the statues: As explained in more detail
below, photogrammetric reconstruction proceeds by comparing
pairs of images, i.e., individual pixels. If the pixels all have the
same color, no distinctions can be made, and thus, no depth
value can be computed. Plaster statues are primarily white, this is
why we had to apply a high-frequency texture artificially.
The setup (Fig. 2) is somewhat complex because the projector
has to be put into a different position for every sequence. The
camera tripod ideally moves on a half-circle around a chosen
point on the surface. However, the camera must not be in front
of the projector, so it must either be higher or lower than the
projector. In principle, the camera should be as close as possible,
so that a larger field of view can be used, which allows for
calculating the disparity more robustly. Sometimes this is not
possible because of the space constraints in the museum, of
course we may not move the artefacts.
Figure 2: The acquisition process. The string helps to keep the camera at the same distance from the chosen surface point. The camera autofocus is switched off both
for greater speed and accuracy.
Preparation and Capture
Preparation phase
We use a 6 megapixel Nikon D50 camera with a good 18-55 mm
zoom lens and a 55-200 mm tele lens. There is a rather informal
list of things to do and remember when taking the pictures:
•
Clear memory cards, load batteries
•
Projection laptop: Display random image in 1400 x 1050
resolution in presentation mode
69
•
Material: projector, camera, tripod, string, 2nd memory
card and 2nd battery pack, long power cable, multi-plug,
camera remote control
Acquisition planning
•
Take context pictures of the statue from all sides, at normal
light, including ID plate
•
First take an overview sequence of statue as a whole, then
make detail sequences
•
Plan sequence of camera positions for the detail sequences,
in particular whether to place the camera in front or behind
the projector, and whether it should be above or below.
focus depth. Some experimentation is required; we tend to use a
medium F-stop whenever possible.
Another delicate issue is lighting. Ideal is a bright, diffuse
illumination from all sides, as for instance outside on a cloudy
day, where it is impossible to tell where the sun is. – We try to
approximate this kind of illumination whenever taking pictures
inside (see Fig. 3).
Interestingly, it is desirable to use a closer range with a large
depth of field (wide-angle zoom, e.g., 18 mm) instead of a tele
(50 mm or more). The larger the focal distance is, the more
resembles the image an orthographic projection, and the less
significant is the needed perspective distortion. – As explained
next, significant depth disparity is most vital for any
photogrammetric computation.
The actual acquisition pattern is highly object dependent,
although for some object classes a certain typical schema
emerged with experience. For example for a bust we used this
schema: Three projector positions, from front left, front right,
and from behind. For more complex busts the projector is
positioned two times, shining from slightly above and slightly
below. Questions to clarify are: Is anything occluded? Is any part
of the statue not visible? Then, for each projector position, one
sequence is taken from below the projector (camera looking
upwards), and one from above the projector (camera looking
slightly downwards).
Acquisition of a sequence
•
Determine one fix point on the surface
•
Determine the camera distance (halfcircle radius), make a
mark on the string, fix the camera vertically
•
Determine the zoom factor: Is the object completely visible
at the start, the middle, and end positions on the halfcircle?
•
At the midpoint: Determine best focus setting, then lock
the lens (switch off autofocus)
•
Set camera to manual operation: F-stop is set above middle
to (large depth of field), ISO is always 200 (minimum, e.g.,
lowest noise), then adjust shutter speed accordingly so that
image is sufficiently bright. Avoid over- and underexposure. Use a remote control for the camera.
•
Go with tripod along halfcircle, take one photo every 10-15
cm, keep fix point in image center
•
Rule of thumb: 60 images per full circle
•
Change the height of the camera every 2-3 photos by
adjusting the tripod top rod
Considerations on camera settings and lighting
Concerning the F-stop setting, a compromise is required
between a large depth of field (max F-stop, e.g. 28) and the
avoidance of refraction blur which occurs at a large F-stop
because the pinhole is extremely small. This is a very delicate
issue. In case of objects with high depth complexity, a large Fstop is unavoidable, but this leads to a uniform blur over the
whole depth range. A medium F-stop (e.g., 14) greatly increases
the focus sharpness, but only within some range around the
Figure 3: Artificial diffuse illumination. The paper cylinder is illuminated
from outside to obtain as diffuse illumination as possible in its interior.
Essentials of Dense Matching
Knowing some basic facts about photogrammetry is required for
understanding the issues with acquisition of photo sequences.
First of all, the position and orientation (pose) of all cameras is
computed through a global optimization process, the bundle
adjustment. It computes 100-200 recognizable feature pixels per
image, and it compares the positions of pixels that exhibit the
same features. This first phase is followed by a second that is the
core of 3D-reconstruction from images, dense matching. Every pair
of successive photos P1, P2 in an image sequence is compared
pixel by pixel as follows. The positions c1 and c2 of the two
cameras (optical centers) are two points in space. Together with
a 3rd point p in space that lies on the object, they form a triangle
(c1,c2,p) which defines a plane in space. When looking through
one of the cameras, this plane is seen from the “side”, i.e., it
forms a line, the so-called epipolar line. If q1 is the pixel in image
P1 showing point p of the object, then the epipolar line L1(p)
goes through this q1. And if p projects on another pixel q2 in P2,
then this yields another epipolar line L2(p). The color values of
the pixels along L1(p) and L2(p) are very similar. A comparison of
the “horizontal” displacements allows, like with the disparity of
the human eyes, for computing the position of p and,
consequently, of the depth (z-coordinate) of both pixels q1 and
q2.
70
When this process is carried out for all epipolar lines, the result
is one depth value (z-coordinate) for every pixel in every image
of the sequence.
Implications for 3D reconstruction
One immediate consequence of the method is that the worst
case is in fact a perfect white wall: All pixels along all epipolar
lines have the same color, so no disparity at all can be detected.
This makes the method especially well suited for Cultural
Heritage, since most old objects have rich texture. Matte objects
(mud) can be reconstructed much better than shiny materials
(metal): Highlights are view dependent, which creates fake color
correspondences on epipolar lines of consecutive images, which
results in wrong depth values. The computed depth information
is most reliable at sharp boundaries of differently colored
regions. And of course, blurred but also uniformly colored
regions yield bad or no results at all..
small variations of the human hand give sufficient variation in x,
y, and z to compute the optical centers even when walking along
a line. When using a tripod, care must be taken to assure that
there is some variation in all 3 spatial directions.
All in all it must be acknowledged that taking image sequences
requires a bit of training. Most effects can be explained when the
implications of the method are understood. With some
experience, it is in most cases easy to avoid the pitfalls and to
obtain really good reconstruction results.
Gipsmuseum trick: Artifical texture
In the Gipsmuseum campaign we were faced with the problem
that the plaster surface of many statues was too perfect, ie., the
statues were too white. Our workaround was to apply a random
texture to the surface artificially using a projector (Fig. 5).
Figure 5: The 1400 x 1050 random pattern with a uniform noise
distribution. The image resolution is half of the camera resolution, both in
x and y (1.5 MPixel vs. 6 MPixel), so one projector pixel corresponds to
more than one camera pixel.
Figure 4: Turntable problem. Nearby and far away object parts are out of
focus, the background and specular highlights confuse the feature extraction
3. THE PROCESSING PHASE
Fig. 4 (left) shows a particularly bad case, a turntable sequence.
In this case the object has a high depth. In order to fill the whole
image, the camera needs to get too close to allow for the whole
object to be in focus; the closest and farthest parts are blurred.
This is even the case at the border of the cup since the
background of the cup is already blurred. The problem with
turntables is that the image features are contradictory: The
background stays in place while the turntable and the object
move. So the bundle adjustment fails.
Figure 4 (right) shows the typical effect of non-diffuse
illumination. The highlights on the left and right on the bronze
surface stay in place when the object is turned, so the color
comparison along the epipolar lines fails to compute the right
depth.
This can be avoided if, like in Fig. 3, the object is put on a table
and the camera is moved around the object, instead of moving
the object itself.
Each day of an acquisition campaign typically results in 300-500
fotos. These are first stored on a file server as raw data, then
they are sorted into sequences. For the Gipsmuseum campaign,
we have created one directory for every statue, named after the
statue ID on the plate. The plate of statue 83 for instance reads
83. Athena, so-called Lemnia, Dresden, Albertinum, Roman
marble copy of a Greek original (from Phidias?), around 450/440
b.c.
So the corresponding directory is GM083, GM standing for
GipsMuseum. For every campaign we invent such a twocharacter short. The GM083 directory is structured as shown in
Table 1.
The different files correspond to the individual processing steps.
In the following we describe the workflow in more detail.
Sequence preparation
Camera variation in all x, y, and z is mandatory
A not so obvious fact is that the computation of the optical
centers requires a variation of the camera position in all three
spatial directions over the sequence. A circle, for instance,
typically varies only in x and y, but not in z. So if all images are
taken with the camera on exactly the same height, all optical
centers lie on one plane in space. In this case the bundle
adjustment computation of the pose must fail, and the sequence
cannot be reconstructed. When using a handheld camera, the
•
Store all images from the day into a raw data directory, e.g.,
GM083/Rawdata/2008-07-23. Raw data are archived and
never changed.
•
Split up the images belonging to one statue into sequences.
Review each individual image in full resolution to remove
the bad images: blurred, over-/under-saturation, parts
missing,..
71
•
•
Send each sequence to the ARC3D web service using the
upload client, labeled e.g, as: User scene: GM083, Academic
Reference: CGV, Sequence: 01
After several hours you receive an email with an ftp
location of the reconstruction zip to download it to the
sequence directory
The Arc3D webservice is free for CH users
The Arc3D webservice (www.arc3d.be) is a great service
provided by the group of Prof. Luc van Gool from the Katolieke
Universiteit Leuven (Belgium). Several hundred CPU cores are
available for performing the dense reconstruction of uploaded
image sequences. The service can be used free of charge for
non-commercial applications, it is only required to register. The
only limitations are that uploaded images must be from the
domain of Cultural Heritage, and that KU Leuven reserves the
right to archive and use the uploaded image sequences for
academic research.
GM083/Rawdata /2008-07-23
63 MB
All photographs taken on a specific date for this statue
GM083-01/DSC_0055.JPG ….
13 MB
Images for sequence 01 of statue GM083, only the good photos, not
unsharp or shaken, over/under saturated, parts missing, …
GM083-01/DSC_0078.JPG
GM083-01/GM083-01.zip
210 MB
zip archive with range maps obtained from ARC3D
GM083-01/GM083-01_c.ply
91 MB
Step 1: Multilayer mesh
GM083-01/GM083-01_cc.ply
75 MB
Step 2: Multilayer mesh interactively cleaned
GM083-01/GM083-01_ccp.ply
17 MB
Step 3: Poisson reconstruction single layer mesh
GM083-01/GM083-01_ccpc.ply
16 MB
Step 4: Poisson reconstruction cleaned
GM083-01/GM083-01_ccpcs.ply
11 MB
Step 5: Poisson reconstruction cleaned and simplified
GM083-01/GM083-01_ccpcsc.ply
21 MB
Step 6: Color information re-applied - final result
GM083-01/GM083-01.metadata
3 KB
Workflow information in XML format
Table 1: File structure for the 3D-reconstruction workflow, with file sizes and workflow information
Description of the Arc3D data
The zip archive obtained from ARC3D contains for each and
every image:
•
Pose: position of the optical center (focal point in world
coordinates) and orientation, computed using bundle
adjustment. This is also called external camera calibration.
•
Internal calibration: A few parameters describing the
radial distortion of the lens and the deviation of the optical
center from the image center
•
Range map: A 2D floating point number grid with the
same resolution as the photo. It gives for each pixel the
distance from the focal point, which is obtained using
dense matching
•
Confidence map: 2D grid of integer numbers with the
same resolution as the photo. For each pixel this is counts
on how many photos this same surface point appears. It is
a measure for the reliability of the depth value.
•
.v3d info file: this is a list in XML format of the individual
files mentioned above
A 6 MP camera obtains in principle 6 million vertices and
consequently 12 million triangles for each range map, since each
quadrangular pixel is split into two triangles. A sequence has
typically 20-50 photos, resulting in as many as 240-600 million
triangles, but with very high redundancy: Each surface point is
typically contained in 5-15 photos, so the surface is composed of
many layers residing at the same position in space.
This multi-layered surface has to be reduced to a single layer
(sequence merge), resulting in one single-layered mesh per sequence.
Finally, all sequences of one statue have to be merged together
to obtain one coherent, integrated mesh for this statue. This final
step is difficult to perform with standard software since the
different sequence meshes all have different scales: The ARC3D
webservice has no information at all about absolute scale.
Therefore each sequence is scaled differently, basically with
respect to the focal length of the camera, which is the only
“absolute” value that is available at this stage. So before merging
the sequences together, they have to be re-scaled to a common
scale.
The Processing Workflow
In the following, the six processing steps are described in more
detail. They are illustrated in Figure 7. Since many different
processing options exist, and new ones are being developed, the
standard workflow used for the Gipsmuseum will be subject to
change in the future. It is nevertheless worth describing since it
was successfully applied for reconstructing as many as 257
different sequences that were acquired for the 24 statues.
72
advantage is that it produces a connected manifold mesh (“water
tight”). The Poisson method "blows up a balloon" whose surface
snaps to data points. Thus, the resulting mesh is closed by
construction. It has high resolution where data points are
present but low resolution in the balloon parts. Its surface is
sampled at regularly spaced intervals using the well known
marching cube method, which divides the cell size recursively by a
factor of 2 in surface regions with high detail. However, the
Poisson mesh resolution is not directly coupled to the resolution
of the input mesh, i.e, the range map. With respect to resolution,
the limiting factor of this method is the number of these cell
divisions, the so-called octree depth. An octree depth of 10 gives
acceptable results, but crashes sometimes due to RAM
limitations. A depth of 11 would be great, but it typically
consumes four times as much RAM as depth 10.
Figure 6: Meshlab opening a .v3d file. On the right, every 3rd image of the
sequence is selected, blue parts indicate high quality. Required confidence,
grazing angle and sub-sampling are the most important parameters for mesh
generation.
The zip file obtained from Arc3D is opened using Meshlab to
which the .v3d extension is associated on our computers.
Meshlab is the “swiss army knife” for mesh editing and
processing. It is an extensive open source software produced by
the group of Roberto Scopigno and Paolo Cignoni from ISTICNR in Pisa, Italy. It can inter-operate with Arc3D and read
.v3d files.
Step 4: Cleaning the Poisson mesh
The balloon is cut away interactively, which is easy in most cases
since Meshlab offers a filter to remove faces with edges longer than a
percentage of the model (e.g., 0.32%). Exploiting the fact that in
regions without data the Poisson mesh has very large triangles,
these can be selected and deleted easily. However, the “real”
boundaries cannot be detected reliably using this technique, so
we additionally apply twice the filter remove border faces. Finally, we
use Remove isolated pieces (wrt. Facenum) to delete clusters < 25
triangles and then do Remove unreferenced vertex once in the end.
Step 5: Simplification
Step 1: Creating a multi-layer mesh
When opening a .v3d file, Meshlab offers a dialogue box with
many options for the creation of a multi-layer mesh (Fig. 6).
Typically only a small subset of the images is selected for
conversion to a mesh layer, for instance every 4th or 5th image of
a sequence of 25 images. Because of this limitation good data are
potentially ignored. But each range map increases the file size by
20-30 MB, and requires up to 80 MB of RAM. Currently no
more than 8 layers can reasonably be processed since on 32 bit
Windows, a single process may not use more than 1 GByte of
RAM. This is expected to be resolved when 64 bit Meshlab
becomes available.
Step 2: Manually cleaning the multi-layer mesh
The multilayer mesh must be cleaned because the range maps
sometimes contain background parts. The unwanted parts of all
meshes can be marked in parallel and deleted, so this is in fact a
sequence of interactive move-select-delete actions. Meshlab
offers many filters for mesh operation. In particular, at the end
the filter “Remove unreferenced vertex” must be issued since by
default, only the indices to the point list are deleted when
deleting a triangle, not the points themselves.
Step 3: Poisson reconstruction
Many algorithms have been developed for merging multiple
surface layers into a single layer mesh. Each of the methods has
its pros and cons, and many work only in an out-of-core fashion.
The Poisson reconstruction offers a good compromise. Its
disadvantage is the unavoidable smoothing effect (which
“washes out” small detail), but this is at the same time also an
advantage since it can cope with very noisy data. A great
Besides a long running time of O(n3) the marching cubes
method has the drawback of creating many irrelevant small
faces, and also faces that have one edge that is much shorter
than the other two (lengthy triangles). They are an artifact of the
cubic octree grid. A reduction by 50% remove bad faces without
throwing away any useful information. This sort of simplification
is offered by the Quadric edge collapse decimation filter.
Step 6: Adding color
The Poisson reconstruction in Meshlab creates a mesh without
any color or material information. We have created a tool to
transfer colors from one mesh to another. However, it uses
vertex colors instead of a bitmap texture. Thus, the color
resolution is actually identical to the mesh resolution. This
creates annoying artefacts in surface regions with simple
geometry (e.g., flat spots) but complex texture (e.g., written text).
Question: Why storing intermediate results?
Table 1 lists the different files in the sequence directories. This
shows that the intermediate files for all processing steps are kept
despite of their size. The reason is a conservative strategy: Since
we are not sure which files may be used later on, we keep them
all for the time being. We can for instance re-do parts of the
workflow when new new algorithms or hardware become
available. With Meshlab 64-bit we might, for instance, re-do all
sequences with an octree depth of only 9. – In order to do so,
however, we need to make use of the documentation of the
workflow that we have collected.
73
Obtaining the final model
In order to obtain the final model we currently have to resort to
commercial engineering software for professional post
processing of 3D scans, namely Geomagic Studio from
Raindrop Geomagic. The feature that is missing in Meshlab is
the alignment of differently scaled model parts. The iterative
closest pair (ICP) algorithm in Meshlab assumes that the parts
have the same scaling, which is a true assumption for models
from laser scanning. For photogrammetry, there is no absolute
scale a priori.
1: Multilayer mesh
2: Cleaned multilayer mesh
3: Poisson reconstruction
4: Poisson cleaned
5: Mesh simplification to remove 50% triangles
6: Re-apply vertex colors from multilayer mesh
Figure 7: Six typical Meshlab processing steps for reconstructing a 3D mesh from a series of range maps
Figure 8: Six standard processing steps are carried out for each sequence (top). But the GM100 statue was assembled from 20 such sequences (middle)! Bottom:
The resulting model with 1.5 MTriangles (751 KVertices) is nice but too smooth.
74
Figure 9: Conventional archeological documentation (top row): A measurement rig with a reflective marker must be kept exactly vertical, then its position is
measured as a single point using a total station on a reference position, thus obtaining a point sequence (10 points/minute). The result is a collection of line
sequences that are recorded over 2 days using a laptop. – The much more dense 3D reconstruction (top right) was acquired in 5 minutes using a handheld
compact camera (Fuji F30). The models in the bottom row were acquired in a more serious way using the 6 MPixel Nikon on a tripod (60 images each).
The ICP algorithm from Geomagic Studio does not take scaling
into account either, but it is easier to use (1-click alignment). We
currently scale manually, align, look at the misalignment, scale
again, and so forth. With a bit of experience, this manual
iteration process “converges” after four orfive iterations. The
result is acceptable only from an aesthetic point of view (Figure
8), but of course this is not a satisfactory engineering solution.
