3_ponencias 4_5_6 - virtual archaeology international network

Transcripción

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MESA PONENTES_4 / TABLE OF LECTURES_4
EUROVIRTUAL
EUROVIRTUAL
TEMPIO DI DIANA IN A REALITY FILTERED SCENE OF THE GARDENS
DFKI – TU Kaiserslautern – Augmented Vision Lab and Fraunhofer IGD, Department Virtual and Augmented Reality, Germany
I Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 17-20 de Junio de 2009
136
SEAV. Sociedad Española de Arqueología Virtual
137
MultiMulti-Sensory Virtual Environments for Investigating the Past
Alan Chalmers and Eva Zányi
The Digital Laboratory, WMG, University of Warwick, UK
Resumen
Los seres humanos dependemos de los cinco sentidos: vista, oído, olfato, gusto y tacto para percibir el medio ambiente. Estos sentidos y
la interacción que se produce entre ellos es lo que desempeña un papel clave en la comprensión del mundo que nos rodea. La Arqueología
virtual cada vez se utiliza más para investigar el pasado. Por ello si no tomamos en consideración todos los sentidos a la hora de realizar
reconstrucciones virtuales corremos el peligro real de tergiversar los entornos antiguos y la forma en la que estos entornos pudieron haber
sido percibidos por nuestros antepasados. Este artículo describe la Virtualidad Real: entornos virtuales multi-sensoriales de gran fidelidad,
y muestra cómo este enfoque puede proporcionar a los historiadores un medio más válido para estudiar el pasado.
Clave:
Palabras Clave
ARQUEOLOGÍA VIRTUAL, VIRTUALIDAD REAL, ALTA FIDELIDAD, MULTI-SENSORIAL.
Abstract
A human depends on all five senses: visuals, audio, smell, taste and touch to perceive an environment. It is not only the individual senses,
but also their interaction that plays a key role in enabling us to understand the world around us. Virtual archaeology is being increasingly
used to investigate the past. Failure to consider all senses in these reconstructions runs the very real danger of misrepresenting ancient
environments and how they may have been perceived by our ancestors. This paper describes Real Virtuality: true high-fidelity multisensory virtual environments, and shows how such an approach may give historians a more valid means of considering the past.
words:
Key words
VIRTUAL ARCHAEOLOGY, REAL VIRTUALITY, HIGH-FIDELITY, MULTI-SENSORY
1. Introduction
Over the years there have been many computer reconstructions
of cultural heritage sites. The vast majority of these have been
based on artistic interpretation rather than physical accuracy
(MARTINEZ 2001, MILLER and RICHARDS 1994). Those
which have accurately modelled, or even laser scanned, the site,
have then failed to illuminate the site authentically using the light
which would have been available when the site was in use
(BRIDAULT et al. 2006, GONÇALVES A et al. 2008).
A fundamental important fact to remember when attempting to
recreate real environments on a computer is that humans
perceive with all five senses: visuals, audio, smell, touch and
even taste. In this perception, crossmodal effects, ie. the
interaction of the senses, can be significant, even to the extent
that some sensory information may be ignored (MACK and
ROCK 1998). This must be considered when using virtual
environments to investigate the past. Failure to do so runs the
very real danger of misrepresenting the environment and thus
how it may have been perceived by our ancestors.
2. Real Virtuality
Real Virtuality is defined as a true high-fidelity multi-sensory
virtual environment that evokes the same perceptual response
from a viewer as if he/she was actually present, or “there”, in the
real scene being depicted (CHALMERS et al. 2009). Also known
as there-reality (CHALMERS et al. 2007), this is a step change
from Virtual Reality. By stimulating all five senses concurrently
in a natural manner, Real Virtuality exploits human perception
including crossmodalities to selectively deliver the right mix of
all the senses in real time.
Visuals: Real world lighting is rich in colour and luminance. The
human visual system (HVS) can see detail in regions of light
which differ by as much as 1:104 at any given eye adaptation
level. Recently developed high dynamic range (HDR) displays
are necessary to represent such lighting as these are 10 times
darker and 30 times brighter than traditional computer displays.
Figure 1 shows a Byzantine icon lit by candle light displayed on a
typical high definition LCD display, and the same image
displayed on a modern HDR display. As can be seen, an LCD
display cannot show true black, and thus the visual quality of the
image is impeded by the “glow” of the LCD. This does not
occur on an HDR display (ZÁNYI et al. 2007a). It is also
necessary to take into account how the human eye may have
adapted to prevailing light conditions (CHALMERS et al. 2006).
Audio: Sound in the real world is directional and is heard outside
the head (unlike the audio delivered by current mobile devices
which is perceived “inside the head”). The individual nature of a
human’s head, shoulders, and folds of the outer ear, the pinna,
directly affect how we perceive sound (HOWARD and ANGUS
2006) and thus must be considered when accurately modelling
any virtual audio reconstruction.
138
no paint or precious materials. The interiors were very different,
presenting a highly multi-sensory experience. The architecture
was deliberately designed to use light and shadow to symbolically
represent different sacral hierarchies and direct the attention of
the viewer (PEERS 2004). The dramatic visual effects were
enhanced by the rich nature of the chanting used for services,
the strong smell of incense and the significant temperature
change from the heat outside to the cool interior of the church.
Figure 1. Visuals on a (top) LCD display, and (bottom) HDR
display.
Smell: Smell is a primal chemical sense for humans. The sense of
smell can affect mood, memory, emotion and even mate choice.
Despite this importance, smell is seldom included in virtual
archaeology. The Jorvik Viking Museum in York, UK, has been
using smell to enhance their real exhibits for many years. The
presence of smell at this museum has also been shown to help
visitors remember information (AGGLETON and WASKETT
1999).
Taste: Research on the perception of taste started as long ago as
the late 1500s. Although, like smell, taste is a primal chemical
human sense, very little work has been done to include taste in
virtual environments. In 2003, Iwata et al. presented their food
simulator which mimicked the sound and feel of chewing, while
at the same time delivering limited chemical simulation via a
micro injector (IWATA et al. 2003).
Touch: Some form of haptic interaction is a key component on
many virtual reality systems. However, the limited feedback
capabilities of virtual haptics are a long way from matching the
human tactile sensory system (SADDIK 2007).
3. Case Studies
3.1 Byzantine church of Panagia Angeloktisti
Built during the early Byzantine period, the church of Panagia
Angeloktisti at Kiti, close to Larnaca on the island of Cyprus,
still contains a well preserved apse mosaic from the 6th century.
The mosaic comprises the Virgin Mary holding the Child with
the Archangel Gabriel on the right and the Archangel Michael
on the left (FOULIAS 2004), Figure 2. Byzantine churches were
deliberately unimposing from the outside with little decoration,
Figure 2. Capturing the apse mosaic (ZÁNYI et al. 2007b)
3.2 Egyptian temple of Kalabsha
Build in 30BC, the temple of Kalabsha was dedicated to the
Nubian fertility and solar deity god Mandulis. The walls are
covered with text and inscriptions depicting Egyptian deities
such as Isis and Osiris. With the building of the Aswan dam in
1963, it was necessary to dismantle the temple to save from
being submerged under the waters of Lake Nasser. In 1970, the
temple was rebuilt at a new location above the dam level, and
due to limitations of the chosen site, at a different orientation
(WRIGHT 1972). The multi-sensory perception of Kalabsha in
the past would have been dominated by the heat of the Egyptian
sun, Figure 3, contrasting with the cool interior of the inner
sanctuary, and included the quiet prevalent in the interior and
the smell produced by the sesame oil lamps. A key feature of any
authentic reconstruction of this site, and others in Egypt, is the
need to include the ever-present Egyptian dust (KAHNERT
2003), Figure 4.