Besides improving ICP another viable solution could be to
integrate measurement targets that are scanned together with the
object. However, we have not explored this approach so far.
Figure 10: The eight parts of GM083 unfortunately provide insufficient
overlap for 3D reconstruction
The great vision: Automatic 3D-reconstruction
4. CRITICAL DISCUSSION
The described workflow has the same disadvantage as all other
post-processing workflows, namely that data gaps are detected
too late. With GM100, this is obvious at the top of the head
(Fig. 8). The remedy is simple: Go back and acquire additional
sequences from the statue. In most cases this implies much
additional cost since an acquisition campaign requires expensive
travel, obtaining access permissions, and the hardware setup is in
most cases not a trivial thing either.
The GM083 example from before is even a much more serious
case, since only eight sequences were captured, and during
reconstruction it turned out that they provide insufficient
overlap to allow for mutual registration. None of the many
possible orders that were tried to align one part with another
could be successfully continued. So unfortunately, in the end no
model could be produced in this case at all (see Figure 10).
The described 3D-reconstruction workflow still involves many
manual steps, and the resulting models are typically not
comparable in terms of quality to models produced by 3D
scanning.
However, it is important to mention that the method as such has
huge potential for further development and optimization. This
becomes especially apparent when considering the state of the
art in archeological documentation (Fig. 9).
In the case of the prehistoric well at Wohlsdorf, a drastic speedup could still be realized, and a much more complete and
meaningful model was produced in a fraction of the time and
cost required for scanning – which ranges in the area of 1000
Euros for one day of scanning and post-production done by a
professional measurement engineer. The model in the top right
of Fig. 9 was acquired in five minutes using a handheld compact
camera followed by about 1 hour of post processing. The
archeologists were enthusiastic about the result.
Potential for optimization: Image acquisition
The acquisition could be dramatically simplified with cleverly
constructed camera rigs. Instead of moving a conventional SLR
camera on a tripod, a shutterless high-quality industry camera
75
could be moved using servo controlled step motors along a predefined trajectory. The lighting situation could be captured along
with the images using photographs of a polished steel ball, in
order to cope with highlights moving over the surface.
The need for more faithful sequence processing
Maybe the biggest drawback of the presented workflow is that
the triangles produced by Poisson reconstruction have no direct
relation to the input triangles (2 triangles/pixel). It is therefore
quite difficult to assess the authenticity of the resulting mesh, as
there is no direct relation between input data and output mesh.
The deviation of the reconstructed surface from the input
photographs can only be measured using a posteriori analysis.
Furthermore, Poisson reconstruction averages at each surface
point all available mesh layers. This is a disaster for sharp
features, e.g., corners or creases in the surface. Even if each
individual layer has a nice sharp crease, averaging all layers
smoothes away the detail even before Poisson washes it out.
This and the sparse selection of layers (e.g., 8 out of 25) make
that only a tiny fraction of the highly redundant captured
information finds its way into the final model. For the 20
sequences of the GM100 statue (Fig. 8) for instance, in total 577
images were taken with 6 MPixel each, which amounts to 3.46
GPixel or 7 GTriangles. Even taking the high redundancy and
the background pixels into account, the 750K vertices of the
model are in fact only 0.1 promille of the input data.
Potential for automatic sequence reconstruction
resolution than today. A careful analysis of the 6-stage workflow
revealed that all parts of the work that are carried out manually
are rather schematic. So the chances of finding algorithmic
solutions are good.
A greater challenge is the assembly of a complete model from
the parts. We envisage reducing this problem to the sequence
processing problem. The idea is to introduce overview and detail
sequences. An overview sequence captures the complete model,
but in low resolution. A number of detail sequences captures
only parts, but these in higher resolution. Now an additional
bundle adjustment step could use image features to relate the
detail sequences to the overview sequence. This way the 4x4
matrices for the transformation from detail to overview
coordinate systems could be obtained.
5. CONCLUSION
This paper has presented a practical recipe for the reconstruction
of 3D models from image sequences. It uses state of the art
tools, most of which are available for free to Cultural Heritage
professionals. Besides pointing out the great potential for CH
documentation we have also presented a critical assessment and
highlighted ideas with a huge potential for improvement.
Our greatest hope is that we could stimulate a wider take-up of
this great technology in the CH community. We firmly believe
that in a few years time, all mentioned problems will be solved.
Until then remember: Take many many images!
We are certain that individual image sequences could be
reconstructed in a completely automatic way in a much higher
ACKNOWLEDGEMENTS
We gratefully acknowledge the funding from the European Commission for the FP7-IP 3D-COFORM under grant No. 231809. With
this support, we are confident to provide solutions for the mentioned problems soon.
REFERENCES
CROFTS N., DOERR M., GILL T., STEAD S., STIFF M.: Definition of the CIDOC Conceptual Reference Model, version 4.2 ed. CIDOC
Documentation Standards Working Group, June 2005. Also ISO/PRF 21127, available from cidoc.ics.forth.gr.
LONDON CHARTER INITIATIVE (HUGH DENARD): The london charter, June 2006. www.londoncharter.org.
PAN, X., BECKMANN, P., HAVEMANN, S., TZOMPANAKI, K., DOERR, M., FELLNER, D.W., A distributed Object Repository for
Cultural Heritage, Proc. VAST 2010 conference, Eurographics Press, 2010
76
77
SESIÓN PLENARIA / PLENARY SESSION
II FORO INTERNACIONAL DE LA ARQUEOLOGÍA VIRTUAL
II INTERNATIONAL FORUM OF VIRTUAL ARCHAEOLOGY
CARTA INTERNACIONAL DE LA ARQUEOLOGÍA VIRTUAL.
CARTA DE SEVILLA
INTERNATIONAL CHARTER FOR VIRTUAL ARCHAEOLOGY. SEVILLA CHARTER
REFORMAS EN LA ESQUINA NORTE DE LA CASA DE LOS PÁJAROS. Itálica. Sevilla.
ANTINOO. Arqueología Virtual. Sevilla. España.
78
79
Hacia una Carta Internacional de Arqueología Virtual.
El Borrador SEAV
Víctor Manuel López-Menchero Bendicho 1 y Alfredo Grande2
1
Grupo de Investigación Materialidad Arqueología y Patrimonio. Universidad de Castilla-La Mancha. España
2 INNOVA CENTER. European Center for Innovation in Virtual Archaeology. Sevilla. España.
2 USLAV. Laboratorio de Arqueología Virtual de la Universidad de Sevilla. España
Resumen
Tras la primera reunión mantenida por el Forum Internacional de Arqueología Virtual el 18 de junio de 2009 durante la celebración del I Congreso
Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación ARQUEOLOGICA 2.0 quedó de manifiesto la necesidad de avanzar en la
creación de un documento internacional capaz de regular o al menos establecer un conjunto de recomendaciones en relación a la praxis de la arqueología virtual.
Fruto de aquella reunión la Sociedad Española de Arqueología Virtual (SEAV) consideró oportuno tomar la iniciativa en la redacción de un primer borrador
que sirviera de base para ulteriores debates en el seno de la comunidad científica internacional. Lo que se expone a continuación es el resultado preliminar de esa
iniciativa, que comienza a ser mundialmente conocida como La Carta de Sevilla.
Palabras Clave: ARQUEOLOGÍA VIRTUAL, ARQUEOLOGICA 2.0, CARTA DE SEVILLA, SEAV
Abstract
After the first meeting held by the International Forum on Virtual Archaeology June 18, 2009, during the celebration of the First International Conference on
Computer Graphics and Archaeology, Heritage and Innovation ARQUEOLOGICA 2.0, revealed the need for progress on the creation of an international
document able to regulate or at least establish a set of recommendations regarding the practice of virtual archeology. In result of that meeting the Spanish Society of
Virtual Archaeology (SEAV) considered it appropriate to take the lead in writing a first draft as a basis for further discussions within the international scientific
community. What follows are the preliminary results of this initiative, which is becoming known worldwide as The Charter of Seville.
Key words: VIRTUAL ARCHAEOLOGY, ARQUEOLOGICA 2.0, SEVILLA CHARTER, SEAV.
1. PREÁMBULO
La aplicación a nivel mundial de la visualización asistida por
ordenador en el campo del patrimonio arqueológico presenta a
día de hoy un panorama que podría ser calificado como de
“luces y sombras”. El espectacular crecimiento del turismo
cultural y los increíbles avances tecnológicos desarrollados en los
últimos años han propiciado la elaboración y ejecución de un sin
fin de proyectos encaminados a investigar, preservar, interpretar
y presentar distintos elementos del patrimonio arqueológico a
partir de la utilización de la visualización asistida por ordenador.
Estos proyectos han servido para demostrar el extraordinario
potencial que la visualización asistida por ordenador encierra en
si misma pero también han dejado al descubierto numerosas
debilidades e incongruencias. Por ello se hace ineludible plantear
un debate teórico de implicaciones prácticas que permita a los
gestores del patrimonio aprovechar lo mejor que las nuevas
tecnologías pueden ofrecernos en esta materia minimizando sus
aplicaciones mas controvertidas. En definitiva se trata de
establecer unos principios básicos que regulen las prácticas de
esta pujante disciplina.
La Carta de Londres (http://www.londoncharter.org) constituye
hasta la fecha el documento internacional que más ha avanzado
en esta dirección. Sus diversas actualizaciones revelan la
necesidad imperante de encontrar un documento cuyas
recomendaciones sirvan como base para diseñar nuevos
proyectos cada vez con mayor rigor dentro del ámbito del
patrimonio cultural, pero también para plantear nuevas
recomendaciones y guías adaptadas a las necesidades específicas
de cada rama del saber y comunidad de expertos. Es por ello que
entre los objetivos que se marca La Carta de Londres se
encuentra “Ofrecer unos sólidos fundamentos sobre los que la
80
comunidad de especialistas pueda elaborar criterios y directrices
mucho más detalladas”. Y es que no debemos olvidar la
inconmensurable amplitud que presenta el concepto de
Patrimonio Cultural dentro del cual quedan englobados campos
tan amplios como los de patrimonio monumental, etnográfico,
documental, industrial, artístico, oral y por supuesto
arqueológico.
subsuelo, en la tierra o en el agua, que junto con su contexto,
que será considerado también como formante del patrimonio
arqueológico, sirven como fuente histórica para el conocimiento
del pasado de la humanidad. Estos elementos, que fueron o han
sido abandonados por las culturas que los fabricaron, tienen
como sello distintivo el poder ser estudiados, recuperados o
localizados usando la metodología arqueológica como método
principal de investigación, cuyas técnicas principales son la
excavación y la prospección, sin menoscabo de la posibilidad de
usar otros métodos complementarios para su conocimiento.
Gestión integral: comprende las labores de inventario,
prospección, excavación, documentación, investigación,
mantenimiento, conservación, preservación, restitución,
interpretación, presentación, acceso y uso público de los restos
materiales del pasado.
La Carta de Londres es plenamente consciente de la amplitud
conceptual que posee el Patrimonio Cultural, y por consiguiente
de las necesidades específicas que pueden requerir cada una de
las partes que lo componen. Es por ello que en su Preámbulo,
La Carta de Londres ya reconoce estas necesidades: “en la
medida en que las pretensiones que motivan el uso de los
métodos de visualización varían ampliamente de unos campos a
otros, Principio 1: “Implementación”, se deben elaborar
directrices específicas que resulten apropiadas para cada
disciplina y para cada comunidad de expertos”. Por su parte el
Principio 1.1 recomienda: “Cada comunidad de expertos, ya sea
académica, educativa, conservativa o comercial, debe desarrollar
las directrices de implementación de la Carta de Londres de
manera coherente con sus propias pretensiones, objetivos y
métodos”. Parece pues evidente que, dada la importancia que el
patrimonio arqueológico tiene dentro del patrimonio cultural, y
reconocida por muchos la existencia de una comunidad de
expertos propia que trabaja de manera habitual entorno al
concepto de Arqueología Virtual, se deba plantear la redacción
de guías, documentos y recomendaciones que aun siguiendo las
directrices generales que marca La Carta de Londres tomen en
consideración el carácter específico que posee la Arqueología
Virtual.
Los principios que se expondrán a continuación pretenden
aumentar las condiciones de aplicabilidad de La Carta de
Londres de cara a su mejor implantación en el campo específico
del patrimonio arqueológico, incluido el patrimonio
arqueológico
industrial,
simplificando
y
ordenando
secuencialmente sus bases, al mismo tiempo que se ofrecen
algunas recomendaciones nuevas que toman en consideración la
peculiar naturaleza del patrimonio arqueológico con respecto al
patrimonio cultural.
Restauración virtual: comprende la reordenación, a partir de
un modelo virtual, de los restos materiales existentes con objeto
de recuperar visualmente lo que existió en algún momento
anterior al presente. La restauración virtual comprende por tanto
la anastilosis virtual.
Anastilosis virtual: recomposición de las partes existentes pero
desmembradas en un modelo virtual.
Reconstrucción virtual: comprende el intento de recuperación
visual, a partir de un modelo virtual, en un momento
determinado de una construcción u objeto fabricado por el ser
humano en el pasado a partir de las evidencias físicas existentes
sobre dicha construcción u objeto, las inferencias comparativas
científicamente razonables y en general todos los estudios
llevados a cabo por los arqueólogos y demás expertos vinculados
con el patrimonio arqueológico y la ciencia histórica.
Recreación virtual: comprende el intento de recuperación
visual, a partir de un modelo virtual, del pasado en un momento
determinado de un sitio arqueológico, incluyendo cultura
material (patrimonio mueble e inmueble), entorno, paisaje, usos,
y en general significación cultural.
3. OBJETIVOS
2. DEFINICIONES
Dado que el marco teórico de referencia para la Carta de Sevilla
es la propia Carta de Londres el documento asumiría todos los
objetivos aprobados por la Junta Consultiva de dicha Carta. A
estos objetivos generales sería necesario añadir algunos nuevos, a
saber:
Arqueología Virtual: es la disciplina científica que tiene por
objeto la investigación y el desarrollo de formas de aplicación de
la visualización asistida por ordenador a la gestión integral del
patrimonio arqueológico.
Generar criterios fácilmente comprensibles y aplicables por
toda la comunidad de expertos, ya sean estos informáticos,
arqueólogos, arquitectos, ingenieros, gestores o especialistas
en general en la materia.
Patrimonio arqueológico: es el conjunto de elementos
materiales, tanto muebles como inmuebles, hayan sido o no
extraídos y tanto si se encuentran en la superficie o en el
Establecer directrices encaminadas a facilitar al público un
mayor entendimiento y mejor apreciación de la labor que
desarrolla la disciplina arqueológica.
81
Establecer principios y criterios que sirvan para medir los
niveles de calidad de los proyectos que se realicen en el campo
de la arqueología virtual.
Principio 2: Finalidad.
Promover el uso responsable de las nuevas tecnologías
aplicadas a la gestión integral del patrimonio arqueológico.
Previamente a la elaboración de cualquier visualización asistida
Contribuir a mejorar los actuales procesos de investigación,
conservación y difusión del patrimonio arqueológico mediante
el uso de nuevas tecnologías.
Abrir nuevas puertas a la aplicación de métodos y técnicas
digitales de investigación, conservación y difusión
arqueológica.
Concienciar a la comunidad científica internacional de la
necesidad imperante de aunar esfuerzos a nivel mundial en el
creciente campo de la arqueología virtual.
4. PRINCIPIOS
Principio 1: Interdisciplinariedad.
Cualquier
proyecto que implique la utilización de nuevas
tecnologías, ligadas con la visualización asistida por ordenador,
en el campo del patrimonio arqueológico, ya sea para
investigación, conservación o difusión, debe de estar avalado por
un equipo de profesionales procedentes de distintas ramas del
saber.
1.1 Dada la compleja naturaleza que presenta la visualización
asistida por ordenador de patrimonio arqueológico, esta no
puede ser abordada únicamente por un solo tipo de experto sino
que necesita de la colaboración y complicidad de un buen
número
de
especialistas
(arqueólogos,
informáticos,
historiadores, arquitectos, ingenieros…).
1.2 Un trabajo verdaderamente interdisciplinar implica el
intercambio de ideas y opiniones entre especialistas de distintos
campos de una manera habitual y fluida. El trabajo dividido en
compartimentos estanco nunca podrá ser considerado como
interdisciplinar aunque participen en él expertos procedentes de
distintas disciplinas.
1.3 Entre los especialistas que deben colaborar en este modelo
interdisciplinar es indispensable contar con la presencia concreta
de los arqueólogos, preferiblemente de aquellos que tienen o
tuvieron a su cargo la dirección científica de la excavación o del
resto arqueológico sobre el que se pretende trabajar.
por ordenador siempre debe quedar totalmente claro cual es la
finalidad última de nuestro trabajo es decir cual es el objetivo
final que se persigue alcanzar.
2.1 Cualquier proyecto de visualización asistida por ordenador
siempre tendrá el objetivo de mejorar aspectos relacionados o
bien con la investigación, o bien con la conservación o bien con
la difusión del patrimonio arqueológico. La finalidad de todo
proyecto debe quedar encuadrada dentro de alguna de dichas
categorías (investigación, conservación y/o difusión).
2.2 Además de esclarecer cual es el objetivo o finalidad principal
de la visualización asistida por ordenador siempre será necesario
definir objetivos más concretos que sirvan para conocer con más
exactitud cual es el problema o problemas que se pretenden
resolver.
2.3 La visualización asistida por ordenador debe estar siempre al
servicio del patrimonio arqueológico y no el patrimonio
arqueológico al servicio de la visualización asistida por
ordenador. Las nuevas tecnologías aplicadas a la gestión integral
del patrimonio arqueológico deben poder satisfacer, como
objetivo primordial, las necesidades reales de arqueólogos,
conservadores, restauradores, museógrafos, gestores y/o
profesionales en general del mundo del patrimonio, y no al revés.
Principio 3: Complementariedad.
La aplicación de la visualización asistida por ordenador en el
campo de la gestión integral del patrimonio arqueológico debe
de ser entendida como complementaria, no como sustitutiva, de
otros instrumentos de gestión más clásicos pero igualmente
eficaces.
3.1 La visualización asistida por ordenador no debe aspirar a
sustituir a otros métodos y técnicas en el campo de la gestión
integral del patrimonio arqueológico (por ejemplo la restauración
virtual no debe aspirar a sustituir a la restauración real al igual
que la visita virtual no debe aspirar a sustituir a la visita real).
3.2 La visualización asistida por ordenador debe buscar vías de
colaboración con otros métodos y técnicas de distinta naturaleza
que ayuden a mejorar los actuales procesos de investigación,
conservación y difusión del patrimonio arqueológico. Para ello el
cumplimiento del Principio 1: Interdisciplinariedad, se revelará como
fundamental.
3.3. Pese a todo, las visualizaciones asistidas por ordenador
podrán tener un carácter sustitutivo cuando los restos
arqueológicos originales hayan sido destruidos (por ejemplo por
la construcción de grandes infraestructuras), se encuentren en
lugares de difícil acceso (por ejemplo sin carreteras) o corran
riesgo de deterioro ante la visita masiva de turistas (por ejemplo
las pinturas rupestres).
82
Principio 4: Autenticidad.
La visualización asistida por ordenador trabaja de manera
habitual reconstruyendo o recreando edificios y entornos del
pasado tal y como se considera que fueron, es por ello que
siempre debe ser posible saber que es real, veraz, auténtico y que
no. En este sentido la autenticidad debe ser un concepto
operativo permanente para cualquier proyecto de arqueología
virtual.
4.1 En tanto en cuanto la disciplina arqueológica no es una
ciencia exacta e incontestable, sino compleja, se debe apostar
abiertamente por realizar interpretaciones virtuales alternativas
siempre y cuando presenten igual validez científica. Cuando no
exista esa igualdad se apostará únicamente por la hipótesis
principal.
4.2 Cuando se realicen restauraciones o reconstrucciones
virtuales se debe mostrar de forma explícita o bien mediante
interpretación adicional los distintos niveles de veracidad en los
que se sustenta la restauración o reconstrucción.
4.3 En la medida que muchos restos arqueológicos han sido y
siguen siendo restaurados o reconstruidos en la realidad la
visualización asistida por ordenador debe ayudar tanto a los
profesionales como al público a diferenciar claramente entre: los
restos que se han conservado “in situ”, los restos que han vuelto
a ser colocados en su posición originaria (anastylosis real), las
zonas que han sido reconstruidas parcial o totalmente sobre los
restos originales, y finalmente las zonas que han sido restauradas
o reconstruidas virtualmente.
Principio 5: Rigurosidad histórica.
Para lograr unos niveles de rigurosidad y veracidad histórica
óptimos cualquier forma de visualización asistida por ordenador
del pasado debe estar sustentada en una sólida investigación y
documentación histórica y arqueológica.
5.1 La rigurosidad histórica de cualquier visualización asistida
por ordenador del pasado dependerá tanto de la rigurosidad con
la que se haya realizado la investigación arqueológica previa
como de la rigurosidad con la que se use esa información para la
creación del modelo virtual.
5.2 Todas las fases históricas registradas durante la investigación
arqueológica tienen un gran valor. Por lo tanto, no se
considerará riguroso mostrar únicamente el momento de
esplendor del resto arqueológico reconstruido o recreado sino
todas las fases, incluidas las de decadencia, por las que pudo
atravesar. Tampoco se debe mostrar una imagen idílica del
pasado con edificios que parecen recién construidos, personas
que podrían pasar por modelos, etc.., sino real, es decir con
edificios en diferente estado de conservación, personas de
distinto tamaño y peso, etc.
5.3 El entorno, contexto o paisaje asociado a un resto
arqueológico es tan importante como el resto arqueológico en sí
(Carta de Cracovia, 2000). Las investigaciones antracológicas,
paleobotánicas, paleozoológicas y de paleoantropología física
deben servir como base para la realización de recreaciones
virtuales del paisaje y del contexto rigurosas. No se pueden
mostrar sistemáticamente ciudades sin vida, edificios solitarios o
paisajes muertos, pues ese es un falso histórico.
Principio 6: Eficiencia.
El concepto de eficiencia aplicada al campo que nos ocupa pasa
inexorablemente por lograr una ajustada sostenibilidad
económica y tecnológica. Usar menos recursos para lograr cada
vez más y mejores resultados será la clave de la eficiencia.
6.1 Cualquier proyecto que implique la utilización de la
visualización asistida por ordenador en el campo del patrimonio
arqueológico debe evaluar previamente cuales serán las
necesidades de mantenimiento económico y tecnológico que
generará una vez se instale y ponga en funcionamiento.
6.2 Se debe apostar por sistemas que aunque en un primer
momento presenten una elevada inversión inicial a largo plazo
impliquen un bajo coste de mantenimiento económico y una alta
fiabilidad de uso, es decir sistemas resistentes, fáciles de reparar
o modificar y de bajo consumo.
6.3 Siempre que sea posible se aprovecharán los resultados
obtenidos por proyectos de visualización anteriores, evitando la
duplicidad, es decir, la realización de los mismos trabajos por dos
veces.
Principio 7: Transparencia científica.
Toda visualización asistida por ordenador debe de ser
esencialmente transparente, es decir, contrastable por otros
investigadores o profesionales, ya que la validez, y por lo tanto el
alcance, de las conclusiones producidas por dicha visualización
dependerá en gran medida de la capacidad de otros para
confirmar o refutar los resultados obtenidos.
7.1 Es indudable que toda visualización asistida por ordenador
tiene un alto componente de investigación científica.
Consecuentemente para que los proyectos de arqueología virtual
caminen por la senda del rigor científico y académico se vuelve
indispensable la elaboración de bases documentales en las que
quede recogido y expresado con total transparencia todo el
proceso de trabajo desarrollado: objetivos, metodología, técnicas,
razonamientos, origen y características de las fuentes de la
investigación, resultados y conclusiones.
83
7.2 En cualquier caso y en líneas generales el registro y
organización de toda la documentación concerniente a proyectos
de arqueología virtual estará basado en los “Principios para la
creación de archivos documentales de monumentos, conjuntos arquitectónicos
y sitios históricos y artísticos” aprobada por la 11ª asamblea General
del ICOMOS en 1996.
7.3 En aras de la transparencia científica se hace necesario crear
una gran base de datos accesible a nivel mundial con aquellos
proyectos que posean unos niveles de calidad óptimos (art 8.4),
sin menoscabo de la creación de bases de datos de este tipo de
ámbito nacional o regional.
Principio 8: Formación y evaluación
La
arqueología virtual constituye una disciplina científica
asociada a la gestión integral del patrimonio arqueológico que
posee un lenguaje y unas técnicas que le son propias. Como
cualquier otra disciplina académica requiere de programas
específicos de formación y evaluación.
8.1 Deben fomentarse los programas de formación posgraduada
de alto nivel que potencien la formación y especialización de un
número suficiente de profesionales cualificados en esta materia.
8.2 Cuando las visualizaciones asistidas por ordenador tengan
como objetivo servir como instrumento de disfrute y
comprensión para el público en general el método de evaluación
mas apropiado será el de los estudios de público.
8.3 Cuando las visualizaciones asistidas por ordenador tengan
como objetivo servir como instrumento de investigación o
conservación del patrimonio arqueológico el método de
evaluación más apropiado será su prueba por parte de un
número lo suficientemente representativo de usuarios finales es
decir de los profesionales a los que este destinado el producto
final.
8.4 La calidad final de cualquier visualización asistida por
ordenador deberá medirse en función de la rigurosidad con la
que haya sido elaborada y no de la vistosidad de sus resultados.
El cumplimiento de todos los principios emanados de la
presente Carta determinará que el resultado final de una
visualización asistida por ordenador pueda ser considerado “de
calidad”.
84
85
SESIÓN_A / SESSION_A
MUSEOLOGÍA DEL SIGLO XXI: NUEVAS PERSPECTIVAS
MUSEOLOGY FOR THE XXITH CENTURY: NEW PERSPECTIVES.
DIGITAL ELEVATION MODEL AND LIDAR SCAN INSIDE THE INFOSYS GIS APPLICATION.
Virtual Limes of Raetia and Germania Superior. 7REASONS. Vienna. Austria.
86
87
Ricostruire l’antico.
Dal Museo della Civiltà Romana al Museo dei Fori Imperiali
Lucrezia Ungaro, Marco Sartini y Paolo Vigliarolo*
Sovrintendenza ai Beni Culturali del Comune di Roma. Italia.
1. L’esigenza di ridare volumi e caratterizzazioni dei monumenti
antichi romani in una esposizione prima temporanea poi
permanente, è alla base della creazione del primo museo virtuale a
Roma.
Il Museo della Civiltà Romana è infatti l’esito di tre grandi eventi:
la grande Mostra Archeologica del 1911 nelle Terme di
Diocleziano, la prima sede stabile nel 1926 con la costituzione
del Museo dell’Impero, la seconda grande Mostra Augustea della
Romanità nel 1937 al Palazzo delle Esposizioni. Infine, tutta la
collezione verrà riallestita nel 1955 nell’attuale sede all’EUR.
Le riproduzioni in scala 1:1 e i modelli in scale variabili, sono già
uno strumento di lettura e comprensione dell’architettura e della
scultura antiche di notevole impatto. Certamente, il Museo nelle
sale storiche e in quelle tematiche permette di seguire
l’evoluzione della città e della sua espansione nell’impero, di
comprendere la straordinaria efficacia della penetrazione nel
territorio attraverso opere e cultura: cosa manca allora a questo
Museo oggi? La narrazione, il contesto, l’essere umano che è
sempre dietro un oggetto, un edificio, una qualsiasi realizzazione
concreta. Due problemi sono infatti tuttora alla base dell’offerta
di una collezione o ambiente museale: la capacità di attrarre e
catturare l’attenzione, la riproduzione di un oggetto o di un
contesto in modo realistico.
Sistina. L’architettura romana, poi, è sì imponente ma ridotta a
“schegge” rispetto all’ “intero” di splendenti palazzi ed edifici
pubblici imperiali, e non racconta nulla della vita reale se non
l’abilità di scalpellini e artisti del passato.
Come guadagnare quindi uno spazio in un contesto così difficile?
2. Attraverso un sistema di allestimento e di comunicazione
innovativo, che il Museo, inaugurato nell’ottobre del 2007,
propone al pubblico.
Si tratta, infatti, di un museo archeologico
costituito non solo da una prestigiosa
archeologici provenienti dai cinque Fori
questa è la grande novità espositiva, da
ricomposizioni architettoniche.
di nuova generazione
collezione di reperti
Imperiali, ma anche,
un ricco numero di
Le diverse tipologie di marmi, i diversi ordini architettonici, i
loro rapporti dimensionali, nonché la funzionalità degli edifici e
le loro antiche volumetrie danno vita ad un museo dedicato
all’architettura ed alla decorazione architettonica romana che, in
antico, era parte fondamentale e significante per tutti gli edifici
che componevano ogni singolo Foro.
Alcuni decenni più tardi, nell’era del computer e del cellulare
“tuttofare”, ci siamo misurati con una sfida dai rischi molto alti:
creare un museo per l’architettura romana a Roma, l’argomento
meno facile da visualizzare. Infatti, lavorare alla costituzione del
Museo dei Fori Imperiali, ha significato affrontare una massa
considerevole di materiali architettonici e scultorei, studiarne la
ricomposizione dove possibile, ma anche il significato ideologico
e la complessità costruttiva. Per questo sin dall’inizio della
progettazione si è pensato, parallelamente, a come raccontare le
opere esposte attraverso un apparato multimediale. Problema
ulteriore da affrontare è stato quello di mantenere un corretto
equilibrio tra le opere e il loro contenitore d’eccezione, i Mercati
di Traiano.
La progettazione e la realizzazione dell’allestimento museale e
del Sistema di Comunicazione Integrato hanno richiesto il lavoro
di un team di archeologi, architetti e esperti di comunicazione,
dotati di una solida formazione umanistica; le soluzioni
tecnologiche sono nate dalla stretta collaborazione di tutte le
figure professionali, tema su cui toneremo in seguito.
Abbiamo parlato di “sfida dai rischi molto alti”: a Roma i musei
archeologici e le mostre archeologiche faticano molto per
emergere e attrarre pubblico; la città è un museo a cielo aperto, la
permanenza del turista medio è relativamente bassa e vi sono
alcuni attrattori ineludibili: San Pietro, Colosseo, Cappella
Fig 1. Museo dei Fori Imperiali. Ricomposizione dell’ordine della facciata
dei portici del Foro di Augusto. In primo piano, frammenti pertinenti a teste
di divinità maschili dalla decorazione a pannelli dall’attico dei portici.
L’apparato comunicativo del Museo dei Fori Imperiali si
compone, oltre che della tradizionale pannellistica contenutistica
e direzionale, di un ricco sistema multimediale che accompagna il
visitatore, e lo aiuta, attraverso una comunicazione "semplice e
88
immediata”, alla comprensione degli snodi contenutistici focali
del percorso espositivo.
in movimento, assunta
autonomo e universale.
La possibilità di testare sul pubblico l’efficacia di un prototipo
dei prodotti multimediali ha determinato la scelta della tecnica
con la quale realizzare i prodotti video. Si è utilizzata infatti una
“tecnica mista”, un sistema di montaggio che fa uso di tutte le
potenzialità comunicative dell’immagine: dalla ripresa diretta, alle
foto d’epoca, alle ricostruzioni archeologiche realizzate ad
acquerello e, da ultimo, anche al 3D e alle più evolute tecnologie
per l’elaborazione dell’immagine.
I prodotti hanno una durata massima di 3 minuti ciascuno. Al
momento attuale non hanno né audio né colonna sonora di
accompagnamento, né sottotitoli. La loro realizzazione è stato
l’esito di un lungo e accurato lavoro sulla messa a punto degli
storyboard, che partono tutti da una base comune.
Attualmente l’apparato multimediale del Museo si compone di
una sala multimediale, in prossimità dell’ingresso, che introduce
il pubblico alla visita, e di 10 postazioni video (o videopannelli)
dislocati lungo tutto il percorso museale.
come
linguaggio
assolutamente
I video hanno inizio con la collocazione dell’antica valle dei Fori
in relazione alla moderna situazione urbanistica di Roma,
evidenziando come oggi, esattamente come allora, i Fori
Imperiali fossero collocati nel cuore della città. Tali informazioni
geografiche sono ottenute con tecniche di dissolvenze e
sovrapposizioni tra immagini moderne e ricostruzioni della fase
romana; ogni singolo prodotto poi mostra, in funzione del
materiale e delle ricomposizioni architettoniche presenti nella
sala in cui è collocato, una ricostruzione dei frammenti
architettonici o statuari. Di qui si mette in luce la funzione
dell’edificio in cui è inserito il frammento ed il suo stesso
rapporto con il Foro di appartenenza e dei Fori attigui.
Questo processo narrativo circolare, comune a tutti i
videopannelli, determina un Leitmotif che orienta il visitatore, il
quale ritrova in qualsiasi sezione del Museo le informazioni
essenziali alla comprensione dei Fori in antico e, nel caso
specifico, le notizie necessarie alla comprensione di ciascuna sala
museale e dei reperti esposti in essa.
Fig 2. Museo dei Fori Imperiali. Il sistema di comunicazione del museo
all’interno della taberna dedicata al Foro di Nerva: pannello e videopannello
con il fregio proveniente dal tempio di Minerva.
La sala multimediale, allestita in una delle tabernae più profonde
del piano terra della Grande Aula, è caratterizzata da un
maxischermo retroproiettato per mezzo di un sistema video,
dotato al suo interno di un pc ed equipaggiato con un impianto
audio. L’esigenza di trasmettere le informazioni di base alla visita
del Museo, rivolgendosi a tutto il pubblico possibile, quindi
anche ai giovanissimi, ha reso necessaria l’ideazione di uno
storyboard molto particolare.
Ad un anno dall’apertura del Museo dei Fori Imperiali è possibile
trarre le prime considerazioni sul suo Sistema di Comunicazione
Integrato; considerazioni che nascono da dati concreti e
scientifici elaborati da alcuni degli operatori del Servizio Civile
Volontario attivi ai Mercati di Traiano. La notevole quantità di
informazioni acquisite ed elaborate ci permette di progettare
precisi interventi, nell’immediato futuro, sul Sistema di
Comunicazione. Si è deciso dunque di dotare i prodotti video di
una leggera banda sonora che accompagni i filmati,
rispettandone ed enfatizzandone il ritmo narrativo, e,
soprattutto, si sta lavorando per dotarli di uno speakeraggio
essenziale e didascalico in italiano ed in inglese, affinché i
contenuti possano arrivare nella forma più chiara possibile a
tutte le tipologie di pubblico.
Una mascotte: Columnus, dalla Roma dei nostri giorni, guida il
pubblico indietro nel tempo, in un viaggio che dai Mercati di
Traiano e attraverso la visione di tutti i Fori, nelle varie epoche
storiche, lo fa tornare all’età imperiale, ed alla fine gli permette di
“ritrovare se stesso” in un capitello nell’allestimento museale del
Foro di Augusto.
Completamente diversa è invece la struttura e la caratteristica
comunicativa degli altri 10 prodotti video dislocati nelle sale
espositive del Museo.
Le postazioni video sono infatti composte da schermi LCD
collegati a mini-player tramite un cavo s-video. Tutto l'hardware
è stato inserito all'interno di pannelli del tutto simili a quelli
didattici presenti nel percorso museale, creando uniformità e
riducendo l'impatto visivo. Il video è compresso in qualità DVD
(formato mpeg2) ed è contenuto in una flash card inserita nel
player stesso.
Per la realizzazione di questi prodotti si è lavorato secondo un
vero e proprio ragionamento semiotico-strutturale dell’immagine
Fig. 3. Uno screenshot del video con la ricostruzione sullo stato attuale della
peristasi del tempio di Marte Ultore all’interno del Foro di Augusto.
Inoltre, al fine di migliorare la qualità visiva dei prodotti, e
mantenersi quindi aggiornati con le proposte che il mercato offre
costantemente, verranno adeguati gli apparati hardware con
soluzioni più performanti. Ma tutto ciò non basta, è in
programma anche un implemento degli apparati multimediali del
Museo dei Fori Imperiali. Si prevede infatti la realizzazione di
89
nuovi filmati – uno dei quali già terminato, ed in attesa di essere
testato sul pubblico – e l’utilizzo di uno spazio con postazioni
multimediali fisse affinché il visitatore, se interessato, possa
approfondire la visita accedendo a materiale d’archivio tramite
schede di approfondimento relative ai reperti esposti, e
soprattutto, al sito web del Museo. A tal proposito va infatti
sottolineato come un Sistema di Comunicazione di nuova
generazione non si concluda con gli apparati e i prodotti presenti
in un museo; una grande importanza a livello comunicativo è
infatti affidata all’utilizzo di internet. Il sito web del Museo dei
Fori Imperiali è stato infatti ideato e realizzato con le
caratteristiche del Museo stesso. Ricco di contenuti ma con la
possibilità, da parte dell’utente, di accedervi per gradi a seconda
delle esigenze di approfondimento e, soprattutto, ricco di
immagini e sempre in linea con le scelte comunicative interne al
Museo. Esso è corredato, di conseguenza, da una vasta sezione
dedicata ai “multimedia”, in cui l’utente può prendere visione e
scaricare le anteprime di tutti i video dei quali poi potrà fruire,
per intero, visitando il Museo. Il sito web è inoltre concepito
come un filo diretto con il visitatore, che può leggere le ultime
notizie nella sezione “News” ed ha la possibilità di iscriversi alla
newsletter del portale dei musei del Comune di Roma, per essere
costantemente aggiornato sulle mostre e le altre manifestazioni
culturali programmate dall’Amministrazione.
Fig. 4. Uno screenshot con la ricostruzione in dissolvenza delle volumetrie
dei Fori Imperiali in rapporto alla situazione urbanistica attuale.
3. Il Sistema di comunicazione costituisce quindi il ‘valore
aggiunto’ del Museo: la sua visita deve anche suscitare stupore e
far percepire la scoperta dell’architettura dei Mercati, della storia
della città, e al tempo stesso della complessità dei Fori.