139
Figure 3. Daylight at the Temple of Kalabsha at 9am on 21
January (a) photograph 2003 (b) daylight simulation 30BC
(SUNDSTEDT et al. 2004)
Figure 5. Reconstruction of the Cap Blanc horse frieze lit by
(top) simulated by 55W halogen light as the site is seen today
(bottom) simulated animal tallow candle as the site may have
been seen some 15,000 years ago.
Figure 4. The impact of dust in the perception of the inner
sanctuary of Kalabsha. Image courtesy of Diego
Gutierrez,University of Zaragoza
3.3 Prehistoric cave art at Cap Blanc
Overlooking the Beaune valley in the Dordogne, France, the site
of Cap Blanc contains dramatic Upper Palaeolithic haut relief
carvings. Carved some 15,000 years ago, the frieze comprises
horses, bison and deer. Today the site is enclosed in a museum
and the frieze is lit by modern halogen lamps. As Figure 5
shows, the perception of the site is now very different from how
it may have appeared 15,000 years ago when it would have been
lit by animal tallow lamps (ROBSON BROWN et al. 1999).
Modern light is static and thus very different from the flickering
lamps of the past. It is intriguing to speculate whether the
dynamic nature of flame, coupled with the careful use of threedimensional structure of the carving, and perhaps some early
music and the cool of the overhang at Cap Blanc or the constant
12oC of other painted cave art sites in the region, may have been
used to create animations 15,000 years ago [CHALMERS et al.
2000].
4. Conclusions
As with all historic reconstructions, great care needs to be taken
to ensure that all available evidence is included in the virtual
model. As humans perceive real environments with all five
senses, such virtual reconstructions need to consider the
authentic representation of each of these senses. Accurate
delivery of these individual senses will allow the human
observer’s natural perception system to account for any
crossmodal effects.
We will, of course, never know exactly how our ancestors may
have perceived any site. By ensuring we deliver a true highfidelity multi-sensory reconstruction of it, we have at least a
higher probability on obtaining a more accurate understanding
of the past.
Acknowledgements
We would like to thank the organisers of Archaeologica 2.0 for inviting this keynote paper. The term, Real Virtuality, to indicate true highfidelity multi-sensory virtual environments was coined by Alan Chalmers, David Howard and Christopher Moir. The pictures of the icon
in figure 1 are reproduced with kind permission of the Archbishop Makarios III Foundation, Cyprus.
140
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141
InIn-Situ Visualization for Cultural Heritage Sites using Novel
Augmented Reality Technologies
Didier Stricker1, Alain Pagani1, Michael Zoellner2
DFKI – TU Kaiserslautern – Augmented Vision Lab, Germany
Fraunhofer IGD, Department Virtual and Augmented Reality, Germany
1
2
Abstract
Mobile Augmented Reality is an ideal technology for presenting information in an attractive, comprehensive and personalized way to
visitors of cultural heritage sites. One of the pioneer projects in this area was certainly the European project ArcheoGuide (IST-199911306) which developed and evaluated Augmented Reality (AR) at a very early stage. Many progresses have been done since then, and
novel devices and algorithms offer novel possibilities and functionalities. In this paper we present current research work and discuss
different approaches of Mobile AR for cultural heritage. Since this area is very large we focus on the visual aspects of such technologies,
namely tracking and computer vision, as well as visualization.
words:
Key words
MOBILE AUGMENTED REALITY, TRACKING, IN-SITU VISUALIZATION
1. Introduction
Mobile Augmented Reality for cultural applications represents a
very challenging area. Highly complex and highly advanced
systems and technologies need to work in a balanced way in
order to produce the apparently simple and intuitive overlay of
virtual information onto images of the reality. In such
applications many technological areas - mobile computing,
energy management, localization and tracking, human-computer
interaction, and visualization – converge together. In that sense,
a mobile augmented reality system can be compared to complex
mobile robotic systems.
The paper delivers insight into the current state of the art
technology, which has been developed and evaluated in practical
European projects, namely ArcheoGuide (IST-1999-11306),
Matris (IST- 002013), and iTACITUS (IST 2.5.10 – 034520).
The paper presents two major contributions in localization and
visualization areas, respectively novel optical tracking algorithms
and the concept of reality filtering for adapted visualization
(Zoellner, 2008).
The paper is structured as follows: in section 2 we present the
components and architecture of mobile AR-systems. Section 3
describes novel tracking solutions which are robust and cope
with jitter. Section 4 is about visualization of available or
reconstructed data and artifacts of cultural sites. We finally
present real applications (section 5) and conclude in section 6.
2. Deploying mobile AR
Site preparation
Before deploying a mobile augmented reality system, a
preparation step is mandatory. It consists in a site survey to
collect the necessary data and plan the hardware installation. In
ArcheoGuide, we collect aerial photographs and surveying data
and enter them in a geographical information system (GIS),
which is also used to construct a digital elevation map. This 3D
site representation enables us also to identify major monuments
and corresponding viewpoints with unobstructed views. The
digital information and virtual 3D models is then attached to
geographical points and thus defines suitable tours for the visit.
Moreover high-definition photographs of the ruins are captured
from the predefined viewpoints along the tour paths. For each
viewpoint, we took a set of tiled photographs to simulate user
movement around it. These pictures are also calibrated and
localized in 3D and build the reference for online localization of
the user on the site.
System overview
A generic and complete architecture and infrastructure for
augmented reality for archeological sites has been proposed
within ArcheoGuide. It can be divided into three basic subsystems: the Site Information Server (SIS), the Mobile Units
(MU), and the Network Infrastructure (refer to Figure 1).
The server is built on a high-end PC with sufficient storage
space to implement a GIS and multimedia database. It is used as
the central repository of the system for archiving the multimedia
information used in the construction of augmented reality tours.
The SIS communicates this information to the clients via a
Wireless Local Area Network (WLAN). The clients (MUs) are
portable devices carried by touring users in the archaeological
site.
The Mobile Unit (MU)
The MU system consists of a mobile computer unit, and a
binocular display with a camera attached in front of it. Internally,
a Global Positioning System (GPS) and orientation sensor keep
142
track of the visitor’s current location on the site to provide
background information as well as the respective overlays.
Additionally, an optical tracking system determines the exact
position and view direction of the visitor in order to exactly
place the virtual augmentations into the visitor’s view (See Figure
2 (a)).
2D tracking with reference images
In many cases, visitors look at the ruins at a given point of view.
Thus, the virtual objects are only perceived from the same side,
i.e. in 2D. The tracking can then be reduced to find in the
current image video the right position and orientation of the
virtual graphic objects in 2D.
For this reason, we propose the use of a set of calibrated images
captured from the user’s viewpoint as basic references for the
optical tracking. The user’s view, i.e. the current live video image,
is compared to all reference images and a correlation score is
computed. The best score is retained and the 2D transformation
between the current video-image and the reference image is
evaluated. This is passed to the rendering system for creating the
augmented world.
The reliability of the algorithm represents the most important
aspect of our choice of the registration technique. A lot of
changes may appear between the live and reference images as
new objects or visitors may be present in the scene and new
lighting conditions, due for example to changing sun direction or
clouds, may create new shadows or highlights in the images. We
therefore prefer for these kind of applications to orient our
choice to algorithms that exploit rather global than local
properties of the image. Basically, this corresponds to algorithms
working directly on the pixel intensity of the whole image or in
the frequency space. We opted for a Fourier-based approach due
to its robustness and fast calculation (Stricker 2001). This
approach allows the recovery of only rotation, scaling, and
translation, effectively limiting its application to pre-defined
viewpoints and restricted camera motion.
Figure 1. ArcheoGuide system architecture
(a)
(b)
Figure 2. (a) Mobile unit (MU) with augmented reality binocular
(b) Augmented reality view
3. Tracking
The localization of the user on the site represents a key issue of
augmented reality. GPS and compass provides only coarse
positioning information, which are sufficient for delivering
context-related media to the user. However, such sensors are to
slow and not accurate enough to allow proper superposition of
virtual views onto images of the surrounding in real-time as
presented e.g. in figure 2 (b).
Optical systems provide the required data and many approaches
have been developed , the main issue being reliability and
accuracy (no jitter) and this in spite of the difficult conditions of
outdoor environments.
3D Tracking
The 3D tracking approach is similar to the one presented above.
However, the full 3D position and orientation of the user view is
recovered. Here we rely on identification and tracking of local
image features and compute back the rotation out of the motion
of the points in the sub-sequent video images. As presented in
(Zoellner 2008), we learn a representation of each image by
using the Randomized Trees framework introduced by Lepetit et
al. (Lepetit 2005). Following preprocessing steps are done for
each reference image: first, a set of P robust salient points are
selected from the image. This is done by rendering thousands of
randomly warped versions of the image (by warping, we mean a
realistic projective transformation of the image plane), and
running a corner detector on every version. The found corners
are back-projected in the original view, resulting in clusters of
found corners growing with the number of tries. After a given
number of tries (typically several thousand), the P clusters
accumulating the most votes are kept as robust corners. For each
of these robust corners, the 3D coordinates of the point is
computed by making use of the camera pose [Rn; tn] and of the
known 3D model of the object of interest. At runtime, the
Randomized Trees select then the points of the live video image.
Once the tracking system has been initialized, we start to follow
the position of the object by using feature tracking techniques.
Feature tracking describes the process of following 2D points in
subsequent images that correspond to the same physical point in
the environment explored.
By 2D points, we mean salient points that can be found by
classical corner detectors. These points are described by small
image patches around them, and the set point and patch is called
a feature. In order to follow 2D points, correspondences
143
between points from two consecutive frames of the image
stream must be built and maintained as long as possible. The
longer features are being successfully tracked the more stable is
the camera pose estimation.
After the KLT features have been successfully tracked in 2D, we
end up again with 2D-3D correspondences. It is then possible to
compute the camera position with usual minimization
techniques as in the initialization step.
4. Visualization
The visualization of additional virtual content onto existing
objects and scenes represents a sensitive element of the design
of the augmented reality application. We present in the following
two paragraphs two different approaches which show the
actually large spectrum of possibilities offers by state of the art
mobile graphics.
Seamless Integration: Realistic ARAR-Visualization
When 3D virtual reconstructions of buildings already exist, as
for example for the site of Olympia, it is of great interest for the
visitor to contemplate them directly on the site, and thus get a
realistic impression of their size, color and global appearance in
the environment.
This impression is unique and one realizes only then for example
how tall and colorful were the Hera, Philipeon (see figure 1(b)
and 3) or Zeus temples at Olympia.
(a)
The following approach is a solution to adapt the real view of a
scene to blend well with black and white drawings in Augmented
Reality applications by applying an inverted Sobel filter on the
video stream. In contrast to the methods described in (Fischer
2005) we are concentrating on 2D textures instead of 3D
models. This avoids the expensive and longsome process of
producing high quality 3D models and the realistic integration
into the video stream. The result is a reduced aesthetic defined
by the original material and an affordable application.
Furthermore it needs less computing power and thus saves
battery life of the mobile device. This applies not only to cultural
heritage sites with only historic material available for
visualization but also for example for architectural visualizations
of 2D plans. In cultural heritage this visual effect results in a
visual time machine via Augmented Reality because the whole
scene is rendered like a real time drawing. A drawing that is
controlled by the user’s movement and is displaying real
buildings and people like a sketch (Figure 8).
Due to the reduced black and white style of the environment
accentuations are much stronger than on a real colorful
background. That enables a more efficient visualization of points
of interest and drives a viewer’s attention on them.
5. Applications
ArcheoGuide: Olympia, Greece
The user positions him/herself at a viewpoint and stares at the
place of interest. In essence, the system treats him as an active
pointing device, and the MU identifies his/her desire to view the
augmentation of this specific monument. It transmits a request
to the SIS, which mines the corresponding audio-visual data
from its database and transmits it back to the MU. The
reconstruction model or animation (see figure 4) is matched to
the live video stream from the web camera, transformed
accordingly, and rendered.
(b)
Figure 3: Real and augmented view of the Hera Temple
(Olympia, Greece)
In order to get the highest quality, we pre-rendered the virtual
objects using commercial tools and off-line processing. We
create a set of high-quality 2D views (textures) which were then
inserted at the right place in the image, using the data of the
optical tracking.
Adapting the context: Reality Filters
In many cases, the appearance of the buildings is only
documented with drawings (see figure 5) and any realistic
representation is a pure interpretation. In this case we developed
another techniques for presenting this information as they are in
it real context, again in a seamless way, but this time, we adapt
the context (i,e. the background image) to the virtual
information.
Figure 4: Visualization of virtual athletes on the stadium of
Olympia
At the same time, the audio narration is synchronized to the
visual presentation and are both presented to the user via the
binocular and a pair of earphones. The image seen by the user is
illustrated in figure 3(b). He/she can interrupt or alter the flow
of information by moving away from the viewpoint or turning to
another direction.
144
iTACITUS: Reggia Venaria Reale
Within iTACITUS, one of the field test areas of the Augmented
Reality applications is Reggia Venaria Reale, an UNESCO World
Heritage site in Italy close to Turin. The former residence of the
Royal House is comparable to the French Versailles. The site has
been restored over the last years and was opened to the public in
fall 2007. While there are only a few 3D reconstructions of some
buildings there is a vast archive of historic drawings and
paintings. There are frontal drawings of facades of complete
streets and the main palace’s buildings.
At the horizon we are displaying the drawing of Tempio di
Diana (Figure 5) on top of these ruins. Standing at a viewing
platform visitors can look around and watch through the display
of a Sony UX via video see through (Figure 6). As soon as they
are looking at the direction of the temple the video turns black
and white and the drawing of the temple is superimposed. The
Fountain d’Hercule in front of the viewing platform will be
superimposed the same way.
Figure 5: Drawing of Tempio di Diana at Reggia Venaria Reale
Figure 7: Historian watching Palazzo di Diana on Sony UX
UMPC
This vast archive is the basis of our visual time machine. With
the Reality Filters we are able to create this effect through the
display of a Sony UX Ultra Mobile PC. In order to match the
source material we are rendering the video stream like a black
and white drawing. Thus overlays of frontal drawings of
buildings onto the real field of vision are seamlessly integrated.
The whole scene looks like a real time ancient drawing. Even
visitors, guides and guards are rendered in black and white. The
application consists of three spots at the site. The first Tempio di
Diana (Figure 5) was located at the end of a long path along a
small artificial creek. It was surrounded by water and only
accessible by boat. Only ruins of the fundament are left.
Reggia Venaria Reale’s Palazzo di Diana’s architecture was
modified several times over the years. Each state of the buildings
was documented on drawings. We are superimposing these
drawings of the modifications of the architects Castellamonte
(1674) and Garove (1700-1713) on the facade of the main
building. Visitors standing in the large courtyard are seeing the
fountain and the current restoration of the palazzo rendered like
a drawing. While listening to the audio guide’s story about the
palazzo the buildings appearance is switching through the
centuries while seamlessly integrated into the environment
(Figure 8). Finally, the whole scene looks like a real time ancient
drawing (Figure 7).
Figure 6: Tempio di Diana in a reality filtered scene of the
gardens
Figure 8: Historical drawing of Palazzo di Diana and reality
filtered tourist
145
6. Conclusion
ancient content in the reality. We showed results of our
application in the area of cultural heritage, where the system runs
on an Ultra Mobile PC (Sony Vaio UX) with 15 frames/sec.
In this paper, we have presented our Augmented Reality concept
for cultural heritage sites. Its main features are the possibility to
show 2D content in very different manners, either as high
realistic or as superimposed on lookalike (modified) reality. The
adaptation of the reality is made possible by the use of
interchangeable filters that enable a better integration of the
In a future version of our system, we will investigate the
automatic detection of the right filter for the best integration of
the content in the real image.