Per questo l’allestimento nel suo insieme non può essere statico,
ma deve evolvere con gli studi dei ricercatori e con gli interessi
del pubblico, superando il limite che uccide da sempre
l’istituzione museale: quello dell’autoreferenzialità e del
confinamento in un assetto immobile e definitivo, in sostanza
privo di dinamismo, di capacità di rigenerarsi e di produrre
fidelity nel proprio pubblico. Torniamo quindi ai problemi citati
nel primo paragrafo: la capacità di attrarre e di catturare
l’attenzione, la necessità di riproporre oggetti o contesti in modo
realistico. Lo sviluppo della proposta virtuale deve e può andare
a questo punto in varie direzioni.
3.1 La produzione “editoriale” derivata dall’elaborazione
multimediale quale mezzo di comunicazione del brand museale culturale con una diffusione differenziata tra il mercato nazionale
e quello estero, tra i diversi target di pubblico; si tratta di
espandere l’applicazione del marketing territoriale a quello
culturale ponendo attenzione ad una serie di relazioni: costo
(della produzione) - beneficio (indotto occupazionale, ritorno di
immagine), elaborazione dei contenuti – attendibilità scientifica –
capacità attrattiva del prodotto.
3.2 La possibilità di analizzare il territorio al microscopio e nel
contempo di ricostruire l’ambiente antico, il paesaggio e le sue
trasformazioni antropiche, facendo riferimento e applicando
diverse discipline scientifiche per la ricerca, come la botanica.
Esempio eclatante da un monumento apparentemente molto
conosciuto, l’analisi del rilievo vegetale dell’Ara Pacis, il cui
valore simbolico (e solo secondariamente naturalistico) è stato
rivelato proprio dall’apporto della botanica, con conseguenze
rilevanti sulle proposte di coloritura del rilievo marmoreo.
3.3 La concreta possibilità di comunicare diacronia e
contemporaneità: in una città come Roma, che ha tremila anni
circa di continuità sullo stesso suolo, la ricostruzione virtuale
(sempre rispondente alla correttezza dei contenuti) permette di
“raccontare” tutte le storie possibili e di contestualizzare i resti
soprattutto archeologici attraverso nuovi strumenti da utilizzare
nei complessi monumentali e museali in grado di fornire al
pubblico immersione e interattività.
3.4 Le creazione di banche dati comuni devono contribuire a
formalizzare sistemi di comunicazione univoci e multilingue, per
favorire una reale diffusione del patrimonio comune: troppe
banche dati sono fallite proprio perché studiate dal punto di vista
informatico e non da quello dei contenuti. I nuovi bandi
“cultura” della Comunità Europea dovrebbero ora concorrere a
dare concretezza alla banca dati “Europeana” con l’apporto di
dati alfanumerici e l’elaborazione di immagini e proposte
ricostruttive. Le reti museali in tal senso sono molto importanti e
la creazione di database multilingue alimenta la circolazione di
idee e soluzioni comunicative.
3.5 L’elaborazione della terza dimensione deve essere quindi
finalizzata a questi obiettivi: diffusione del patrimonio attraverso
la sua conoscenza, secondo i principi dell’educazione e dell’
intrattenimento, attraverso linguaggi multilingue ma rispondenti
ad un thesaurus comune, secondo un trattamento dell’immagine
che restituisca corretta unità visiva di quanto si va ricostruendo:
in questa direzione si lavorerà all’interno del progetto 3D
COFORM.
Altro contributo fondamentale della terza dimensione è lo studio
della salvaguardia del patrimonio: la tecnologia analitica ci
permette di mettere a confronto lo stato di conservazione di
monumenti e collezioni museali attraverso il rilievo laser dello
stato attuale confrontato con documentazione precedente. E’ il
caso dei calchi di opere realizzati nel secolo scorso o addirittura
nel XIX secolo: la Colonna Traiana, ad esempio, può essere
indagata attraverso il confronto tra i calchi del XIX secolo
conservati in più sedi e la documentazione dei restauri recenti e
dello stato attuale. Torniamo così al nostro primo Museo
virtuale sulla romanità e ai principi culturali ispiratori ieri come
oggi della ricostruzione e riproduzione dell’opera d’arte.
4. Una diffusa e corretta comunicazione con il pubblico ha
riflessi molto positivi sulla convivenza in ambito urbano tra
l’archeologia, considerata di solito un “ostacolo” dello sviluppo
urbanistico, e le esigenze del vivere quotidiano. Si deve
riconoscere che solitamente mancano l’informazione e il
coinvolgimento del cittadino nelle attività di scavo e restauro
urbano (oltre che della piena consapevolezza di memoria e
patrimonio comuni): il “museo diffuso” sul territorio e nei luoghi
deputati deve fornire anche quegli elementi di aggiornamento
sulle indagini e sulle nuove acquisizioni che motivano la
90
formazione della piena consapevolezza della memoria e del
patrimonio comuni, contribuendo ad educare i cittadini, dai
piccoli ai grandi, alla difesa e alla valorizzazione dei beni culturali.
5. In sintesi il linguaggio multimediale - quello della nostra era deve migliorare la comunicazione e la divulgazione della ricerca
anche attraverso suggestioni emotive, in poche parole: evocare,
informare, conoscere, ovvero semplificare senza banalizzare.
Proprio per questo non possiamo trascurare un tema appena
sfiorato al suo inizio: quello della formazione. A questo
proposito deve essere aperto un dibattito a tutto campo: ancora
oggi le due sfere formative – umanisti e informatici – studiano e
si formano in ambienti completamente diversi e separati; quando
si parla di formazione, si intende a senso unico, ossia destinata
agli umanisti perché apprendano i rudimenti delle tecnologie
applicate. Ciò non tiene conto del fatto che l’informatico deve
pure conoscere i rudimenti del bene culturale, del patrimonio per
poter progettare architetture informatiche realmente utili alla
conoscenza, alla gestione e alla comunicazione al pubblico nei
musei oppure on line.
* Il presente contributo ha una concezione unitaria ma il paragrafo 2 è a firma di Marco Sartini e Paolo Vigliarolo, il rimanente
testo è a firma di Lucrezia Ungaro
Bibliografia
UNGARO L. (a cura di), Il “Pubblico” ai Mercati di Traiano e dintorni, tra apprendimento, suggestione, comunicazione, in Esperienze e
progetti, III, Ferrara, 2009.
UNGARO L., “Roma: El Museo de los Foros Imperiales en los Mercados de Trajano. Conservaciòn, puesta en valor y comunicaciòn de
la arquitectura antigua y de la decoraciòn escultòrico-arquitectònica” in Museos.es, 4, Madrid, 2008.
UNGARO L. (a cura di), Museo dei Fori Imperiali – Mercati di Traiano, Milano, Guida, 2008.
UNGARO L. (a cura di), Il Museo dei Fori Imperiali nei Mercati di Traiano, Milano, Electa, 2007.
UNGARO L., “ ‘Esporre’ i Fori Imperiali: ricostruzione, ricomposizione, integrazione, comunicazione nel sistema museale. Le ragioni
della conservazione, le ragioni della fruizione”, in Palladio, 36 (2005) Roma, 2006, pp. 69-86.
UNGARO L., “Comunicare i Fori Imperiali nel museo: tra immagine e integrazione reale”, in L. HASELBERGER, J. HUMPHREY (a
cura di), Imaging ancient Rome. Documentation – visualization – imagination, Proceedings of the third Williams Symposium on classical architecture, Rome
20-23 Mai 2004, “JRA”, Suppl. s. 61, Rome 2004, pp. 191-201.
91
Current Productions
Carnuntum, German Limes and Radiopast
F. Humer 1, C.Gugl2, M. Pregesbauer 3, F. Vermeulen 4, Ch. Corsi 5 and M. Klein 6
1
Govt. of the State of Lower Austria, Dept. of Cultural Affairs, Archaeological Park Carnuntum.
2 Austrian academy of science, Vienna. Austria
3 Govt. of the State of Lower Austria, Dept. of Hydrology and Geoinformation
4 Department of Archaeology Ghent University, Gent, Belgium
5 Universidade de Évora, Évora. Portugal
6 7REASONS, Vienna. Austria
Resumen
Presento tres proyectos elegidos que delimitan técnicas diferentes de la producción y su transmisión de contenido. El impacto diferenciado en la absorción pública del
contenido es descrito dependiente a experiencias con ello en exposiciones y publicaciones, y puede ser usado para rectificar futuros acercamientos de temas similares.
En la mayor parte de estas producciones, las dificultades técnicas fueron estudiadas y solucionadas por el uso extenso de instrumentos diferentes y técnicas para
conseguir una salida razonable y representar nuestro estado del conocimiento que nos gustaría compartir. La documentación de la producción así como la
comunicación entre la producción y grupo de investigación es indispensable en estos formatos multimedia.
Palabras Clave: RECONSTRUCCION, ROMANO, CARNUNTUM, LIMES, RADIO-PAST
Abstract
The here presented three chosen projects mark out different techniques of production and their transmission of content. The differentiated impact on the public
absorption of the transported content are described dependent to experiences with it in exhibitions and publications, and can be used to rectify future approaches of
similar topics. In most of these productions, technical difficulties were observed and solved through extensive use of different tools and techniques to achieve a
reasonable output and represent our current state of knowledge which we would like to share. The documentation of the production as well as the communication
between the production and research team is indispensable to the sucsess of these media formats.
Key words: RECONSTRUCTION, ROMAN, CARNUNTUM, LIMES, RADIO-PAST
1. CARNUNTUM 2009-2011
1.1. Assignment
Marking the 2000 year anniversary of the former Roman capital
of Pannonia superior, Carnuntum, we had the chance to start a
long-term project, aiming for a total reconstruction of the city,
the legionary fortress and its canabae, including the surrounding
landscape. This will result in a 1:300 scale model measuring over
20 x7 meters as well as a series of other media including Film
and interactive Applications.
The Scale Model will inherit approx. 5600 buildings and will be
processed through virtual models which will then be plotted on a
3d printer, either as a single instance or in negative-form in order
to duplicate certain smaller buildings by cast moulting. The
generated computer models will also be used for the film scenes
and have to be prepared accordingly. The final result will be
presented in spring 2011. We will present a short overview of
the used techniques and show the current state of this project.
Figure 1.1 Scene of the reconstructed Forum
92
1.2. Technical realisation
One of the tasks of the project was the construction of a haptic
scale model of the ancient city including its surrounding area.
The model displays a section measuring 6,750 m x 4,500 m in a
ratio of 1:300 and thus being 22,5m x 15m in size and including
over 5000 visible Structures. Therefore extensive planning was
necessary for the implementation of this model.
Figure 1.3 Set-up of the framework for the Scale Model
Figure 1.2 Lidar and STL Model of Carnuntum
Unlike traditional model building the scene was entirely built in
3-D programmes and then printed in a 3-D format. For this
process a Stereolithographic machine (STL) was used which
utilises laser technology to build up the layers of a structure in a
matter of hours. For certain repeating buildings a vacuum
moulding technique could be used to lower costs since this
allowed the replication of existing prototypes. Hence the 3-D
Objects had to be made especially to meet the requirements of
3-D printing.
Figure 1.4 Virtual and Scale Model of the Great Baths of Carnuntum
Due to technical limitations the Terrain had to be divided into
38 terrain tiles that would have to fit perfectly together with a
very low error tolerance (<0,5mm). It was decided that instead
of placing single houses across this model, a set of structure tiles
were used approx 7cm in size. This would ease the production
process of the model as well as set further requirements. The
base of these Structure tiles had to be subtracted from the
Terrain tiles so that these would fit exactly into the indentation
afterwards.
1.4. Artefact Database
1.3. Object creation
The Database is available online to the public whilst
professionals can access additional metadata.
The creation of the virtual models involved in this project had to
fulfil certain requirements. They would have to be able to be
produced by a 3-D Plotter and therefore had to be constructed
as STL files. This would mean that the individual models
consisted of a single mesh with no holes or vertical elements that
were hanging over. Roofs and Structures were separated in the
process for alternate coloring and reassembly afterwards.
Currently a virtual web based database is being established
containing numerous findings of roman artefacts from the
carnuntum area. The artefacts are scanned with a professional
scanner and then processed to be able to present a lowresolution poly model containing detail information of the high
poly model in an interactive flash application alongside photos
of the artefact. The original texture however is not shown in
these objects as other information regarding the surface
properties is more abundant that way.
2. VIRTUAL LIMES OF RAETIA AND
GERMANIA SUPERIOR
2.1. Assignment
In autumn 2009, a consortium of regional municipal and federal
state authorities in Baden -Württemberg, Germany, requested a
proposal for the visualisation of a approx. 90 km long part of the
93
former roman Limes, inheriting 11 military bases and their civil
settlements. The output should result in a virtual 3d real-time
environment allowing the user to interactively navigate through
these settlements while receiving the necessary information
about the regions, buildings and local finds, on the fly. Two
short films should explain the historical background of this
segment of the German Limes, giving an insight view to the
daily life of a roman solider, explaining their duties, equipment
and architectural environments. All media was to be presented in
a stereoscopic format. In addition, a GIS -like application should
allow the user to stroll along the former Roman Limes section
while gathering information through marked areas and points of
interest but also giving him the opportunity to change the
appearing maps from the present to the reconstructed state. The
great task in this project was to find a solution for deducing the
data size to a suitable dimension while still conserving most of
its visual quality.
2.2. Resources
The research team consisted of five archaeologists assigned to
different duties. The content of this Project was broken down to
the individual scenes, giving us time to process the given
information and present it for correction and validation. Finally,
a 130 page manuscript documented all decisions through
interpretation of the gathered source material.
A coarse DHM together with topographic maps and orthogonal
photos of the region was supported by the federal authorities,
while a detailed LIDAR (light detection and ranging scan) was
produced and processed by our partner (ARCTRON), which
presented the base for the used Geographical Information
System, where all archaeological and topographical information
could be hosted.
realized scenes and objects were also published within this blog
and could therefore be documented.
2.4. Technical realisation
In a first attempt, a query of existing 3d real-time engines was
done, to assure that the large amount of data could be presented
fluently in a high quality. Our requirements to the 3d real-time
editor where focused on interchangeable data formats,
interactive implementation through simple scripting languages,
good stability and a comprehensive asset management. After a
few weeks of trials we decided that the UNITY3d engine suited
these requirements best, and would also be a good option to
publish on various operating systems and hardware devices
(mobile, web, standalone, consoles, etc..) The output of a
stereoscopic format could be assured, since the compiled version
of the application allowed to write to its camera buffer and was
therefore suitable for both DLP and active stereoscopic devices
like 3dVision from Nvidia.
2.5. Object creation
In order to obtain fluid frame rates for the end -product, we
where aiming to keep the polygon count as low as possible while
keeping as much visual quality as possible. The base
reconstructions where made in high to medium resolution and
served as a pattern of textures, which where then applied to low
resolution models.
A standardisation of objects had to be achieved to meet the large
amount of buildings and structures used within these scenes.
The various military complexes where constructed of a modular
set of parts which could be assembled to fit the archaeological
constituent and its interpretations. In case of anomalies,
adoptions of the pre modelled objects had to be made. The
templates where delivered from standing structures and well
known regional reference sites as well as literal sources of
antique authors and illustrated examples. A similar approach
defined the illustration of the civil architecture. A typology of
certain houses was created, using the nearby reference sites of
“Wimpfen” and “Wahlheim” which are well documented and
assembled to the results of excavation or prospection. To
achieve a variety of buildings, the existing models where
differentiated through texture, scale and modular compilation.
2.6. Scene creation
Figure 2.1. Digital Elevation Model and Lidar Scan inside the Infosys
GIS Application
2.3. Communication
To assure a good communication between the production and
research teams, an internet blog was installed to update all
production progresses. Through this we were able to illustrate
ideas for reconstructions and obtain crucial information and
various suggestions from all participants. The approval of
Through the use of the prepared research data, existing digital
elevation models and Lidar scans, a presumption of the former
roman terrain was made and illustrated in various maps to
discuss the placement of vegetation and settlements. A GIS
application was used to gather most of the information and
extract certain areas of interest to suitable formats.
In the real-time editor, scripts where created to allow the
placement of textures and objects using these prepared maps as
masks. Through this we could achieve a flexible way of
modelling the landscape communicating its results through 2d
information (maps) which could easily be changed and
corrected.
The terrain geometry in unity-3d was created through extrusion
of 32-bit grayscale images taken from the GIS data which were
manipulated by applying fluvial and erosion simulations. The
surface of this terrain was textured using so called “splat maps”,
94
which allowed the placement of different surface features on
certain parts of the DHM, depending on slope steepness, height
-value and regions defined by the splat maps in their RGB value.
Through this, a large area of the landscape could be covered
using textures of fairly small sizes and therefore economize the
computation costs during runtime. The geometric density of the
terrain is dependent to the distance of the viewer’s camera and
can therefore adjust its detail which was crucial for the
performance of the compiled application.
individual modelling approach for each of the settlements could
not be realized, due to deadlines and budget reasons, the
modular setup of the scenes turned out to be satisfying to the
artistic and scientific demands.
At the end, we could present 11 reconstructed landscapes of that
period (233 a.d.) inheriting approx. 2600 buildings with a fairly
high degree of quality, still maintaining the necessary
performance for the runtime of the stereoscopic, 3d –real-time
environment.
2.7. Character creation and animation
The 3d Characters used within the short film and the real-time
environment where first modelled in high detail and afterwards
reduced through re-topologisation of their surface, while
retaining most of their visual details through a process of so
called “texture baking”, where the surface appearance of the
highly detailed model is being transferred to the model of lower
detail through projected texture maps. This was especially
necessary for the use inside the real-time environment, but also
turned out to deliver almost the same quality for the film scenes
with the advantage of faster computation in the animation and
rendering processes. Different head or body models and textures
where used to diverse the characters and generate small crowds
of actors.
Figure 2.2. Example of a splat map
Most of the humanoid characters where animated through our
in-house motion capture system, which is driven by magnetic
sensors, placed on the actors body on a whole-body suit.
The resulting motions are convincing, but still demand more
post correction and cleaning than the optical motion capture
systems.
Figure 2.3. Scene in the runtime environment
A similar feature had to be applied to the vegetation of the
landscape, using pre-made plant species with three instances of
detail, ranging from 3d models of approx. 5000 polygons to
simple billboards with only 4 polygons, dynamically switching on
and off dependant on the viewers distance.
Although the terrain texture, street networks and some of the
vegetation could be placed by the use of splat or overlay maps,
architectural elements, objects and further vegetation had to be
placed by hand, which consumed a great amount of time. The
reason for not automating this process, was the detailed
placement according to plans of excavation and prospection
results which demanded individual decisions for all parts of a
fortress, its canabae and other building structures. Although an
Figure 2.4. Topology of a characters Mesh
2.8. Content assembly and storytelling
The four components of this production work as a composite
and complement the ported information in different ways.
The first short film explains the origin and morphology of the
Roman boarder producing a clamp of information around the
Period of the Roman occupation of the German territory west
of the Rhine and south of the Danube.
95
The second film aims to give an insight into the daily life of the
soldiers at this frontier, explaining their duties, aspects of warfare
and border control as well as the facilities of the military bases.
The real-time application lets the viewer explore the 11
settlements with their surrounding landscape while delivering
information via text, narration and pictures as the user flies by
areas of interest. A mini-game, in each of the main scenes, puts
the user’s skills to a test and interrupts the otherwise, more linear
approach of information transfer. The flight-height in the scenes
is approximately 50m above ground but for some scenes
presenting walkthroughs of buildings and castles a first person
perspective was used to show the inside of these facilities from a
closer range.
A map-based information system informs the audience in more
depth about areas of finds along the 90 km part of the limes.
Information is presented through hotspots, which call up a pop
up window, delivering text and pictures concerning the current
area. The maps can be changed to compare modern state
topographic information, orthogonal photos, lidar scans and the
reconstructed terrain and settlements.
delivering more excitement to the user, thus transporting the
content in a more ludic and enjoyable form.
3. RADIOGRAPHY OF THE PAST
3.1. Assignment
In April 2009 a European project, called “RADIO-PAST”, was
launched within the Marie Curie framework “Industry-Academia
Partnerships and Pathways”. The project aims to join resources
and very different skills to tackle each possible aspect connected
with "non-destructive" approaches to complex archaeological
sites. The consortium of 7 partners has chosen an "open
laboratory for research and experimentation” in and around the
abandoned Roman site of Ammaia in central Portugal, but some
research activities are carried out by the partner institutions in
different areas of the Mediterranean.
3.2. Introduction
2.9. Resume
I am quite confident that the output of this production is on a
high level of quality, considering the large scale of scenes and the
huge amount of modelling and animation tasks in comparison to
the relative short production time. The reaction of the public in
various presentations of these media is good and the fact that
the younger audience showed a high interest, due to the 3Drealtime content, was a valuable experience. Some critical
comments, concerning the usability of the real-time application
for the elder audience, had to be taken into account and
corrected.
Ammaia is a Roman town whose foundation should predate the
inscription mentioning the Civitas Ammaiensis during the reign
of Claudius (44 o 45 AD; IRPC, 615: Mantas 2000, 392-393.). It
was converted in municipium at the latest in the age of
Vespasian, as is witnessed by another inscription conserved in
Portalegre (CIL, II, 158 = IRCP, 616).
The ruins of the Roman town of Ammaia are located in the heart
of the Natural Park of the Serra de São Mamede, a mountainous
area of east central Portugal extending into Spanish territory.
The site is part of the fertile valley of the river Sever (Marvão).
At this stage of research, no traces of settlements preceding the
Roman foundation have been detected.
In difference to a rendered 3D scene, changes in the real-time
application can be altered more easily. This makes the
production process more flexible, but can also be of advantage
to later changes or follow-up productions.
Figure 3.1. Sitemap of Ammaia
3.3. Methodologies
Figure 2.5.Scene detail in the runtime environment
I am convinced, that within the near future, picture and
animation quality of midlevel game engines will be competitive
with rendered pictures or films and could therefore substitute
these, giving the producer more interactivity and flexibility while
We are elaborating an integrated methodology which involves a
wide range of field survey techniques (geomorphologic and
topographical survey (CORSI, DE DAPPER, DE PREZ,
VERMEULEN 2005; DEPREZ, DE DAPPER, DE JAEGER 2006),
surface artefacts collection, the main types of geophysical
prospection, vertical aerial photography interpretations (CORSI,
VERMEULEN 2007), high resolution LIDAR scanning, innovative
96
low altitude aerial photography, ...) as well as new avenues for
data processing, modelling, 3D visualisation and site
presentation.
The first campaign of geophysical survey has been carried out in
2008 by Ugent (L. Verdonck), mainly with GPR, while the
second campaign in 2009, carried out in the framework of the
project in collaboration with the University of Southampton
(APSS-team), was focussed on the magnetometry and covered
an area of almost 5 hectare.
3.4. Results
Archaeological data collected until now proves that most urban
structures were developed during the 1st c. AD, and the wealth
of the town is probably mainly due to its position at the centre
of a vast communication network in Lusitania (especially along
the road connecting the capital Emerita Augusta (Merida) with the
Atlantic harbour Olisipo-Lisboa: It.Ant., 419,7-420,7) and to the
exploitation of a wide range of natural resources (metals, stone
and rock crystal, pastoral and agricultural activities...).
The urban centre of Ammaia was delimited by a wall circuit
enclosing some 22 h, and the town had a regular layout, with
main axis connecting the gates and a system of terraces
regulating the most sloping part of the intra-muros area. The first
attempt to produce a 3D reconstruction has chosen the well
preserved Porta Sul.
The results of the “time slicing” of the GPR data processing
allow to prepare the ground for elaborating a digital
reconstruction of the Forum. All elements visible on the
geophysics results, such as the large basilica, the symmetrically
positioned 20 shops, the axial temple and a series of
monumental structures on the central square can be well
reconstructed, combining the survey data with punctual in situ
information and examples from elsewhere.
Here an excavation campaign planned for the summer 2010 will
perform the ground truthing tests and will supply more elements
for the chronological definition of the different architectural
phases.
Figure 3.2. Visualisation of the Forum and the eastern Gate of Ammaia
Special programs are used to achieve realistic results and breathe
life into the scenes. A motion-capture system is used to drive the
animation of computer generated people to ensure correct
movements while keeping the production costs feasible.
Sophisticated render algorithms will enable the creation of
thousands of terrain features, like plants, stones and boulders as
well as populating the scenes with animated characters.
3.6. Resume
The output will result in a short movie clip (approx. 15Min)
which can be also used for ongoing productions for television
(documentaries) and print publications, with the option to
re/use the produced data for other medias like installations for
augmented reality, 3d real-time applications (educational games)
and VR environments (Dome or Cave -Projections).
The magnetometer survey produced a fine map of regular town
structures, based on a regular grid of city streets, delimiting
housing blocks, public spaces (such as the bath complex and a
market), workshops and water infrastructures. The results
obtained so far give reason to believe that the full intra mural
town plan can be revealed, limiting the necessity for grand scale
and costly excavation procedures, but at the same time allowing
a 3D view of the townscape and opening perspectives on a
sustainable touristic exploitation and cultural valorization of the
site.
3.5. 3D Reconstructions
The visualization of the geophysical results are approached by
referencing the existing data with better preserved sites of the
region comparing similar structures and dimensions, aiming to
preserve architectural local features and details of decoration.
Digital Elevation models, geophysical results, 3D Laser and
Lidar -scans are taken into account to build the ancient terrain,
where the results of the architectural 3D reconstruction will
reside.
Figure 3.3 Reconstructed City of Ammaia
97
ACKNOWLEDGEMENTS
Carnuntum 2009-2011
Franz Humer/Govt. of the State of Lower Austria , Dept. of Cultural Affairs – Archaeological Park Carnuntum, Christian Gugl/ Austrian Academy of
Sciences, Michael Klein/ 7reasons
Virtual Limes of Raetia and Germania Superior
Martin Schaich/ Arctron GmbH - Germany, Michael Klein/ 7Reasons, Thomas Richter -Emde/ Kulturservice - Germany
Radiography of the Past
Partnerships: Universidade de Évora (Portugal), Universiteit Gent (Belgium), Univerza v Ljubljani (Slovenia), British School at Rome
(United Kingdom), Past2Present (Netherlands),7Reasons Media Agency (Austria)
The research leading to these results has received funding from the European Community's Seventh Framework Programme (FP7/20072013) under grant agreement n° 230679, under the action Marie Curie – People IAPP, with the Project entitled “Radiography of the past.
Integrated non-destructive approaches to understand and valorise complex archaeological sites
REFERENCES
Carnuntum 2009-2011
http://www.carnuntum.co.at/ , http://www.carnuntum-db.at/, http://www.limes.co.at/, http://7reasons.at/
Virtual Limes of Raetia and Germania Superior
http://www.limeswelten.net/, http://www.arctron.de/, http://7reasons.at/
References
CORSI C., DE DAPPER M., DE PREZ S., VERMEULEN F. (2005). Geoarchaeological observations on the Roman town of Ammaia, Internet
Archaeology 19.
CORSI C., VERMEULEN F. (2007). Elementi per la ricostruzione del paesaggio urbano e suburbano della città romana di Ammaia in
Lusitania, Lusitania, Archeologia Aerea 3: 13-30.
DEPREZ S., DE DAPPER M. & DE JAEGER C. (2006), The water supply of the Roman town of Ammaia (Northeastern Alentejo, Portugal): a
geoarchaeological case study, Publicações da Associação Portuguesa de Geomorfólogos 3: 109-133.
MANTAS V. (2000). A sociedade luso-romano do município de Ammaia, in: Gorges J.-G. & Nogales Basarrate T. (Eds.), Sociedad y cultura en
Lusitania romana, Mérida, Museo Nacional de Arte Romano: 391-420.
Web References
http://www.radiopast.eu/, http://www.portusproject.org/, http://www.flwi.ugent.be/potenza/,http://www.nia.gr/Pharos13.htm
98
99
SESIÓN_B / SESSION_B
PREHISTORIA 2.0.: INVESTIGACIÓN, CONSERVACIÓN Y DIFUSIÓN
PREHISTORY 2.0: INVESTIGATION, CONSERVATION AND DIFFUSION
EXCAVACIÓN DE ATAPUERCA. Burgos
IPHES. Institut Català de Paleoecologia Humana i Evolució Social. Universitat Rovira i Virgili (URV), Tarragona, España
100
101
Yacimientos arqueológicos de la Sierra de Atapuerca:
Un sistema inalámbrico y computerizado de registro
de datos de campo.
Antoni Canals i Salomó y David Guerra Rodríguez
IPHES. Institut Català de Paleoecologia Humana i Evolució Social.
Universitat Rovira i Virgili (URV), Tarragona, España
Resumen
Atapuerca y el EIA (Equipo de Investigación de Atapuerca) disponen de un sistema de trabajo propio, diseñado a medida para llevar a cabo la recogida de datos
de campo y su posterior procesamiento y análisis. Este sistema, el Sistema de Registro Atapuerca, es un método creado bajo unos requerimientos inamovibles:
simplicidad, escalabilidad, portabilidad y flexibilidad. Este sistema o método de trabajo, más allá de sus requerimientos, forma una estrategia de trabajo que
marca unas pautas claras y estáticas de manera que obtendremos un flujo de trabajo automatizado, optimizado, computerizado y de fácil mantenimiento.
Palabras Clave: BASE DE DATOS, WI-FI, MÓVIL, PDA
Abstract
Atapuerca and the EIA (Atapuerca Research Team) designed their own working methods in order to collect all relevant archaeological data direct from field. This
system, the Atapuerca Recording System, is defined under some rock ideas: simplicity, scalability, portability and flexibility. This system role a working strategy
based on achieving an automatized, optimized, computerized and easy learning process.
Key words: DATABASE, WI-FI, MOBILE, PDA
1. LA SIERRA DE ATAPUERCA Y LOS
YACIMIENTOS
La sierra de Atapuerca es un conjunto montañoso situado en el
norte de la provincia de Burgos. Se sitúa a unos 20 km de la
ciudad de Burgos y a escasos 2 km de las poblaciones de
Atapuerca e Ibeas de Juarros.
Los Yacimientos de la Sierra de Atapuerca son un conjunto de
yacimientos arqueológicos que abastan un amplio abanico
cronológico y nos ilustran de la presencia de comunidades
humanas en la Sierra de Atapuerca desde el pleistoceno inferior
(hace 1,2 millones de años) hasta la actualidad.
cuevas. A lo largo de la trinchera del ferrocarril se encuentran
situados los yacimientos de la Sima del Elefante, Galería y la
Gran Dolina que nos proporcionan los fósiles de homínidos más
antiguos hallados hasta ahora en la península ibérica y en
Europa.
Entre estos yacimientos destacan: Gran Dolina, Mirador, la
Sima de Elefante, Galería y La Sima de los Huesos, pero
también de otros, quizás menos conocidos pero de igual
importancia como El Portalón de Cueva Mayor, Covacha de los
Zarpazos, Hotel California, el Valle de las orquídeas o la Galería
del Sílex.
2. LA TRINCHERA DEL FERROCARRIL
Unos de los lugares emblemáticos de la Sierra de Atapuerca, es
precisamente, la trinchera del ferrocarril. La construcción de una
trinchera para el paso de un ferrocarril minero perforó el
complejo cárstico y sacó a la luz los sedimentos de relleno de las
Figura 1. Localización geográfica de la Sierra de Atapuerca.
102
que debemos optimizar los métodos y tener mucho cuidado al
aplicarlos.
5. EL REGISTRO DE CAMPO
Figura 2. Vista aérea de la trinchera del ferrocarril.
3. LOS HOMÍNIDOS DE LA SIERRA
La manera más práctica que tenemos para guardar los datos
adquiridos en un yacimiento es mediante el llamado “registro de
campo”. Este registro de campo tiene como objetivo
documentar todos los elementos arqueológicamente relevantes
que localicemos en un yacimiento. Estos elementos relevantes
pertenecerán a cada una de las distintas disciplinas que se utilizan
para estudiar y modelar un yacimiento arqueológico: datos geoarqueológicos, topográficos, arqueológicos y de documentación
gráfica.
Las técnicas clásicas de registro de datos de campo implican el
uso de lápiz y papel, métodos de posicionamiento 3D arcaicos y
una pobre integración informática de los datos obtenidos por las
diferentes disciplinas.
Como no podría ser de otra manera, los restos más importantes
localizados en la Sierra corresponden a Homínidos. Uno de los
puntos fuertes de la Sierra de Atapuerca es que ha sido un lugar
de asentamiento continuo por distintas comunidades de
homínidos en distintas épocas, desde el Homo Antecessor, el
Homo Heidelbergensis, Homo Neanderthalensis y finalmente el
Homo Sapiens.
4. UN YACIMIENTO ARQUEOLÓGICO
Previamente a definir una excavación arqueológica hay que
explicar qué es un yacimiento arqueológico: se ha de considerar a
un yacimiento arqueológico como libro de historia. Un libro de
historia que nos da a conocer cada acción que un grupo de
humanos o sociedad realiza para adaptarse a su entorno. En
concreto: su organización, su modo de vida y su tecnología.
Figura 4. Métodos de registro arcaicos ( cortesía EPPEX)
Figura 3.Galería, uno de los yacimientos de la Trinchera del Ferrocarril
Así pues, una excavación arqueológica son una serie de métodos
y técnicas que nos ayudan a saber y a investigar nuestra historia
más remota. Nos encontramos ante un apunte muy importante:
una excavación arqueológica es un hecho no repetible, por lo
La manera de suplir estas carencias es mediante la
implementación de un nuevo método, para nosotros, el llamado
Sistema Atapuerca. Este sistema o métodos tienen como
objetico automatizar, optimizar, simplificar, mecanizar y
computerizar ese conjunto de datos de diferente origen pero con
el mismo objetivo: definir un yacimiento arqueológico. Nos
centraremos en los registros de campo. Estos registros de campo
definen mediante datos descriptivos y cualitativos objetos
arqueológicos (fósiles, industria lítica…). A tal fin, se ha
desarrollado todo un conjunto de aplicaciones informáticas y una
metodología de trabajo específica. Este sistema de trabajo
específico incluye una serie de datos descriptivos del objeto
arqueológico tales como material, categoría, orientación, etc.… y
los datos relativos a su posición espacial tridimensional, bien sea
relativa o absoluta. Este conjunto de aplicaciones y metodologías
hereda del sistema global una serie de atributos (movilidad,
escalabilidad, portabilidad, flexibilidad y modularidad) que hacen
posible su evolución en el tiempo y su adaptabilidad a otros
yacimientos. Estas metodologías han surgido después de un
largo proceso de diseño y análisis que se ha extendido desde la
definición de sus requerimientos, entre el 1993 al 1997, y las
primeras aproximaciones a la problemática del arqueólogo,
primero, por parte de IBM en el 2001 y después, en el 2007
103
gracias a una gran redefinición del sistema por parte de los
investigadores del IPHES (Institut Català de Paleoecologia
Humana i Evolució Social).
6. UNA SOLUCIÓN GLOBAL Y SUS
TECNOLOGÍAS
Se entiende por solución global porque incluye todos los
aspectos metodológicos necesarios para definir correctamente un
objeto arqueológico y su entorno. Además, cumple el deseado
ciclo de portar los datos desde el campo hasta el laboratorio,
donde
facilita la notación en el análisis de los restos
encontrados, su catalogación y las posteriores intervenciones
para su restauración y conservación.
obtenidos diariamente, se sincroniza a una base de datos general
de análisis, catalogación, gestión, restauración y conservación
que permite seguir con detalle el ciclo de vida de los restos
arqueológicos recuperados.
7. APLICACIONES
Al ser una solución global para arqueólogos, diseñado por y
para arqueólogos, el ámbito de uso dentro de la arqueología es
bastante amplio. Debemos tener en cuenta que los miembros del
EIA también participan en otros proyectos y, gracias a la
flexibilidad del sistema, podemos portarlo a otros yacimientos y
utilizarlo de formar similar a la que podemos encontrar en
Atapuerca. Así, en yacimientos como Abric Romaní (Capellades,
Barcelona) o en La cueva de Maltravieso (Cáceres), además de
los yacimientos de la trinchera del ferrocarril, encontrarnos el
uso de esta metodología de trabajo.
8. BENEFICIOS
Son varios los beneficios que obtenemos a primera vista: rápida
integración y control de los datos. Más profundamente,
podremos observar que las soluciones móviles tienen un gran
valor en la arqueología moderna: confieren gran flexibilidad al
trabajo en condiciones extremas y definen un flujo de trabajo
claro, libre de decisiones condicionadas y de errores de
tratamiento.
9. EL FUTURO
Figura 5. Flujo de trabajo (cortesía IBM).
Adentrando más en los aspectos tecnológicos, sigue siendo un
referente globalizador dentro de la captación de datos del mismo
yacimiento ya que nos permite agruparlos, catalogarlos y ejercer
un control sobre estos desde el primer momento de la captación,
es decir, en el campo de trabajo. El sistema informático se basa
en una aplicación diseñada especialmente por el equipo del
IPHES que se ejecuta en una agenda electrónica o PDA. Los
arqueólogos necesitan de este instrumento ya que su función es
la de sustituir a la clásica libreta de campo, es decir: el lápiz y el
papel. Estos datos recolectados en el campo, son enviados
mediante una tecnología de comunicación
inalámbrica
(Bluetooth o Wi-Fi) a un servidor o gestor de datos ubicado en
un ordenador de tipo portátil. Este ordenador de campo,
permite la visualización en tiempo real de los datos obtenidos
por los arqueólogos y su corrección su fuera necesario.
Posteriormente en el laboratorio, este cúmulo de datos
Al ser un sistema evolutivo, flexible y escalable, podemos
asegurar de la adaptabilidad de este a nuevas situaciones y su
capacidad para recoger nuevos requerimientos e implementarlos.
Estos nuevos requerimientos o necesidades pueden aparecer
tanto en el proceso de investigación o análisis de laboratorio
como en el propio campo. Por supuesto, esas adaptaciones se
pueden requerir e implementar tanto en el campo como en las
aplicaciones y metodologías del Sistema Atapuerca en el
laboratorio.