Acknowledgements
The work discussed in this article was supported by the European Union IST framework (IST 1999-11306) project ArcheoGuide and is
continued in the current project iTACITUS (IST 2.5.10 – 034520).
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ZOELLNER, Michael, PAGANI Alain, STRICKER, Didier: “Reality filtering: A visual time machine in augmented reality”, in VAST
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ITACITUS, 2008. “Intelligent tourism and cultural information through ubiquitous services.” http://www.itacitus.org.
FISCHER, J. 2005. Stylized augmented reality for improved immersion. Proceedings of IEEE Virtual Reality, 195–202.
146
147
Visualisation in Archaeology: Connecting
Research and Practice.
Garry Gibbons
Visualisation in Archaeology, 3’s Company (Consultancy) Limited, Reino Unido
Resumen
La visualización en la arqueología (www.viarch.org.uk) es un proyecto de investigación que dura tres años, y lo financia ‘English Heritage’
(Patrimonio Ingles). Establecida en el mes de diciembre 2007, la visualización en arqueología (VÍA) tiene como su misión principal el
deseo de proporcionar un foro en el cual la gente quien practica la arqueología, y también los que la investigan – tomen las resultas de
investigaciones arqueologicas para contribuir a un gravamen crítico de datos de visualización. Esta ponencia presentará una descripción
del VÍA, las finalidades y los objetivos de investigación, su metodología, y sus direcciones propuestas en el futuro.
Clave:
Palabras Clave
VISUALIZACIÓN, CONSTRUCCIÓN DEL CONOCIMIENTO, TRANSDISCIPLINA, DIFUSIÓN.
Abstract
Visualisation in Archaeology (www.viarch.org.uk) is a three-year research project funded by English Heritage. Established in December
2007, Visualisation in Archaeology (VIA) has as its principal mission a commitment to providing a forum in which practitioners and
researchers can contribute towards a critical (re)assessment of visualising data resulting from archaeological research. This paper will
present an overview of the VIA’s research aims and objectives, its methodology, and its proposed future directions.
words:
Key words
VISUALISATION, KNOWLEDGE FORMATION, CROSS-DISCIPLINE, DISSEMINATION.
1. Background
Images are intimately linked to the theory and practice of
archaeology. The epistemological nature of their deployment
within the profession has typically revolved around their
supportive means of effectively picturing, ordering and
understanding the explosive mass and complexity of
archaeological data. Traditionally, archaeological illustration has
provided a two-dimensional form of data recording within the
archaeological process. Whether contributing at the
primary/secondary level of a project’s archive, or at the visual
representation of data at publication, the language of
archaeological illustration has persisted in a broadly recognisable
form since the nineteenth century. In contrast, representation
within science is a topic that has generated a considerable body
of literature since the mid-1970s, ranging from Rudwick’s (1976)
seminal work on the emergence of a visual language in geology,
to an expansive area of study investigating visual representations
as ‘scientific’ resources (Lynch & Woolgar, 1990; Baigrie, 1996).
Within science, the epistemological nature of scientific
illustration has shifted from being taken-for-granted and
unproblematic to a fruitful area of study from which numerous
critical issues have been identified.
How the past is ‘thought’ within the archaeological profession
has been widely studied and documented, providing a critical
analysis of the development of archaeological theory and the
resulting shifts of intellectual engagement between archaeologists
and material culture. Whilst fundamental paradigm shifts have
been described and acknowledged within archaeology, the
practice of visually representing archaeological data continues as
a familiar and comfortable enterprise. Recently, researchers have
reflected upon the process of image production and the
problematic relationship between images and knowledge
creation. Visual studies within archaeology have focused on the
history of pictorial reconstructions of ancient life (Moser, 1998)
challenging familiar assumptions about our understanding of
humans in the deep past. Attention has also been turned to other
themes concerning imagery in archaeology (Molyneaux, 1997;
Smiles & Moser, 2005) marking a burgeoning concern with the
relationship between visual representations and our perceptions
and expectations of the past.
Building on this growing body of work, an understanding of
visual representation cannot be considered in isolation from the
medium in which images combine with text to both facilitate
research and to disseminate knowledge. Traditionally, that
medium has been the printed page. Today, the digital revolution
presents archaeology with the opportunity of increased
integration and interrogation of data by combining description,
interpretation and synthesis in a number of multimedia formats.
As has recently been identified (Jones et al, 2003), the point has
been reached at which ‘publication’ and ‘dissemination’ must be
seen as different things.
148
2. Structure and Aims
2.4. Aims
2.1. Structure
The VIA project’s mission explicitly seeks to define itself in
terms of practice and research in order to clearly identify work
currently being carried out within these two distinct arenas and
then provide a dedicated forum in which connections can be
fostered in order to fruitfully cross the theory/practice divide.
The Visualisation in Archaeology project was initiated by its codirectors Garry Gibbons (3’s Company (Consultancy) Limited)
and Professor Stephanie Moser (Archaeology, University of
Southampton), with the support of a cross-discipline project
team comprising Dr Simon James (Archaeology, University of
Leicester), Professor Sam Smiles (Art History, University of
Plymouth), Professor Steve Woolgar (Sociology and Marketing,
Saïd Business School, University of Oxford), Sara Perry (PhD
candidate, University of Southampton), Rob Read (Chair,
Illustration and Survey Special Interest Group established by
Institute of Field Archaeologists / Association of Archaeological
Illustrators & Surveyors), and Steve Cheshire (web manager).
2.2. Funding
The VIA project has been awarded a three-year grant by the
British Government's statutory adviser on the historic
environment, English Heritage, for the period December 2007 –
November 2010. English Heritage funding is awarded in line
with its five-year research strategy 2005-2010 designed to inform
policy-making relating directly to an enhanced understanding
and management of the historic environment. The operational,
research, and knowledge transfer impact of the VIA project will
largely be evaluated through its research output principally
disseminated through the project website in the form of interim
reports, research resources and educational aids. However, a
separate VIA funding application is planned for 2010 to facilitate
a fully co-ordinated programme of publication and
dissemination.
2.3. Support Organisations
Support from the archaeology sector’s leading organisations
operating within England was, from the outset, recognised as
essential in successfully realising many of the VIA project’s
objectives. As its funding body, English Heritage has implicitly
shaped the project’s aims and objectives, has provided strategiclevel support, and provides policy-focused advice across all
levels of project activities. To assist cooperation among the
sector’s practitioners, the project’s directors have sought and
received direct support from the Institute of Field
Archaeologists (IFA), Britain’s principal professional
organisation for all archaeologists and other specialists involved
in protecting and understanding the historic environment. The
Council for British Archaeology (CBA), representing both the
professional and non-professional community within British
archaeology, has similarly indicated its willingness to participate
and contribute to the VIA project. The Association of
Archaeological Illustrators & Surveyors (AAI&S), an
international professional organisation dedicated to the setting
and promotion of standards among its specialist membership,
has undertaken to work in areas of common interest with the
VIA. Finally, a Special Interest Group (SIG) for illustration and
survey was recently established by the IFA and AAI&S in order
to improve standards, training and employment for those
engaged in visualising practices within archaeology; both the
VIA and SIG have committed to cooperate in those areas of
applied research where their strategic objectives overlap.
To this end, the VIA project’s aims are:
Aims: theory
a
b
c
contribute to a historical overview
of archaeological imaging;
explore relationships between
visualisation and knowledge
formation;
adopt an inter-discipline,
international approach to the
project.
Aims: practice
d
e
f
develop a statement of visualising
practices, today;
showcase current examples of
‘best practice’ in knowledge
dissemination;
assess the future role of visualising
practices in light of developing
and emerging technologies.
Over a period of three years, this project will significantly
contribute to the foundation of a theory and practice of
archaeological illustration relating to the visualisation of
archaeological data defined, for the purposes of this project, as
that diverse range of illustrative media employed by
archaeologists in order to disseminate and communicate the
results of archaeological investigations (eg. section drawings,
artefact illustration, schematic diagrams, photography, traditional
and VR reconstructions, etc.).