10. LOS NUEVOS BENEFICIOS
Se proveen nuevas líneas de trabajo que nos permitan explorar
funcionalidades que no eran necesarias o no eran alcanzables o
realizables a día de hoy con la tecnología actual como: la minería
de datos, la adquisición de datos multimedia, la arqueología
virtual o un sistema de gestión de información predictiva.
104
AGRADECIMIENTOS Todos los agradecimientos se dirigen hacia el personal técnico e investigador del EIA y al personal de la
Fundación Atapuerca asimismo como a todas las instituciones que financian las excavaciones y la investigación de los Yacimientos de la
Sierra de Atapuerca.
BIBLIOGRAFÍA
CANALS I SALOMÓ, Antoni et al (2008): “The 3COORsystem for data recording in archaeology”, en Journal of Anthropological Sciences,
Vol. 86 2008, pp. 133-141.
105
SESIÓN_C / SESSION_C
LA INVESTIGACIÓN Y DOCUMENTACIÓN ARQUEOLÓGICA:
DE LO TRADICIONAL A LO VIRTUAL
ARCHAEOLOGICAL RESEARCH AND DOCUMENTATION:
FROM TRADITIONAL TO VIRTUAL
ANFITEATRO DE ITÁLICA. Sevilla
ANTINOO. Arqueología virtual. Sevilla. España.
106
107
Itálica Futura: Documentación,
Preservación e Interpretación Digital de la ciudad romana.
Alfredo Grande 1 y José Manuel Rodríguez Hidalgo 1, 2
1
INNOVA CENTER. European Center for Innovation in Virtual Archaeology. Sevilla. España
1 USLAV. Laboratorio de Arqueología Virtual de la Universidad de Sevilla. España
2 Consejería de Cultura. Junta de Andalucía. Sevilla. España
Resumen
Tras un trabajo arqueológico de más de doscientos años, la prioridad de la Itálica actual es mantener, conservar, proteger y difundir el patrimonio, tanto los
inmuebles arquitectónicos como las piezas escultóricas que se encuentran en los muesos. Asimismo, la restauración de las obras es una de las labores fundamentales,
especialmente en el caso de los mosaicos que se mantienen en su ubicación original en el yacimiento in situ.
Si se hace una lectura justa y equilibrada del nivel de evocación actual del Conjunto Arqueológico de Itálica y su estado de conservación, se puede determinar que nos
encontramos con un yacimiento de cota cero, con sus estructuras a nivel de cimentación y con un recrecido histórico que nos determinan, espacios, volúmenes y
estructuras arquitectónicas. Salvo el anfiteatro, el teatro y algunas casas de cañada honda donde el nivel murario es mayor, el nivel de arrase es generalizado.
Con motivo del Centenario de su declaración como Monumento Nacional en 2012, la Consejera de Cultura Dª. Rosa Torres, anunció la puesta en marcha de un
Plan Director con que darle al yacimiento romano localizado en Santiponce un plus de divulgación y puesta en valor, una asignatura pendiente pese a los esfuerzos
realizados en los últimos años.
Palabras Clave: HIPÓTESIS VIRTUAL ARQUEOLÓGICA, EQUIPO MULTIDISCIPLINAR, CARTA DE SEVILLA
1. INTRODUCCIÓN
Itálica es un monumento visitado al año por más de 170.000
personas, siendo el tercero más visitado de Andalucía. Su
integración en los espacios naturales, hacen de este conjunto
arqueológico un lugar no solo apasionante por el conocimiento
que se ofrece al visitante, si no también un entorno lleno de
belleza y de historia que conecta al espectador con su pasado más
remoto.
Actualmente es posible pasear por la ciudad que mantiene sus
caminos y estructuras tal y como fueron en la época de Adriano.
El itinerario principal propuesto discurre por el barrio construido
por Adriano en el primer tercio del siglo II d. C., protegido a raíz
de su excavación y de la creación de un parque moderno que ha
contribuido a una mejora paisajística considerable. No obstante,
el área visitable del Conjunto Arqueológico recorre también una
parte situada en el casco urbano de Santiponce, que incluye el
Teatro y las Termas Menores, testigos de la ciudad preadrianea
conservada bajo este municipio.
El Plan Director del Conjunto Arqueológico de Itálica es el
marco estratégico a medio plazo para la gestión del yacimiento
que contiene las pautas para organizar, impulsar y orientar las
actuaciones de tutela que se han de llevar a cabo durante ocho
años en la Zona Arqueológica de Itálica. Establece, de forma
encadenada y coherente entre sí, la misión y visión institucional y
una serie de objetivos, estrategias, líneas de acción y actuaciones
que las desarrollan. El PD del Conjunto Arqueológico se enmarca
entre los objetivos de la R.E.C.A., creada por la Ley de
Patrimonio Histórico de Andalucía, que, a su vez, constituye un
programa transversal de la Dirección General de Bienes
Culturales.
Fig. 1. Interpretación de una Domus Casa de los Pájaros
Entre todas las áreas tratadas en el Plan Director, aparece como
prioritaria la interpretación arqueológica in situ, conocer Itálica en
Itálica, eso no quiere decir, que sólo se puede conocer en el
Conjunto, sino que se interprete el yacimiento real y luego, si se
desea, se profundice en la Itálica dispersa, Museo Arqueológico
Provincial de Sevilla o en el Palacio de Lebrija, etc.
Desde este planteamiento, la dinamización arqueológica de Itálica
se plantea por medio de la visualización virtual 3D, auspiciadas
por la Arqueología Virtual contemporánea. No debemos olvidar
que Itálica, en el pasado siglo, fue la primera ciudad romana
reconstruida virtualmente por el Proyecto Itálica Virtual, que ya
hemos analizado y su carácter pionero en la incorporación de las
nuevas tecnologías en la documentación, investigación, conservación, preservación, presentación y difusión del Patrimonio
Arqueológico.
108
2. DEFINICIÓN Y OBJETIVOS
No es Itálica un conjunto arqueológico de especial comprensión
por el visitante, su gran extensión, su clima y su nivel de deterioro
no hacen fácil la tarea de la interpretación arqueológica. Una
excepción es la Casa de los Pájaros, que ofrece una especial
restauración que permite al visitante hacerse una idea de los
espacios en la vida cotidiana de una familia romana. (Fig. 1).
En el último trimestre de 2007 se comenzó a trabajar en el
proyecto de dinamización virtual de Itálica bajo la dirección de
Alfredo Grande, restaurador virtual y la dirección arqueológica de
José Manuel Rodríguez Hidalgo, arqueólogo.
A lo largo de dos años el equipo multidisciplinar formado por los
arqueólogos Mario Delgado Canela y Sergio Ortiz Moreno, la
historiadora Ángeles Hernández-Barahona, el licenciado en BB.
AA. Francis Martínez, el alumno de arquitectura Diego Lozano
Diéguez y el infografo Luis Mariano Saucedo, han desarrollado
una nueva maqueta virtual del Conjunto Arqueológico y las
hipótesis virtuales arqueológicas del viario de la ciudad, muralla,
Traianeum, Arco Monumental, Casa de los Pájaros, Collegium de
la Exedra, Termas Mayores y Anfiteatro.
Los objetivos generales del Proyecto de Interpretación Virtual del
Conjunto Arqueológico de Itálica se resumen en los siguientes
puntos:
Crear una Unidad de Interpretación Arqueológica Virtual
estable y sostenible en la sede del Conjunto Arqueológico de
Itálica, donde se desarrolle un programa de contenidos, que de
manera complementaria a la visita del mismo y no sustitutiva,
ayude a conocer el yacimiento en su dimensión patrimonial, a
entender la cultura y costumbres de sus pobladores y colabore
en conocimiento y deleite de la visita a sus monumentos.
Desarrollar un Audiovisual de imagen Virtual de 12 minutos de
duración que analice la vida en Itálica en el siglo II, por medio
de un paseo virtual que recorra la ciudad y sus monumentos
más importantes. La concepción del audiovisual ha de
responder a los preceptos y criterios más actuales que en el
campo de la Arqueología Virtual, se consideren en este
momento internacionalmente.
Plantear un Programa de divulgación virtual “in situ” en el
Conjunto Arqueológico de Itálica y en una segunda fase, en el
conjunto urbano de Santiponce, que por medio de gráficos
infográficos de rotulética estable y sostenible, ayude a conocer
el yacimiento en su dimensión patrimonial, a entender la
cultura y costumbres de sus pobladores y colabore en
conocimiento y deleite de la visita a sus monumentos.
3. ESTUDIOS GEOARQUEOLÓGICOS Y
PALEOTOPOGRÁFICOS
Para elaborar un panorama geográfico virtual y dinámico, a partir
del cual, explicar los rasgos singulares de este estadio cultural,
fueron especialmente importantes los estudios geofísicos y
geoarqueológicos realizados, que ofrecieron una morfología
territorial fidedigna, para entender las relaciones culturales y el
desarrollo civilizador de estos momentos, y dar la capacidad de
recrear virtualmente la evolución geográfica del valle del
Guadalquivir y modificar su topografía actual. Se llevaron a cabo
tutelados por el Prof. Francisco Borja de la Universidad de
Huelva.
DESEMBOCADURA DEL RÍO GUADALQUIVIR.
A partir de esta investigación, se realizó un estudio comparado de
la misma, para determinar aquellos aspectos relevantes en un
análisis histórico, que configuró el panorama general de un
amplio periodo cultural, que presenta importantes cambios y
evoluciona en sucesivas etapas con identidad propia.
LAGO LIGUSTINO (MARISMA)
CAURA (CORIA DEL RÍO)
ITÁLICA
HISPALIS (SEVILLA)
ORIPPO (DOS HERMANAS)
Fig. 2. Hipótesis de la desembocadura del río Guadalquivir en Caura (Coria) y Orippo (Dos Hermanas).
109
La definición geoarqueológica del territorio, contemplaba el gran
golfo tartésico con la desembocadura protohistórica del
Guadalquivir en Caura (Coria del Río) y Orippo (Dos Hermanas) y
el curso del río hasta Corduba (Córdoba). (Fig. 2).
Desde Ilipa Magna, actual Alcalá del Río (1), fluye un cauce
paralelo al cauce principal del Guadalquivir (2) que, coincidente
en cierto tramo con el Rivera de Huelva, discurre junto a la
cornisa del Aljarafe sobre la que se asienta Itálica. El cauce
denominado Madre Vieja (3) permitía río abajo unirse de nuevo al
Guadalquivir (4) y a través de su desembocadura tener acceso al
gran golfo, en fase de creación de marisma y por consiguiente al
mar.
Desde el punto de vista geológico, este territorio se incluye en el
dominio de la Depresión del Guadalquivir, formando el extremo
occidental de esta enorme franja triangular que separa Sierra
Morena de las Sierras Béticas y a través de la cual discurre el gran
río andaluz. Desde el período Terciario hasta la actualidad, esta
gigantesca brecha, que era una extensa cuenca marina, se fue
rellenando con los materiales arrancados por ríos y arroyos desde
los entornos serranos próximos. Si bien el principal
condicionante paisajístico que se le antoja a la mirada es el
dominio de lo llano, existen algunos elementos que diversifican el
relieve, como la meseta del Aljarafe, en cuyo borde se encaja el
río Guadiamar formando un pronunciado y bello escarpe, o los
terrenos alomados margosos al oeste del río, en los municipios de
Huévar y Aznalcázar, que sirven de contrapunto a los terrenos de
la vega. Precisamente, el término Aljarafe, que deriva del árabe
Al-Saraf, significa otero o terreno sobresaliente. Estas elevaciones
tienen su origen en una mayor resistencia de sus materiales margas y areniscas- a la erosión fluvial, quedando como testigos
de la superficie mucho más extensa que antes cubrían sobre el
territorio. Los sistemas de terrazas fluviales, de menor entidad en
cuanto a relieve pero de enorme interés geomorfológico, están
asociadas principalmente a la evolución del río Guadiamar. En el
área de influencia de arroyos y ríos de menor entidad, como el
Agrio o el Ardanchón, adquieren protagonismo las vegas y las
llanuras de inundación, pobladas en otros tiempos por extensos
bosques de ribera.
Itálica (5) situada en la margen derecha del Guadalquivir y a
escasos kilómetros de Hispalis (6), importante puerto fluvial en las
inmediaciones del estuario y capital de uno de los cuatro
conventos jurídicos, participaba de una de las principales vías
terrestres de la península ibérica y de la Bética. Su territorio estaba
recorrido por una serie de cauces de agua y arroyos secundarios,
que circundaban la ciudad e incluso la atravesaban. Dos de ellos
fueron entubados en tiempos de Adriano, el que pasaba por la
depresión entre las dos colinas del anfiteatro y el que recorría
cañada honda transversalmente. (Fig. 4).
El río era vía de comunicación excepcional que permitía el
contacto con las ciudades costeras del atlántico y del orbe
mediterráneo. Dado que el transporte comercial se realizaba
principalmente a través de las rutas marítimas y fluviales, las
ciudades costeras y con acceso fluvial tuvieron un factor
determinante en su desarrollo económico e impacto cultural
frente a las situadas en el interior. Los grandes cursos fluviales
conectaban a través de sus afluentes con otras poblaciones más
alejadas, creando una extensa red de comunicación vital para el
flujo comercial.
La relación con especia-les enclaves comerciales como Gades en el
mar, así como Hispalis a la que se unía a través del Rivera de
Huelva y con las principales localidades el curso superior del
Guadalquivir como Córdoba, le hacían estar en uno de los ejes
principales de comunicación con Roma, asegurando a Itálica
como un emplazamiento duradero y floreciente durante siglos.
El río Guadalquivir en su curso desde la sierra de Cazorla hasta
su desembocadura en las proximidades de Caura, Coria del Río, a
escasos kilómetros de Hispalis, fluía en el siglo II con escasa
pendiente a través de la llanura aluvial, creando, en su zona
inferior, un sistema de meandros que con el tiempo se van
modificando y rectificando en su trayectoria, propiciando áreas de
explotación agrícola (Fig. 3).
5
3
2
4
1
6
Fig. 3. Hipótesis fluvial del territorio en el siglo II d. C.
110
Fig. 4. Hipótesis fluvial del territorio de Itálica con todos los arroyos
y cauces que rodean y atraviesan la ciudad en el siglo II d. C.
4. ESTUDIO DE ITÁLICA EN EL
TERRITORIO
COMUNICACIONES TERRESTRES
La vía Augusta que unía Gades con la capital del imperio recorría
las principales ciudades de la Bética y la Tarraconensis hasta enlazar
con la Vía Domitia en la Galia. Esta calzada interprovincial con
conexión “transnacional”, se llevó a cabo en los años del
emperador Augusto, aunque utilizando diferentes tramos de
épocas precedentes y siendo mejorada y ampliada con los
sucesores gobernantes. Desde Hispalis discurre paralela al
Guadalquivir por las principales ciudades ribereñas, Carmo,
Astigi, Córduba hasta Cástulo en que se dirige a la costa
mediterránea, continuando su trazado costero por la provincia
Tarraconensis en dirección al actual paso de La Junquera.
Asimismo, Itálica se encuentra en la ruta de comunicación norte
que unía Hispalis con la cornisa cantábrica a través de la Vía de la
Plata, pasando por la capital de la Lusitania, Emérita Augusta. Esta
junto a la vía Augusta fueron las más transitadas en la
antigüedad. La estructura básica de las comunicaciones terrestres
de Itálica se aprecian en este estudio de rutas óptimas. (Fig. 5).
Otro eje terrestre de importancia se dirigía hacia la provincia de
Huelva, a su paso por Tejada, de donde partía el principal
abastecimiento hídrico de la nova urbs, y que ponía en
comunicación a la ciudad con la zona minera de esta provincia,
continuando hacia el valle del Guadiana.
RECONSTRUCCIÓN PAISAJÍSTICA.
El paisaje ha sido empleado a lo largo del tiempo con muy
diversos significados, constituye un patrimonio común de todos
los ciudadanos y elemento fundamental de su vida. Se entiende
entonces que posee unos valores propios – estéticos, naturales,
histórico culturales que pese a la inherente componente de
percepción son de indiscutible materia de protección y
preservación.
La inclusión del paisaje en un proceso de reconstrucción virtual
queda justificada atendiendo al desconocimiento del recurso
natural original, debido a que se ha convertido en un elemento
natural perdido, escaso o modificado como consecuencia de la
presión humana sobre el medio ambiente. (Fig. 6).
Fig. 5. Estudio topográfico de rutas óptimas
en el siglo II d. C.
Para llegar a entender la estructura y funcionamiento de un
paisaje es necesario partir del conocimiento de los componentes
que lo integran y de sus interacciones. Esto hace que se deban
contemplar tanto los componentes del sistema natural como los
componentes que forman el sistema socioeconómico.
La impronta que caracteriza estos paisajes está definida por la
extraordinaria fertilidad de sus suelos. Para entender mejor la
tradición agrícola secular de la zona, es conveniente no olvidar la
naturaleza de estos suelos, ricos y profundos sobre relieves
suaves con materiales blandos y deleznables. Así, el Aljarafe
posee sustratos con buena textura, buen drenaje y fácil manejo
que los ha hecho apetecibles desde antaño. Suelen ser suelos
rojos que se formaron en unos tiempos en los que el clima se
caracterizaba por una mayor pluviosidad y temperatura. Por otro
lado, la existencia de areniscas, muy permeables, sobre margas
impermeables permite el almacenamiento ocasional de
importantes reservas de agua freática, origen de los numerosos
caños y arroyos que dieron a conocer estos lugares en toda la
región. Por el contrario, la zona de campiña se caracteriza por el
predominio de las arcillas, lo que hace que sean encharcables y
más difíciles de trabajar. En las inmediaciones del Guadalquivir,
en su llanura aluvial, los suelos se caracterizan por la influencia
directa del río, conformando vegas de gran fertilidad aunque
sometidas con frecuencia al acoso de las crecidas del río,
asociadas a las pulsaciones propias del clima mediterráneo.
Las riberas del río (Fig. 7), presentaban las antiguas alamedas,
saucedas, fresnedas y olmedas que lo debieron cubrir como
bosque de ribera. Es muy patente la presencia cerca del cauce de
carrizos y eneas, mientras que donde los rigores estivales son, los
tarajes y las adelfas adquieren cierto protagonismo. Los
herbazales pueden llegar a tener un desarrollo importante en
determinadas épocas del año, circunstancia que es aprovechada
por el ganado.
111
Fig. 6. Estudio paisajístico de itálica desde el mirador de Trajano en el siglo II d. C. y en la actualidad
Fig. 7. Reconstrucción paisajística del madre vieja y su forestación de ribera a su paso por el Teatro de Itálica en el siglo II d. C.
112
5. PROCESO DE RECONSTRUCCIÓN
VIRTUAL
ESTUDIO TOPOGRÁFICO
El proceso de levantamiento tridimensional del caserío fue lento
y laborioso dado el margen de edificaciones a desarrollar; 66
manzanas de edificaciones en la ciudad antigua y 44 manzanas de
edificaciones en la ampliación adrianea, además de la muralla y las
villae rurales del contexto territorial cercano a la ciudad.
Todo el contenido virtual tiene como soporte una hipótesis
tridimensional del terreno a partir de la documentación
cartográfica del ICA concretamente del Mapa de Andalucía
vectorial 1:10.000. (Fig. 8).