Overall, this project will provide an evolving reference for
project managers, academics, illustrators, surveyors, publishers
and students active in the archaeological sector. It will also
attract those engaged in the areas of Science and Technology
Studies, History and Philosophy of Science, Art History, and
Sociology of Scientific Knowledge studies.
3. Methodology
The VIA’s mission has largely influenced all aspects of the
project’s methodology with particular focus paid to the interrelated nature of information-sharing which intends to
effectively produce a meaningful, practical dimension to the
results of the project’s applied research, and thereby promoting a
direct and tangible link between the professional and academic
constituencies within archaeology. Such practical objectives will
be informed by the project’s research objectives -- designed to
delineate practical guidelines and inform professional standards
through a broad understanding of the historic development and
deployment of archaeological visualisations. To this end, a
149
network of VIA activities have been formulated to fill the
boundaries of the project’s research ‘space’, and to promote the
VIA’s vision of constructing a critical intellectual framework for
visualisation in archaeology.
3.1. Annual Workshops
Three themed annual Workshops will provide an intellectual hub
to the project. Embedded into each year of the VIA’s three-year
tenure, the Workshops serve to focus knowledge from specialist
-- but disparate -- fields of research, encourage a fertile
environment of cross-discipline debate, and inform future
critical engagement with visualising practices.
The VIA’s first Workshop was hosted by the Department of
Archaeology, University of Southampton, 23-24 October 2008
around the overarching topic of Visualisation and Knowledge
Formation. This first Workshop was divided into four sessions
whose sub-themes comprised:
- Session 1:
At its heart, the Report will present the results and analysis of a
survey-based audit of illustration practitioners operating in the
academic and commercial archaeology sector. Planned for
Summer 2009, the survey will take a snapshot of visualising
activity on a single, pre-arranged day whose respondents will be
drawn from a mailing list of practitioners operating in England
specifically compiled to address the Report’s areas of
investigation. A managerial-level follow-up interview survey will
inform recommendations towards issues of professional
development, standards, and values relating to practitioners
through a structured questionnaire designed to elicit attitudinal
responses relating to the role and position of image producers
within archaeology. In addition, the Report will articulate shifts
in operating practice across different work environments over
the past 5-10 years, whilst also identifying perceived future
trends in the medium term. The contemporary and future roles
of visualising practices resulting from the survey will be situated
and placed into context by a historic overview charting the
development, deployment and impact of imaging over the period
when archaeology emerged and established itself as a discipline.
Where is visualisation in
archaeology today?
(Chair: Prof Stephanie Moser)
- Session 2:
How did visualisation in
archaeology develop?
(Chair: Prof Sam Smiles)
- Session 3:
How does visualisation
communicate?
(Chair: Prof Steve Woolgar)
- Session 4:
Seeing a way forward?
(Chair: Dr Simon James)
Within these sub-themes, practitioners and researchers were
invited to submit papers resulting from original work from
within archaeology. In addition, contributions from other
disciplines were encouraged that addressed and informed key
issues relating to the Workshop topic. The 2008 Workshop
attracted 23 participants from North America, Europe and
Australia for two days of discussion and analysis. Output
resulting from the Workshop will include an interim Workshop
report and selected downloadable video presentations available
through the VIA project website.
Figure 1: VIA website -- 2008 Workshop
3.2. Strategic Report
At a time when the production and deployment of images in
either physical or virtual forms promise to profoundly demand
that we rethink notions of ‘publication’ and ‘dissemination’, it is
perhaps timely that the VIA generated Strategic Report offers an
opportunity to reflect on the wider processes and techniques of
image production. Whilst visualisations in archaeology are
generated for a range of products and audiences, this Report will
limit its focus to visualisations commissioned and produced
specifically by and for archaeological practitioners. In part, the
rationale for turning our gaze inward on the profession allows
the results of this research to compliment previously published
surveys generating labour market intelligence in the archaeology
sector. It is also recognised that for reasons of scale and
complexity it is necessary to restrict the range of this research in
line with the VIA project’s financial limits.
In its draft form, programmed for Summer 2010, a working
copy of the Report will be disseminated to representative
constituencies within the archaeological and heritage sector,
allowing a period of 12 months in which feedback and comment
will be actively sought, collated and assessed prior to the
production of a final Report in the VIA’s publication phase
post-2010.
3.3. Dissemination: Best Practice
This component of the VIA project is designed to identify the
key themes of best practice and innovation in the planning,
management and delivery of innovative dissemination models as
a result of, but not exclusively from, archaeological
investigations. By turning our attention away from traditional
150
models of dissemination (paper-based publication), VIA
acknowledges the many opportunities and challenges offered by
‘new’ technologies in the dissemination of archaeological
knowledge and understanding. This archive of case studies will
pull together strands from a number of knowledge communities
to provide a compendium of inter-related best practice resources
from ‘a total project’ perspective.
Designed to critically showcase current non-traditional
dissemination practices, these case studies should not be
construed as a series of ‘must’ or ‘should’ be followed guidelines.
They will, however, provide an indication of current trends with
which to inform a wider review of visualisation and
dissemination practices aimed at both professional and nonprofessional constituencies.
3.4.2. Online Research Showcase
Centred on the visualisation of data in both archaeology and the
wider fields of the social sciences, arts, and science and
technology studies. Like the bibliography, these summaries aim
to link practitioners across disciplines, highlight innovative visual
projects, and offer a platform for future planning and discussion
of best practice around archaeological visual method and theory.
3.4. Online Academic Resource
Contributing to the building of a cross-discipline community of
researchers and practitioners working on visuality-related
themes, the VIA online academic resource is designed as a onestop, wide-ranging forum through which to channel and
circulate dialogue, analysis and information exchange. The
resource will continue to expand in line with contributions and
input specifically relating to original work that will stimulate,
inform and foster visualisation-orientated research.
Figure 3: VIA website -- Online Research Showcase
(Photograph courtesy of Sara Perry, University of Southampton)
3.5. International Conference
Figure 2: VIA website -- Online Searchable Bibliography
3.4.1. Online Searchable Bibliography
Building over the next three years, this resource will comprise
publications pertaining to visual representation in the sciences,
social sciences, humanities and arts. The bibliography seeks to
connect users with cross-disciplinary literature, enabling
archaeologists and others to learn from and build upon the
published findings of practitioners working on visual issues from
a wide variety of fields.
The three annual VIA Workshops will culminate in a wideranging international conference programmed to be hosted at
the University of Southampton in late 2010 and designed to
bring together all aspects of inter-related research concerned
with the visual representation of data. Publication calibre papers
will be invited offering perspectives on visuality-related work
from across disciplines.
4. Research Applications
During the project’s period of operation, these research results
targeted at English Heritage will principally be disseminated via
the project website and/or fed through to English Heritage in
the form of summaries, interim reports, and recommendations
with the specific aim of informing English Heritage policies.
Principally, the VIA project will seek to substantially:
151
a
contribute towards future English
Heritage publication and
dissemination strategies;
b
provide sector-wide intelligence
into future academic and skills
provision directly relating to image
producers;
c
create an audit and profile of
professional and non-professional
image producers currently
operating in archaeology today;
d
identify digital-based modes of
dissemination currently being
developed and deployed by the
sector.
The VIA project will open up a research space to stimulate
conceptual reflection, encourage community building, and create
a network of dialogue intended to construct a critical intellectual
framework for visualisation in archaeology. In order to underpin
and broaden these aims, the VIA will create a forum in which
practitioners and researchers might showcase their work to
stimulate knowledge transfer and to foster cross-discipline cooperation. The application of multi-/inter-disciplinary research
resulting in novel methodologies will be of particular interest to
the VIA as potential models for disseminating its own research
results thereby creating a working showcase of technical
innovation, usability and impact in the application domain.