Fig. 8. Estudio topográfico del territorio actual desde Coria del Río a Alcalá
del Río. Sevilla.
HIPÓTESIS VIRTUAL ARQUEOLÓGICA
Son múltiples las ocasiones en este proyecto, donde la disciplina
de la Arqueología Virtual se ha habilitado como importante
medio de investigación y documentación del patrimonio
arqueológico y que por medio de la infografía, en especial del
3D, hemos podido dar respuestas o al menos postular hipótesis
reales, que la historiografía y la arqueología convencional no
había resuelto.
Como su propio nombre indica, la hipótesis virtual arqueológica
es una hipótesis de naturaleza digital y desarrollo virtual. Su
definición podría responder “al conjunto de afirmaciones de carácter
hipotético y consensuado, que en su combinación definen y determinan la
propuesta virtual, total, parcial o fragmental de un bien del Patrimonio
Arqueológico, en un espacio y tiempo determinado”. (GRANDE A.
2008).
La consecución de la hipótesis virtual, constituye a nuestro
parecer, el punto más importante y trascendente de la
metodología o proceso virtual. De ella va a depender el éxito o
fracaso del desarrollo intelectual de la misma y un error no podrá
ser subsanado por ningún virtuosismo técnico de visualización,
animación o posproducción. En las Figs. 9 y 10, se observa la
hipótesis virtual de la vetus urbs.
LEVANTAMIENTOS 3D
El desarrollo del conjunto urbano se basó en la hipótesis virtual
creada. Primero se planteó la planta 2D, colocando las curvas de
nivel modificadas y el viario ideal determinado en la hipótesis
virtual. Posteriormente se levantan los cardos y decumanos
siguiendo las curvas de nivel de la topografía histórica.
Figs. 9 y 10. Hipótesis virtual arqueológica de la ciudad vieja de Itálica en el
siglo II d. C.
Por lo que respecta a los edificios virtuales, el proceso se basó en
plantas georeferenciadas (aquellas que la Consejería de Cultura
aportó). (Figs. 11 / 13).
BIENES MUEBLES
Los pavimentos romanos normalmente cubiertos de mosaicos se
restauraron digitalmente, a partir de ortofotos de gran resolución.
Se debe tener en cuenta que gran parte de éstos han sido muy
dañados por el paso del tiempo, lo que dificultó la labor de
reconstrucción. (Figs. 14 y 15).
Son muy escasos los restos de pinturas murales conservados en la
Bética, algunos ejemplos de ellos son: los de la Collegium de la
Exedra en Itálica (Sevilla), en el criptopórtico, en una bóveda
caída de las termas, también de la Exedra, en las Termas de
Munigua (Villanueva del Río y Minas) y algunas pinturas murales
en domus de Astigi (Écija).
Nos vemos en la situación de interpretar motivos decorativos del
mundo romano paralelo de otras localizaciones. Se seleccionaron
composiciones de pintura mural y artesonados y yeserías de los
siguientes yacimientos arqueológicos: Domus Aurea, Casa de los
Grifos del Palatino, Casa de la Farnesina, Casa de Livia del
Palatino, de Roma; Casa della Caccia Antica, Villa de los
Misterios, Casa de Apollina, Casa de Lucretius, Termas Stabianas,
Casa de los Vettii, de Pompeya; Casa Sannitica de Herculano;
Villa de Poppea de Torre Anunciatta; Villa de Boscoreale, en
Boscoreale y la Villa de Stabia, Stabia. Italia.
113
Con ellas, se desarrolló un arduo proceso de restauración virtual
de las mismas a partir de documentación fotográfica de gran
definición. Se cerraron dibujos faltantes por simetría o analogía,
dejando lagunas neutras poco perceptivas en las zonas de
imposible interpretación. (Fig. 16)
Fig. 16. Resultado de mapa de repetición tras la restauración digital del
mismo, a partir de documentación fotográfica. Casa del Comediante del siglo
I Pompeya. Italia.
Se completó un programa suficiente de modelos iconográficos
del siglo I y II de nuestra era, que abarcaba a todas y cada una de
las funciones de los ámbitos de una domus, un collegium, unas
termas, etc. (Fig. 17).
Figs. 11, 12 y 13. Proceso de levantamiento tridimensional del Traianeum
de Itálica en el siglo II d. C. Planta georeferenciada, levantamiento de cotas y
objeto 3D mapeado.
Fig. 17. Ejemplos de modelos de pintura mural histórica restaurados
virtualmente.
Figs. 14 y 15. Vistas del estado actual del Mosaico de Tellus de la Casa de
los Pájaros de Itálica (Santiponce) y restauración digital del mismo.
Integración digital en la laguna central el emblema robado en la década de los
ochenta.
En esta parte de la unidad de bienes muebles se desarrolló los
elementos de todo el mobiliario de las edificaciones; triclinios,
mesas, lechos, sillas, lámparas, lucernas y objetos en general,
todos pertenecientes al Museo Arqueológico de Nápoles,
poseedor de la colección más importante de ajuar romano del
mundo. (Figs. 19 y 20).
114
Figs. 19 y 20. Levantamiento 3D de triclinio. Imagen del mismo tras su
mapeado, introducción de texturas y proceso de ambientación.
Por último se construyeron los distintos platós virtuales y se
procedió a su iluminación fotorrealista de las estancias interiores y
exteriores, analizando la luz de Sevilla en las distintas horas del
día, mañana, mediodía, tarde y noche.
El siguiente paso consistió en la creación de trayectorias de
cámara subjetiva que imitaran el transitar de una persona por los
ambientes recreados sintéticamente.
6. LA IMAGEN HUMANA
Un punto importante desde el principio del proyecto, fue la
resolución conceptual de los agentes humanos animados. Éstos,
dado el tema del audiovisual “La vida en Itálica”, debían
representar una ciudad llena de vida y actividad. Era a todas luces
evidente, que no se debían de dejar las estructuras arquitectónicas
vacías y sin animación, pero al mismo tiempo, existían ya
numerosos ejemplos de representaciones humanas virtuales poco
conseguidas, que podían dar al traste al más escrupuloso proyecto
de investigación. En la introducción de agentes humanos
animados en escena, el ojo humano es bastante sensible a
movimientos poco naturales y erráticos. El simple hecho de
andar, es un movimiento extremadamente complicado que
requiere casi todas las partes del cuerpo para poder participar en
un único y fluido movimiento.
Figs. 21 y 22. Reproducción de la obra “A Roman Art lover”, de 1870
del artista prerrafaelista Alma Tadema y su integración en escena virtual 3D
que ilustre el Salutatio romano.
Existen técnicas muy avanzadas mediante el uso de esqueletos
articulados o de captura de movimiento de actores reales para
realizar las secuencias, pero junto a la Dirección de Itálica se
consideró que la verdadera protagonista era la restauración virtual
de la ciudad y que la “humanización” de las estancias tenía que estar
basada en un recurso sencillo, neutro y digno.
El recurso elegido, a pesar de su antigüedad, resultó muy
agradecido y original. Para ello, nos remontamos a finales del sigo
XIX cuando surge en Europa una escuela de pintura neoclásica e
historicista, de gran importancia en su época, denominada
prerrafaelinos, liderada por el magnífico pintor e investigador en
arqueología, Lawrence Alma-Tadema, que junto a sus discípulos y
otros autores, retratan en sus obras el esplendor y ocaso de
grandes civilizaciones, egipcia, babilónica, griega, romana, etc. La
calidad de las mismas y su hiperrrealismo, las hacían muy
oportunas para poder representar la vida y costumbres de los
patricios romanos de la ampliación de Adriano. Se realizó una
escrupulosa selección de obras, por clases sociales, costumbres
romanas, profesiones, etc. que eliminó todo aquello que la
hipótesis virtual arqueológica considera “no posible”.
(Figs. 21-26)
Figs. 23 y 24. Reproducción de la obra “At the antiquarian”, de 1880 del
artista prerrafaelista Vicenzo Capobianchi y su integración en escena virtual
3D que ilustre una tabernae romana.
115
Figs. 25 y 26. Reproducción de la obra “Pollice Verso”, de 1872 del artista Jean-Léon Gérôme y su integración en escena virtual 3D que ilustre a los gladiadores
de un anfiteatro romano.
7. RESULTADOS VIRTUALES
Fig. 27. Ciudad de Itálica en el siglo II. Eje norte/sur y eje este /oeste
Fig. 28. Ciudad de Itálica en el siglo II. Eje oeste/estee
116
Figs. 29 y 30. Vistas arqueológica y virtual del Anfiteatro de Itálica.
Figs. 31 y 32. Fachada ¾ y frontal del exterior del Collegium de la Exedra y Peristilum Casa de los Pájaros
Figs. 33 y 34. Vistas de la Natalio de las Termas Mayores o de Adriano y el acceso principal del Traianeum.
117
8. CRITERIOS INTERNACIONALES DE LA
ARQUEOLOGÍA VIRTUAL
El Proyecto de Interpretación Virtual de Itálica es la primera
Hipótesis Virtual Arqueológica que desarrolla integralmente los
principios internacionales que rigen la reconstrucción virtual del
patrimonio arqueológico.
El proyecto se enmarca en las directrices de la comisión europea
para coordinar las políticas de digitalización del Patrimonio
Cultural y Tecnológico en el seno de los estados miembros; los
Principios y el Plan de Lund del 2001.
Asimismo, cuenta con los preceptos recogidos en The London
Charter, Carta Internacional del 2009 para Visualización 3D del
Patrimonio Cultural. Para terminar, la producción audiovisual
adelanta internacionalmente las directrices del borrador SEAV
2010 de la futura Carta de Sevilla de la Arqueología Virtual
Internacional.
Las imágenes virtuales de este proyecto se encuentran codificadas
por una clasificación del grado de certeza de la hipótesis virtual
del patrimonio arqueológico desarrollado. Esa escala se reduce a
tres sencillos niveles de de interpretación: muy probable, posible
y evocador:
Grado muy probable: presencia de testimonios materiales que
por sí solos sustentan la interpretación arqueológica.
Grado posible: presencia de indicios materiales que orientan
la interpretación, desarrollada en base a coherencia
arqueológica, paralelos, simetría y principios de restauración.
Grado evocador: ausencia de testimonio materiales que
respalden la interpretación, desarrollada en base a coherencia
arqueológica, paralelos, simetría y principios de restauración.
Con la codificación de imágenes, se consigue que el receptor de
información conozca en todo momento el nivel de certeza de la
Hipótesis Virtual Arqueológica del conjunto.
AGRADECIMIENTOS
Desde aquí queremos agradecer a todo el equipo del Conjunto Arqueológico de Itálica su colaboración y entrega en este proyecto de
difusión virtual de la ciudad romana de Itálica.
BIBLIOGRAFÍA
BRANDI, C. (1988) “Teoría de la Restauración.” Madrid. Alianza Editorial, S.A.
CARANDIM, A (1997): “Historias en la tierra. Manual de excavación arqueológica”. Ed Crítica. Barcelona. p. 150.
FERNÁNDEZ, J. A. (1996): “La Restauración del Patrimonio por Imágenes de Síntesis”. Universidad de Granada. Granada. pp. 21-23
GRANDE, A. (2002) “Itálica Virtual. Un Proyecto educativo que hace Historia”. Sevilla. PH Boletín del Instituto Andaluz del
Patrimonio Histórico nº 40/41 Año X Consejería de Cultura. Junta de Andalucía. Sevilla.
GRANDE, A. (2005) “Museo de las Culturas del Guadalquivir”. Proyecto de ejecución. Sevilla. pp. 1-75
GRANDE, A. (2008) “La Hipótesis Virtual Arqueológica: Anastylosis Digital de la Baetica de Adriano”. Tesis doctoral. Sevilla. pp. 260.
HERNANDO, A. (2006): “Arqueología y Globalización: el problema de la definición de el otro en la Post-modernidad”. Complutum 17.
Madrid. Pp. 221-234.
MORÓN DE CASTRO, M. F. y GRANDE LEÓN. A. (2007): “Memoria Técnica del Proyecto de Excelencia Anastilosis Virtual del
Patrimonio Cultural del bajo Guadalquivir. De los orígenes al 1000 d C. Museo de las Culturas del Guadalquivir”. Sevilla. pp. 1-44.
REILLY, P. (1990): “Towards a virtual archaeology. En Computer Applications in Archaeology”, Editado por K. Lockyear and S. Rahtz.
Oxford: British Archaeological reports. pp. 133-139.
WHELEVER, M. (1945): “Archeology from the earth” . London. E.d. Cast. FCE, México. p. 10
118
119
SESIÓN_D / SESSION_D
EL PATRIMONIO ARQUEOLÓGICO Y EL SIGLO XXI.
UNA APUESTA DE FUTURO
TOURISM AND ARCHAEOLOGICAL HERITAGE. A BET FOR THE FUTURE
GREAT EGYPTIAN MUSEUM AT GIZA. Egipto
Unidad de Egiptología del Gran Museo de Egipto. Gizah. El Cairo. Egipto.
120
121
The Great Egyptian Museum at Giza
A Museum for the 21st Century
Mohamed Saleh
Unidad de Egiptología del Gran Museo de Egipto. Gizah. El Cairo. Egipto.
1. INTRODUCTION
The present Egyptian Museum in Cairo was designed in 1897
and inaugurated on November 15, 1902. The building had then
met the requirement of the contemporary standards of display,
air circulation and natural lighting.
Approximately 5.000 persons used to visit the museum daily and
the 35.000 artifacts were exhibited and stored in an area of about
15.000 square meters. The flow of findings from all parts of the
country during the first half of the last century filled the museum
with more than 100.000 artifacts, especially the treasures of King
Tutankhamen discovered in 1922 and the following 5 years.
Above all, the building was about 100 years old and became a
monument and a Cultural and Architectural heritage. No major
alteration could be done in it.
The idea of building a new museum for ancient Egyptian
artifacts outside Cairo was then raised and the Ancient Egyptian
Civilization at large marked its identity.
The display space became gradually very crowded and the air
pollution raised and endangered the safety and preservation of
the artifacts.
No major renovations were done for the building since the
opening and the display of the artifacts was rarely changed.
However, between 1981 and 1986 the Egyptian museum was
renovated and the display of the artifacts was modestly changed.
A large amount of artifacts were then stored in storerooms or in
the basement. Some huge pieces were moved to the garden
around, especially those executed in hard stones.
Later on, It was decided to establish an extension at the west
side of the museum to exhibit the nearly 5000 Tutankhamen
artifacts. Thus we could have a better exhibition and use the
free spaces in the museum to relieve the crowded galleries
instead.
Soon after, the planning of the extension was rejected because:
The Egyptian Museum in the center of Cairo
These questions were then raised:
1.
Where this museum will be ?
2.
The place of the present Museum at Tahrir Square became
more crowded with traffic and the pollution rates raised
extensively inside and outside the museum.
Shall we move all the contents of the Egyptian Museum to
the new proposed museum?
3.
Will it be an archeological museum as the old one, or a
museum for the ancient Egyptian Civilization?
2.
The digging of the Underground of the Cairo Metro near
the Museum has already been started.
4.
What periods of the history would be covered in it?
5.
3.
More and more foreign and Egyptian visitors were flowing
in the Museum.
What shall we do with the present Cairo Museum and
which function it shall have after building the proposed
museum?
4.
It was difficult to change the display of the artifacts, the
lighting system and the air circulation.
6.
How much it would cost and where the funding comes
from?
1.
122
The Italian Government helped in providing funds for a
feasibility study by allocating 2 Million $. The study started in
2002 and was followed by issuing the Terms of references of the
project.
100.000 artifacts were then proposed to be exhibited in the New
Museum. hese would be collected from the Egyptian Museum in
Cairo, and from the different Archaeological storerooms and
sites.
The Italians also helped in the scientific and technical
assistances,
1.
Creating a data-base for the collection
2.
Making a study about the transfer of the artifacts and the
logistics from the present museum and storerooms allover
the country.
3.
The implementation of a Master Plan for the development
of a training program to enhance the professional
capabilities.
Nine main Jury members for the Architectural Competition
were chosen from Egypt, Italy, England, Mexico, France
and S. Korea (who was also UIA representative).
Deputy Jury members were chosen from Egypt, Germany
and Rumania (who was also Deputy UIA representative)
Number of competitors met with the requirements were
1557 architects from 83 countries. The Final Report was
submitted on July 2nd, 2003 and the Number of
competitors met with the requirements were 1557
architects from 83 Countries.
3. Religion and Afterlife: Rituals, Temples, Popular Religion,
Gods, Animal Cult, Funerary Beliefs and magic.
4.
Man, Society and Work: Daily Life, Arts and crafts, Fine
Arts, Music and Dance, Sports and Games.
5.
Scribes and Learning: Writing, Literature, Education,
Sciences (Mathematics, Medicine, Astronomy).
Eight areas of real artifacts and digital displays (Photos, plans,
diagrams, explanations) were also added:
1.
The Gods
2.
The Daily life and Entertainment: Games, Sports, Hunting
and Fishing, Music and Dancing, Fashion and Cosmetics,
Food and Beverages
3.
Artistic Innovation ( Jewels, Work Tools, Foundation
Deposits).
4.
The Dead (False Doors and Stelae), Funerary Texts, Masks,
Sarcophagi and Coffins, Seals, Scarabs, Amulets.
5.
Warfare and Foreigners
6.
Women: Queens and Female Rulers, Ladies and common
women, the Mother and Child,
7.
Writing and Scribes
8.
Pharaohs Gallery (Grand Staircase)
The Final Report was submitted on, July 2nd, 2003
2. THE MAIN OBJECTIVES OF THE
MUSEUM’S PROJECT
1.
Create a people and artifacts friendly museum with a well
controlled environment and adequate lighting.
2.
Using IT in documentation, conservation of artifacts,
storylines, photos, drawings and diagrams.
3.
Create a world-class institute for training personnel in the
field of museum studies.
4.
Exhibit the artifacts in spacious galleries, especially the
5000 important artifacts of Tutankhamen’ Treasure.
5.
Bring out artifacts stored in crates since more than 60 years,
make the needed conservation and research and exhibit
them in the museum.
Crowded galleries in the present museum
The collection of king Tutankhamen artifacts had to be added in
a separate gallery and shall be divided into sub-themes, such as:
The 100.000 artifacts chosen had to be divided in the five main
thematic paths proposed in a chronological order. In the
meantime, there should be a cross—way display (called Hypertextual display).
1.
Artifacts displaying the Daily life of the King
2.
The Afterlife and the funerary equipments
3.
A miniature reconstruction of Tutankhamen’s tomb
1.
The land of Egypt: The Nile Valley and the Deserts
2.
Kingship and State: The Dynasties, Building techniques,
and Royal tombs.
Information Technology is intended to support the
rearrangement of the artifacts from the tomb of Tutankhamen
which will allow visitors to relive the emotions of the excavator
Howard Carter at the time of the discovery in 1922-1927.
123
The Great Egyptian Museum at Giza
There will be a link between the single artifact to be exhibited
and a certain historical period, or the link between the object and
a group of objects that can be exhibited either together as a
collection or related to another collection or theme.
Online references will be furnished to visitors upon demand.
The funerary Equipments of the tomb
One of many jewel pieces of Tutankhamun
The entrance of the museum
A visitor can also either:
Gilded wood statue from Tutankhamun’s treasures
1.