Finally, research papers presented at the annual Workshops will
be presented on the project website in video form to offer firsthand, inclusive insights into visualisation discourse across
different domains and to encourage feedback in order to
facilitate a wider analysis of VIA events.
This paper charts the first year of a project that is, in many ways,
still effectively defining its boundaries; this is very much a story
based on work in progress. The focus of our second year will
focus on data collection through a wide-ranging series of surveys
among the archaeological community of image producers
operating in England. Planning will soon be underway for the
second annual Workshop due to take place in October 2009 that
will explicitly seek to bring practitioners and researchers together
to map intersections emerging from research as practice, and
research as conceptual reflection.
.
References
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Archaeologists. Reading
BAIGRIE, B. (ed.) (1996): Picturing Knowledge: Historical and Philosophical Problems Concerning the Use of Art in Science. Toronto.
University of Toronto Press
JONES, S. et al. (2003): From the Ground Up. York. CBA.
LYNCH, M. & S. WOOLGAR. (eds.) (1990): Representation in Scientific Practice. Cambridge, MA. The MIT Press
MOLYNEAUX, B. (ed.) (1997): The Cultural Life of Images. London. Routledge.
MOSER, S. (1998): Ancestral Images. Thrupp. Sutton.
RUDWICK, M. (1976): The emergence of a visual language for geological science 1760-1840, in The History of Science nº 14, pp.149195.
SMILES, S. & S. MOSER. (2005): Envisioning the Past: Archaeology and the Image. Oxford. Blackwell Publishing.
152
153
Archeologia on Line
Anna Conticello
Direzione Innovazione Technologica
MiBAC Ministero per i Beni e le Attività Culturali. Roma. Italia.
Resumen
El proyecto “archeologia on line” iniciado en 2006 ha permitido avanzar en el desarrollo de nuevas estrategias de difusion del patrimonio
arqueologico a traves de la Red. Cada uno de los modulos de los que consta el proyecto (VAV, ArcheoAtlante3D y Archeoguida) han sido
desarrollados cumpliendo estrictos requisitos de calidad.
Palabras clave.
INTERNET, PROMOCION, DIVULGACION, VISITAS VIRTUALES.
Abstract
The project "Archeologia on line" launched in 2006 has made progress in developing new strategies for spreading of the archaeological
heritage through the Network. Each module consisting of the project (VAV, ArcheoAtlante3D and Archeoguida) have been developed in
compliance with stringent quality requirements.
Keywords.
INTERNET, PROMOTION, DISSEMINATION, VIRTUAL TOURS.
Descrizione del progetto, finanziamento e finalità.
Il programma “Archeologia on line” è stato avviato fin dal 2006
dall’allora Direzione Generale per l’Innovazione Tecnologica e
la Promozione del Ministero per i Beni e le Attività Culturali,
nell’ambito delle attività volte all’utilizzo delle nuove tecnologie
per il miglioramento dell’offerta culturale. Lo scopo è stato
quello di ampliare la fruizione turistico-culturale del patrimonio
archeologico mediante leve di promozione e prodotti di
divulgazione basati sulle tecnologie informatiche e digitali e di
produrre benefici positivi sull’intero sistema del patrimonio
culturale italiane, in particolare nelle regioni coinvolte (Lazio,
Campania, Umbria, Basilicata, Puglia Calabria, Sardegna), con
conseguenti ricadute positive sul sistema economico locale.
Tutti i progetti di virtualizzazione rispondere a requisiti particolari
che ne danno garanzia di qualità:
Ampia contestualizzazione:
contestualizzazione E’ importante che nella visita
virtuale di un sito, o nella ricostruzione di un sito, di
un’area o di un oggetto, ci si basi su una realtà fisica
esistente e fisicamente tracciabile.
Scalabilità:
Scalabilità possibilità di integrare progressivamente, sulla
stessa piattaforma tecnologica, informazioni e dati
progressivamente più complessi al fine di migliorare la
conoscenza del patrimonio e accrescere il livello culturale,
organizzando i contenuti in un contesto di e-learning
fruibile in rete.
Il progetto si è articolato in tre moduli:
Visite Archeologiche Virtuali
ArcheoAtlante in 3 D
Archeoguida
1. Visite Archeologiche Virtuali - progetto VAV
Autenticità:
Autenticità La ricostruzione deve essere garantita nella sua
veridicità storica, quindi supportata da un adeguato
apparato documentario. Questo è un requisito essenziale
per permettere la qualità del messaggio e dell’esperienza
proposta.
Sono state realizzate visite virtuali consultabili via Internet.
Selezionata la visita, l’utente può visionare, in un’apposita finestra
video, un film digitale di un itinerario di visita. Le visite virtuali
sono realizzate con le migliori tecnologie web-video e hanno
grande fluidità di visualizzazione. Inoltre, dal momento che sono
fruibili via Internet rispondono ai requisiti richiesti per
l’accessibilità.
Accessibilità:
Accessibilità Non soltanto in senso tecnico e fisico
(friendly comunication, collegamenti, trasporti) ma anche in
senso psicologico (adeguati apparati didattici preventivi).
2. ArcheoAtlante3D
Usabilità:
Usabilità Possibilità di massimizzare la performance
utilizzando i risultati ottenuti sullo stesso sito alla fine del
progetto.
Si tratta di creare un atlante virtuale di alcuni siti archeologici
inseriti nel loro contesto temporale territoriale paesaggistico. Esso
é realizzato tramite la ricostruzione virtuale del paesaggio antico
attraverso la costruzione di un GIS ( Geographical Information
154
System) e di siti archeologici (aree archeologiche musei, ecc.) e di
un sistema di realtà virtuale di tipo desktop. Il risultato finale
consente al visitatore di poter, tramite una postazione visiva,
navigare in tempo reale nel territorio attuale ( spazio) ed in quello
antico ( tempo). Ciò significa che l’ utente può muoversi
liberamente all’interno del paesaggio semplicemente interagendo,
attraverso il mouse, con il mondo virtuale, avendo l’ impressione
di trovarsi effettivamente immerso nello spazio tridimensionale;
accedere a percorsi di visita personalizzati attraverso la
visualizzazione di itinerari che possono guidare l’ utente nella
visita; interrogare interattivamente elementi archeologici ed
ottenere informazioni descrittive di vario tipo (inquadramento
storico, schede descrittive, immagini, ecc.); attivare livelli
informativi relativi al paesaggio storico- archeologico ricostruito:
da un menù l’ utente potrà decidere in quale epoca storica
muoversi e visualizzare siti ricostruiti.
Alcuni esempi che saranno proposti durante il
convegno: Visite virtuali:
Il Museo Archeologico Nazionale di Reggio Calabria
nuovo sito web
Si inizia con una breve introduzione geografica per
l’identificazione dei siti archeologici, segue una presentazione di
natura storica, quindi si procede con la descrizione delle
testimonianze architettoniche con le ricostruzioni e le descrizioni
degli impianti urbanistici e del loro sviluppo percorrendo “a
piedi” la città e collegando i reperti archeologici presenti nel
museo ai siti di rinvenimento per una facile contestualizzazione
e al tempo stesso indicando il luogo attuale dell’esposizione. Le
immagini, dunque, riguardano sia le aree archeologiche prese in
esame, con i particolari delle strutture esistenti, sia i reperti
rinvenuti nel corso degli scavi.
Fra le centinaia di immagini di reperti: Bronzi di Riace, Pinakes
locresi, I Dioscuri, Tesoretti monetali, Le tavolette dell’Archivio
di Zeus Olimpo, Kouros da Reggio,, Il Toro cozzante da Thuri
ArcheoAtlante 3d: Cibi e Sapori a Boscoreale, Villa
Regina (Napoli)
Un percorso all’interno della Villa Regina ricostruita volto ad
illustrare l’attività di una villa rustica romana specializzata nella
produzione del vino.
Archeoguide: Villa Adriana a Tivoli; il sito
archeologico di Paestum (Salerno)
Figura 1. Quadriportico con Peschiera Ricostruzione virtuale
3. Archeoguida
Consiste nella realizzazione di un servizio integrato di guide
multimediali fruibili all’interno dei siti archeologici. I contenuti
sono visualizzati su palmari (wPDA, ovvero PDA connessi
attraverso tecnologia Wireless) e altri dispositivi fissi collegati ad
un server centrale tramite rete wireless. La visita all’area
archeologica viene quindi trasformata in un’esperienza
multisensoriale dove, attraverso musica, parole e immagini si
riesca ad accrescere la percezione di quanto si sta osservando. Il
sito archeologico esce dai propri confini per diventare un
momento di formazione e informazione a 360°, offrendo ai
visitatori la possibilità di arricchire l’esperienza della visita anche
attraverso l’accesso ad informazioni e contributi di
approfondimento: contenuti audiovisivi e testuali sulle strutture e
sulla storia. Anche i bambini di età compresa tra i 6 ed i 10 anni
possono usufruire di un percorso studiato appositamente per
loro.
In questo caso le archeoguide sono soprattutto utilizzate allo
scopo di illustrare al visitatore i luoghi non accessibili al pubblico..
155
PROCESOS DE INVESTIGACIÓN, CONSERVACIÓN Y DIFUSIÓN:
EXPERIENCIAS SINGULARES
RESEARCH PROCEDURES, CONSERVATION AND DIFFUSION:
SINGULAR EXPERIENCES
VILLA ROMANA DE LA OLMEDAD. PALENCIA. ESPAÑA.
Balawat.com Diseño multimedia para Arqueología. Toledo. España.
156
157
Recreating Daily life in Pompeii
Pompeii
Nadia Magnenat-Thalmann and George Papagiannakis
MIRALab. University of Geneva. Switzerland
Resume
We propose an integrated Mixed Reality methodology for recreating ancient daily life that features realistic simulations of animated virtual
human actors (clothes, body, skin, face) who augment real environments and re-enact staged storytelling dramas. We aim to go further
from traditional concepts of static cultural artifacts or rigid geometrical and 2D textual augmentations and allow for 3D, interactive,
augmented historical character-based event representations in a mobile and wearable setup. This is the main contribution of the described
work as well as the proposed extensions to AR Enabling technologies: a VR/AR character simulation kernel framework with real-time,
clothed virtual humans that are dynamically superimposed on live camera input, animated and acting based on a predefined, historically
correct scenario. We demonstrate such a real-time case study on the actual site of ancient Pompeii.
Keywords:
Keywords
ARTIFICIAL, AUGMENTED, AND VIRTUAL REALITIES, ANIMATION, THREE-DIMENSIONAL
GRAPHICS AND REALISM, VISUALIZATION TECHNIQUES AND METHODOLOGIES.
1. Introduction
Mixed Realities [Milgram et al] and their concept of cyber-real
space interplay invoke such interactive digital narratives that
promote new patterns of understanding. However, the
"narrative” part, which refers to a set of events happening during
a certain period of time and providing aesthetic, dramaturgical
and emotional elements, objects and attitudes [Tamura et al] is
still an early topic of research. Mixing such aesthetic ambiences
with virtual character augmentations [Papagiannakis et al] 0and
adding dramatic tension has developed very recently these
narrative patterns into an exciting new edutainment medium
[Tamura et al]. Since recently, AR Systems had various
difficulties to manage such a time-travel in a fully interactive
manner, due to hardware & software complexities in AR
‘Enabling Technologies [Azuma et al]. Generally the setup of
such systems was only operational in specific places (indoorsoutdoors) or with specific objects which were used for training
purposes rendering them not easily applicable in different sites.
Furthermore, almost none of these systems feature full real-time
virtual human simulation. With our approach, based on an
efficient real-time tracking system, which require only a small
pre-recorded sequence as a database, we can setup the AR
experience with animated virtual humans anywhere. With the
interplay of a modern real-time framework for integrated
interactive virtual character simulation, we can enhance the
experience with full virtual character simulations. Even if the
environmental conditions are drastically altered, thus causing
problems for the real-time camera tracker, we can re-train the
camera tracker to allow it to continue its operation
[Papagiannakis et al].
The proposed set of algorithms and methodologies aim to
extend the “AR Enabling Technologies” in order to further
support real-time, mobile, dramaturgical and behavioured Mixed
Reality simulations, as opposed to static annotations or rigid
geometrical objects. Fig. 1 depicts fully simulated virtual humans
(skin, clothes, face, body) augmenting a cultural heritage site.
This paper is organized as following: in Section 2 the related
previous work in the area of MR simulations is presented.
Section 3 describes the main architecture, whereas Section 4 the
complete methodology for modeling, animation and simulation
of virtual actors. Section 5 presents the results on the site of
ancient Pompeii and Section 6 our conclusions.
Fig. 1. Example of mixed reality animated characters acting a
storytelling drama on the site of ancient Pompeii (view from
the mobile AR-life system i-glasses)
2. Previous Work
On AR integrated platforms, a number of projects are currently
exploring a variety of applications in different domains such as
cultural heritage [Stricker et al], training and maintenance
[Wohlgemuth et al] and games [Thomas et al]. Special focus has
recently been applied to system design and architecture in order
to provide the various AR enabling technologies a framework
for proper collaboration and interplay. Azuma 0 describes an
extensive bibliography on current state-of-the-art AR systems &
frameworks. However, few of these systems take the modern
approach that a realistic mixed reality application, rich in AR
virtual character experiences, should be based on a complete VR
158
Framework (featuring game-engine like components) with the
addition of the “AR enabling Technologies” like a) Real-time
Camera Tracking b) AR Displays and interfaces c) Registration
and Calibration. Virtual characters were also used in the MRProject 0 where a complete VR/AR framework for Mixed
Reality applications had been created. Apart from the custom
tracking/rendering modules a specialized video and see-through
HMD has been devised. However, none of the aforementioned
AR systems can achieve to date, realistic, complete virtual
human simulation in AR featuring skeletal animation, skin
deformation, facial-speech and clothes simulation. For realizing
the dynamic notions of character based Augmented Heritage,
the above features are a prerequisite.
A complete STAR report on recent AR frameworks as well as
applications on Cultural Heritage is presented in [Papagiannakis
et al 2008].
3. AR System Framework for virtual human
simulation
Our AR-Life system is based on the VHD++ [Ponder et al],
component-based framework engine developed by VRLABEPFL and MIRALab-UNIGE which allows quick prototyping
of VR-AR applications featuring integrated real-time virtual
character simulation technologies, depicted in. The key
innovation is focused in the area of component-based
framework that allows the plug-and-play of different
heterogeneous human simulation technologies such as: Real-time
character rendering in AR (supporting real-virtual occlusions),
real-time camera tracking, facial simulation and speech, body
animation with skinning, 3D sound, cloth simulation and
behavioral scripting of actions.
The integrated to the AR framework tracking component is
based on a two-stage approach. Firstly the system uses a
recorded sequence of the operating environment in order to
train the recognition module. The recognition module contains a
database with invariant feature descriptors for the entire scene.
The runtime module then recognizes features in scenes by
comparing them to entries in its scene database. By combining
many of these recognized features it calculates the location of
the camera and thus the user position and orientation in the
operating environment. The main design principle was to
maximize the flexibility while keeping excellent real-time
performance. The different components may be grouped into
the two following main categories:
System kernel components responsible for the interactive
real-time simulation initialization and execution.
Interaction components driving external VR devices and
providing various GUIs allowing for interactive scenario
authoring, triggering and control.
Finally the content to be created and used by the system was
specified, which may be classified into the two following main
categories: a) Static and b) Dynamic content building blocks
such as models of the 3D scenes, virtual humans, objects,
animations, behaviors, speech, sounds, python scripts, etc.