Follow one theme to observe its gradual development
throughout the ancient Egyptian history.
2.
Follow another path, in which he could pay a visit (or
visits) to artifacts belonging to a specific period of time.
124
3. Visit only and directly the collection of Tutankhamen as
one unit, without passing through other sections.
4.
Wander from one theme to another within the same period
plan his own visit as he wishes.
A huge granite statue of Ramesses II personifying his name “Ra-mes-su”
3.
Creating outsource job opportunities for about 1500
people, in the Service Sector (security, cleaning,
maintenance, etc.).
4.
Creating 5800 induced job opportunities in economic
sectors through the multiplier effect especially in the fields
of
construction,
transport,
insurance,
services,
manufacturing, etc.
5.
The general impact of the project on Egyptian economy
through the multiplier effect of museum construction and
operation as well as that of tourism would be around 840
million USD.
6.
Promotion of traditional Egyptian arts and crafts that will
lead to a positive impact on sector competitiveness.
7.
Generating revenues through the museum's commercial
activities, such as entry tickets, shops, restaurants and
events organization.
8.
Enhancing the participation of business community
through outsourcing and management contracts.
9.
The Information Technology plan of the museum will be
managed by a qualified staff to interact and cooperate with
specialized external companies and professionals. Thus, the
museum could therefore represent a concrete support for
the development of the domestic information technology
sector.
10. The planning of an attractive commercial area, which will
help in developing Egyptian arts and crafts, would
encourage craftsmen to carry out their activities, on a
professional basis, through a market - oriented approach to
increase a locally-generated added value.
11. Upgrading Cairo and Giza tourism services and increasing
the number of tourists visiting these cities.
One of many mural painting from a six Dynasty tomb (2300 BC). All are
going to exhibited in the Great Egyptian Museum. The Gold coffin of
Tutankhamun
Visitors will be allowed to access the display routes and contents
offered by the Museum’s large database, and retrieve
information according to personal interests.
Special exhibitions for children and people with special needs are
also planned.
3. THE ECONOMIC IMPACT OF THE NEW
MUSEUM
1.
Establishing an economic entity that manages its core
activities and services on a non-profit basis and its auxiliary
ones on a cost-profit basis.
2.
Creating new permanent job opportunities for about 4.000
people.
12. The museum would act as an incentive to extend tourists'
stay in both Cairo and Giza by visiting the Museum more
than once because of
its complete collection of
Tutankhamen and the new concept of its exhibition and
because of its spacious indoor and outdoor areas and
services.
The New Museum will help in enriching local museums with
artifacts through providing them with temporary special and
exchanging exhibitions.
It will contain training and education facilities for museum
studies and conservation. It will be possible to qualify staff
members of other museums and keep them informed with the
latest studies of IT and conservation, documentation, display,
lighting, and controlled environment.
The Great Egyptian Museum shall be the main center for
studying Egyptology worldwide and shall have an online library,
online virtual museum and virtual reconstruction of
archaeological sites.
125
4. IT AND VIRTUAL REALITY
APPLICATIONS
These will offer the following features:
Make access to artifacts of ancient Egypt in world
museums.
Virtual reconstruction of pieces of same object that exist
in different places
3D reconstructions of archaeological sites linked to
objects on display
Virtual Restoration of a cartonnage mask 18th Dynasty (1400 BC)
Simulation of thematic displays
Plans of the galleries showing the location of selected
objects which could be
printed from the website
before setting foot in the museum, allowing a
personalized tour to be organized in advance of a visit.
There shall be training courses in many fields, such as:
a.
Documentation and registration,
b.
Design exhibitions and displaying of artifacts,
c.
Photography, graphics and printing,
It is possible to electronically reshape the form or the colors of
a monument or an artifact.
d.
Conservation of artifacts according to international
standards,
It is possible to make exact copies of artifacts for the sake of
research or to sell as a gifts.
e.
Using Geographic Information Systems in locating
archaeological sites,
Computer facilities are also intended to support the
rearrangement of the artifacts from the tomb of Tutankhamen
which will allow visitors to relive the emotions of the excavator
Howard Carter at the time of the discovery in 1922-1927.
h.
Producing multimedia programs and video-projections to
show Egyptian environment and nature.
Many resources will be used to virtually reconstruct the interiors
of tombs and temples, make virtual exhibitions, virtual
collections (to deepen one own knowledge of the various
sections), enabling visitors to learn aspects of ancient Egyptian
culture previously and this would help scholars and
archaeologists.
Wooden artifacts Conservation lab
The Great Egyptian Museum will have a special policy to
maintain strong relation with other museums nationwide
through exchange of artifacts such as:
Exhibition of newly discovered artifacts in the different
regions, which will be exhibited initially in the local
museums, then to be displayed temporarily in the Great
Museum.
Exchanging of temporary exhibitions that deal with
special subjects or themes between the Grand Museum
and local museums.
126
Exchanging artifacts needed to explain or focus on a
subject or an artifact which complements a collection or
another object.
The Grand Staircase
with the rulers of Egypt
Exchanging artifacts through virtual reality to help in
illustrating a theme in either the Great Museum or in the
local museum or a museum abroad.
Exchanging artifacts with other museums, especially
those which complement a wall painting or a relief, a
stela, a statue or any other object.
It will also create a balance between the material and the spiritual
life.
After the opening of the Great Museum, the Cairo Egyptian
Museum will retain its function as an archeological Museum for
exhibiting between 5.000 and 7.000 artifacts from the
masterpieces of ancient Egyptian art.
It will follow display concepts contemporary to the period of the
inauguration of the museum at the beginning of the 20th
century.
The aesthetic values of the masterpieces are going to be
enhanced through maintaining better display and lighting.
The Great Egyptian Museum is planning to organize a special
exhibition of excavation tools to explain traditional and modern
archaeological methods, in order to show how sites and artifacts
had bee first discovered, then studied and interpreted.
The date for the soft inauguration will be around SeptemberOctober 2012.
The total costs of the project will reach about 550 Mil. $.
The Egyptian Government is allocating $ 250 Mil. from its
resources, from the revenues of the Supreme Council of
Antiquities and from fundraising.
The Japanese Government had allocated $ 300 Mil. as a loan for
low interest-rate and long term payments.
Design of the Grand Gallery
127
SESIÓN PLENARIA / PLENARY SESSION
I ENCUENTRO DE MUSEOS
Y SITIOS ARQUEOLÓGICOS PARA EL SIGLO XXI
FIRST MEETING OF MUSEUMS
AND ARCHAEOLOGICAL SITESFOR THE XXI CENTURY
THE VIRTUAL MUSEUM OF THE ANCIENT VIA FLAMINIA
Istituto per le Tecnologie Applicate ai Beni Culturali, CNR, Roma. Italia.
128
129
Virtual Archaeology and museums, an italian perspective
Augusto Palombini and Sofia Pescarin
Istituto per le Tecnologie Applicate ai Beni Culturali, CNR, Roma. Italia.
Resumen
El creciente número de museos y aplicaciones virtuales disponibles en la actualidad plantea diversas problemáticas en cuanto a uso y mantenimiento se refiere. El
presente proyecto intenta establecer un análisis del problema a través del estudio de tres proyectos de musealización virtual realizados por el Virtual Heritage Lab
en el Istituto per le Tecnologie Applicate ai Beni Culturali del CNR (proyectos realizados en los años 2008, 2009 y 2012(en fase de realización). Tales proyectos
se realizan en base a tres aspectos: el mantenimiento, la fiabilidad en la gestión de los datos y la densidad semántica. El estudio aporta una contribución al debate
sobre el desarrollo de futuros museos virtuales y las posibles formas de abordar la compleja relación entre el rigor científico y la divulgación.
Palabras Clave: REALIDAD VIRTUAL, MUSEOS VIRTUALES, ARQUEOLOGÍA, FIABILIDAD DE LOS DATOS.
Abstract
The growing number of virtual museums and applications today available arises many questions concerning the problems connected to their fruition and
maintenance. This paper aims at setting up an analysis of the topic, through the steps of three VM projects carried on by the Virtual Heritage Lab (2008, 2010,
2012 (in progress)). Such case studies are taken into account on the basis of three topics: technical maintenance, reliability and semantic density. The analysis aims
also at contributing the debate on the future development of VMs and on the management of the relationships between reliability and wide dissemination.
Key words: VIRTUAL REALITY, VIRTUAL MUSEUMS, ARCHAEOLOGY, RELIABILITY.
Riassunto
Il numero crescente di musei virtuali ed applicazioni attualmente disponibili solleva molte problematiche riguardo al loro uso e alla mantenibilità. Questo lavoro
cerca di impostare un'analisi della questione attraverso lo studio di tre progetti di musei virtuali condotti dal Virtual Heritage Lab dell'Istituto per le Tecnologie
Applicate ai Beni Culturali del CNR (progetti realizzati nel 2008, 2009 e 2012(in progress)). Tali realizzazioni vengono analizzate sotto tre aspetti: la
manutenzione, la gestione dell'affidabilità dei dati, la densità semantica. Dallo studio emerge un contributo al dibattito sugli sviluppi futuri dei musei virtuali e sui
possibili modi di affrontare le complessa relazione fra rigore scientifico e divulgazione.
Parole chiave: REALTÀ VIRTUALE, MUSEI VIRTUALI, ARCHEOLOGIA, ATTENDIBILITÀ
1. THE TEAM AND THE TOPIC
The Institute of Technologies Applied to the Cultural Heritage
of CNR-ITABC, since 1981 is a centre of excellence in the field
of the advanced researches and technologies. In particular, it is
involved in several areas from Geophysical Prospection to VR
applications for CH.
The Virtual Heritage Lab team's work (www.vhlab.itabc.cnr.it) is
focussed on two research aspects: geo-spatial 3d component of
cultural information and communication; on-line VR sharing
(VR cooperative environments) and dissemination (VR
webGIS). The team has developed 2d and 3d tools for CH,
following an open source approach, specifically directed to
ancient landscapes reconstruction and 3d exploration.
work on the dissemination and support to the Open Source in
CH domain, organizing the IV Italian Workshop on Open
Source in archaeology (Cignoni, Palombini, Pescarin 2010).
Following such experiences, the Lab often faced some of the
most common problems and issues connected to Virtual
Museums and their planning, realization, everyday life. The
evolution of the different choices in this sense may be a possible
way to approach a wider reflection on the state of the art.
The projects taken into account in the present analysis are: the
Ancient Via Flaminia Virtual Museum (2008), the Teramo
Virtual Museum (2010), the Bologna Virtual Museum (in
progress, to be released in 2011).
Since the late 90's the team has worked on many GIS and VR
projects, such as the Kazakhstan Project, the Ancient Appia
Projects, Virtual Rome, the Ca' Tron VM, as well as the constant
130
2. THE PROJECTS
2.1 The Virtual Museum of the Ancient Via Flaminia
The Virtual Museum of the ancient Via Flaminia is a project
financed by ARCUS S.p.A and developed in collaboration with
the Archaeological Superintendence of Rome. The application is
permanently exposed in a multimedia room at the National
Roman Museum-Terme di Diocleziano in Rome (FORTE,
2008).
The final product is a 1 h 20'' multiuser application with short
movies connected to interactive 3d environments (in
stereoscopy).
monument visited by the avatars with one two or three stars as
an index both for the architectural and the decoration reliability
(hypothetic, probable, certain); on the other, setting up the
faculty, for the users, to open some informative windows
representing the monuments used for chronological and
functional comparisons.
3. Semantic density. The choice to concentrate in an unique
application all the information contents and levels (technical and
emotional) in the same applications, resulted in a very heavy
product, hard to be fully lived and comprised.
Such problems were the most discussed topics during the
analysis of the visitors' reactions in the early opening months.
The results of such considerations were the heritage we reached
in the perspectrive of experimenting new solutions.
2.2 The Teramo Virtual Museum
The Teramo Virtual Museum is a project started in 2009, on
behalf of the local Soprintendenza, focussed on the virtual
reconstruction of the St. Maria Aprutiensis Cathedral, destroyed
in XIII century.
The current archaeological complex is composed of the ruins of
the cathedral and some roman domus, and one of the project
needs was to emphasize the evocative effect of such wall
remains, whose height rarely overcome one meter.
The final release implied three different outputs:
1.
Figure 1. the Virtual Museum of the Ancient Via Flaminia: triclinium of
the Livia's villa: the yellow pyramid activates a source window (see text)
[courtesy E.Pietroni, M. Di Ioia, L. Vico].
A touch-screen application containing a technical
reconstruction of roman domus, in the current and original
conditions, in order to provide technical informations for
an expert fruition (archaeological plans, historical and
chronological details and so on).
2.
An interactive VR application, in which a couple of
characters, following the story-telling approach, lead the
user inside the virtual model of the ancient cathedral, to
discover the history of the city.
Since the beginning main issues that appeared to be the most
problematic have been:
3.
An integrated system of music, movies and random
spotlights into the archaeological site, following the visitors
tour.
1. Maintanance. The system installation comes together with a
specific training program for the Museum's personnel. The
personnel has been, for the most part, very interested in the
topic, and in all the application needs, such as the daily switch
on and off and the maintenance. Anyway, this kind of
installation implies different levels of possible problems, in terms
of software, hardware, settings, which can not be easily solved by
non-expert personnel. This is probably one of the reasons why
many Museum applications “dies” so early. The solving of the
arisen maintanance issues has requested a level of engagement,
in terms of work, time and availability, higher than in any
expectation.
The Teramo project represented, thus, an evolution of the VM's
concept, in relation to the three topics stressed above. The
semantic density is now shared in three different applications in an
increasing scale of interaction and knowledge requested (from 3
to 1).
2. Interpretation. This is maybe the most discussed problem
connected to Virtual Museums: how to manage uncertainty and
represent the different reliability levels of the monuments? In
current times, the graphic quality of VM applications is rapidly
growing, as well as the risk, for the users, to mislead the esthetic
quality as an index of the reliability. The development of this
project made we often face such a question. The solution chosen
was double: on the one hand marking each room of the
The maintenance issue was studied in order to reduce as much
as possible the personnel actions, which is absolutely null for
applications 3 (chronometric auto- switch on and off) and need
only a limited effort for the others.
The problems connected with reliability was crucial in this
situation, as the ancient cathedral was completely destroyed and
its architectural structure, with the exception of the plan, is
completely hypothetical. Thus, the situation made particularly
important to remark the difference between reality and virtuality.
Among the many possible ways, we opted for an experimental
meta-narrative approach, making the game explicit through the
presence of a special character, Virtuvius, the virtual architect,
who explains to the public how hypothesis and virtual buildings
are made.
131
Figure 2. the Teramo Virtual Museum: Virtuvius, the virtual architect, at
work reconstructing the ancient Cathedral [Courtesy of E.Pietroni, M.Di
Ioia, C.Rufa].
Figure 3. The reconstructed city of Bologna (20th century): Courtesy of
CINECA: Silvano Imboden and CNR ITABC: Daniele Ferdani
2.3 Bologna Virtual Museum
The Bologna Virtual Museum Project is a stereoscopic short
movie aimed at bringing visitors of the new City Museum inside
30 centuries of history. Bologna and its territory are
reconstructed (from the 9th century BC) through a tremendous
scienfic work, dedicated to the communication and the storytelling of its long and complex
history. The project is
developed by CINECA in cooperation with CNR ITABC and
will be released in 2011.
Starting from the whole city model, and its neighbourings, two
ouputs will be available:
1.
A short movie (about 10 min. long) representing a trip
inside and around the city (in stereoscopic view).
2.
A very simple interactive application which will allow to
explore the same scenarios and reach specific information.
As it is clear that, here too, the maintenance is reduced to a very
low level of interaction, the semantic density in this case is
thinned down through its distribution on the lenght of the
applications (the movie will be about ten minutes long). Anyway,
here too, there will be a two level fruition: the first completely
passive, the second interactive.
An important research feature of the project, is the use of
procedural modeling tools for the city buildings, through the
software Blender and City Engine (MUELLER ET AL. 2007).
Such a strategy allowed to reduce the modeling work and, thus,
to preserve more effort to the graphic quality of the whole
context (PESCARIN, PIETRONI, FERDANI, in press). Such
an advantage was used to try a new (again meta-narrative)
approach to the reliability topic.
The graphic quality was set up avoiding an “hyper-realistic” look,
and choosing a “cartoon” graphic color palette.
3. CONSIDERATIONS
Trying to sum up the experience of the described works, it is
possible to state some indications as possible strategies to be
discussed in order to face specifical VM's aspects.
Manteinance: A VM should be planned (both in hardware and
software terms) as to limit as much as possible the need of
museum operators' technical intervention. Particular effort
should be paid to the realization of scripts to automate
procedures, and even operations of computer switch-on and
shut down – where possible – should be programmed to be
automatically activated at time.
Interpretation: In the current state of the art, many solutions
have been experimented in order both to express different level
of reconstruction reliability and the whole concept of virtuality as
something ontologically different from reality. Among all the
possible ways in such a direction, it seems interesting the
challenge of the meta-narrative approach, to make explicit the
virtual reconstruction work, inserting in the virtual world
characters or elements referring to it.
Semantic density: This is a hard topic to be faced, as there are
not standard solutions. The starting observation is that a very
heavy amount of contents (historical, artistic, geographical and
so on) may result unshared for the the same application. Possible
solution can be found in the content segmentation through
different kind of applications, with different knwoledge and
interaction requirements, thus sharing more semantic levels
levels on different outputs.
Beyond such considerations, it is still important to stress the
need of systematic analysis of VMs,, in order to focus their
impact on the users and build a theoretically strong corpus of
considerations on the topics related to their evolution and life
(or death).
The particular color atmosphere automatically suggests an idea
of “unrealistic reality”, implicitly marking the distance of
virtuality from the real world.
132
ACKNOWLEDGEMENTS
The authors wish to thank all the scholars contributing to the Flaminia, Teramo and Bologna projects: Stefano Borghini, Carlo
Camporesi, Raffaele Carlani, Marco Di Ioia, Daniele Ferdani, Maurizio Forte, Fabrizio Galeazzi, Alessia Moro, Eva Pietroni, Claudio
Rufa, Bartolomeo Trabassi, Valentina Vassallo and Lola Vico (CNR-ITABC); Luigi Calori and Silvano Imboden (CINECA). For the
liguistic support, a special thank to Belen Jimenez.
REFERENCES
FORTE M. and AA.VV., 2008, “La Villa di Livia, un percorso di ricerca di archeologia virtuale”, L'Erma di Bretschneider, Roma.
MUELLER P, ZENG G, WONKA P AND VAN GOOL L, 2007, Image-based Procedural Modeling of Facades, ACM Transactions on
Graphics, volume 26, number 3, article number 85. pages 1-9. Proceedings of SIGGRAPH 2007.
PESCARIN S., PIETRONI E., FERDANI D., in press, “A procedural approach to the modeling of urban historical contexts” in
Francisco Contreras & Fco. Javier Melero (Eds) Fusion of Cultures Proceedings of the 38th Conference on Computer Applications and Quantitative
Methods in Archaeology Granada, Spain, April 2010.

reinventando la difusión: proyectos de innovación

Transcripción

Documentos relacionados