4. RealReal-time Virtual Human Simulation
The addition of historically consistent virtual humans into virtual
cultural heritage reconstructions allows a better understanding of
the use of the architectural structures present on the site, and
permits the creation of more realistic simulations of such ancient
spaces with the inclusion of specific ambiences, atmospheres or
dramatic elements. Hence, in order to both enhance our
simulations with the inclusion of such dimensions, and to allow
for a better understanding of the social functions inherently
pertaining to the virtually restituted structures, the choice to
stage a daily life scenario to be performed at the augmented
Termopolium building in Pompeii, has been made. After having
gathered all the Cultural and historical information and sources,
the preparation of the 3D virtual humans has been carried out
according to the specific restrictions inherent to the real time
simulation. The following section gives an overview of the
different phases that were necessary to complete the modeling
and animation of virtual human models that have been
implemented into our virtual and augmented reality case study.
In order to succeed a scientifically valid virtual restitution of a
given heritage site, one of the most critical aspects of the
preliminary data collection phase is the gathering of pertinent
and reliable historical sources both concerning the studied
edifices and the social aspects structuring the daily life of the
people that used to live at such times. Since in archeology related
virtual reconstruction projects the amount of available
architectural data is often limited, due to the fact that parts of
the concerned structures are often now missing, it is therefore
necessary to proceed to the formulation of restitution hypothesis
in order to constitute a complete restitution of the structural and
visual qualities of the sites targeted by the 3D visualization
attempts. Consequently, a close collaboration with external
advisors providing pertinent expertise, combined with the use of
modern 3D visualization tools and technologies as a mean to
test, study and validate specific structural hypothesis, is an
essential requirement to achieve a coherent representation of the
simulated sites. In this section we will briefly introduce some
historical data concerning the two sites constituting our case
studies and we will present the different sources that were
employed as a base for the realization of our VR and AR real
time simulations.
Historical and archeological sources
To achieve a convincing virtual representation, one of the most
critical aspects of the preliminary data collection phase is the
gathering of pertinent and reliable historical sources concerning
the social aspects structuring the daily life of the people that
used to live at such times. Such elements may range from the
identification of specific codified social conducts, rules, or
particular dress codes, such as the ones that could be related to
their clothing or hairstyling culture and practices (samples shown
in Fig. 2), to the creation of virtual models and animated
scenarios that correctly represent the daily habits that were
typical of the studied site at a given historical period. Hence, a
highly interdisciplinary approach has been deployed in order to
gather all the significant data required to fully cover the extent of
the information necessary to succeed a historically coherent 3D
restitution of the virtually inhabited heritage sites targeted by our
case studies.
159
Fig. 4 Skeleton fitting and fine skin refinement
Creation of the 3D garments
Fig. 2 Roman outfits and hairstyles of the 2nd century
To re-create the visual appearance exhibited by ancient clothes,
source data such as frescos, mosaics and statues, coupled with
written descriptions and complementary historical information
concerning the garments, fabrics, colors and accessories has
been used as a base to dress the virtual humans (Fig. 5). The
virtual garment assembly is executed using an in-house platform
that employs general mechanical and collision detection schemes
to allow the rapid 3D virtual prototyping of multiple interacting
garments [Volino et al].
Modelling the virtual humans
In order to create the animated virtual humans, the definition of
the 3D meshes and the design of the skin surfaces of their body
models have been conducted employing automatic generation
methods, using real world measurement data, coupled with
manual editing and refining. The main approach that was
implemented in our case studies utilizes an in-house system
based on examples [Seo et al]. The benefits of such method are
threefold: first, the resolutions of the generated models are
adapted for real time animation purposes; second, different
bodies can be generated easily and rapidly modifying the base
parameters of the template models (basic setup presented in
Figure 8); third, since the implemented system uses real world
data as reference by conforming a template model onto a
scanned model, the generated meshes visually provide realistic
results. The main assumption underlying such methodology is
that any body geometry can be either obtained or approximated
by deforming a template model. In order to succeed the
necessary fitting process, a number of existing methods, could
be used effectively. However, the basic idea that has been
adopted in the present case is based on a feature based
approach, as presented in [Seo et al], where a set of pre-selected
landmarks and feature points is used to measure the fitting
accuracy and guide the automatic conformation.
Fig. 5 Virtual Garment based on real ancient dress
Animating the virtual characters
To create the animation files to be applied to the virtual humans,
a VICON Optical Motion Capture system based on markers
[Egges et al] has been used (Fig. 6). As previously introduced, in
order to assist such process, several video references where
employed as support for the motion capturing sessions: idigitally
recorded video sequences featuring real actors playing the
scenarios to be virtually reproduced have been prepared with the
assistance of the historical advisors.
Fig. 3 Skeleton hierarchy (a), template model (b), skinning setup
(c).
Fig. 6 Optical motion capturing session
After the completion of a post-processing phase, the captured
movements that correspond to the various parts of the scenarios
to be reenacted have been converted to separate keyframed
animations ready to be applied to our H-Anim skeleton
hierarchy compliant virtual characters (Fig. 7). Since the final
animation resulting from the application of motion captured
data generally exhibits a realistic motion behavior but a limited
flexibility, in our case studies the different recorded tracks have
160
been connected to each other to produce complex smooth
sequences featuring no interruption during their execution. To
this end, a specialized blending engine that can blend several
different types of motions, including real-time idle motions and
key-frame animations [Egges et al], has been implemented as a
service into our in-house VR-AR framework [Ponder et al] to
control both face and body animation. Consequently, for each
virtual human loaded into a given scene, an XML file containing
the description of all the actions and animation files that need to
be available for playback during the real time simulation, and
including the specific configuration of the parameters that drive
the blending engine, has been prepared.
Fig. 7 Motion captured data loaded on top of a Virtual Human
3D model.
Thus, an Animation Property that contains a blending schedule
allowing the definition of some specific options, such as whether
or not facial and/or body animation should be played or if the
translation/orientation of the virtual character should be
considered as defined on the global or local coordinate system,
has been defined for each 3D virtual human participating in the
real time simulation. Finally, the implemented service also
includes an integrated player that plays and blends in real time
the scheduled animations in a separate thread for all the humans
in the scene during the 3D simulation.
laptop is put in the backpack for the run phase.
Fig. 9. The Mobile AR-Life simulator system(top left). The
previously shown laptop is inserted in the backpack for the
run phase. The IEEE1394 camera is attached on the iglasses(top right) and a wireless trackball allows for
interaction with the MR application(bottom left). The
custom splitter cable(bottom left) allows for the i-glasses
light lithium rechargeable battery to power both the HMD
and the firewire camera (since in laptops the firewire port
does not provide power). Thus true mobility is achieved
surpassing existing car battery custom made heavier
solutions [5]. More visitors have tried and tested on the site
the AR-Life system (bottom right).
5. Results
With the help of the Superintendence of Pompeii [Pompeii],
who provided us with all necessary archaeological and historical
information, we have selected the ‘thermopolium’ (tavern) of
Vetutius Placidus and we contacted our experiments there. The
results are depicted in the following Fig. 8, Fig. 9, Fig. 10 and
where the technologies employed for simulating and authoring
our virtual humans where already described in [Papagiannakis et
al].
Fig. 10 Real-time virtual Pompeian characters in the real site of
the Pompeiian thermopolium. Note the use of geometry
‘occluders’ that allow part of the real scene to occlude part of the
virtual human
6. Conclusions
Fig. 8. The Real Pompeian ‘thermopolium’ that was augmented
with virtual animated virtual characters. In this figure the scene is
set-up for camera tracking preprocessing; consequently the
Nowadays, when laymen visit some cultural heritage site,
generally, they cannot fully grasp the ancient vibrant life that
used to be integrated in the present ancient ruins. This is
particularly true with ruins such as the ancient city of Pompeii,
where we would like to observe and understand the behaviors
161
and social patterns of living people from ancient Roman times,
superimposed in the natural environment of the city. With the
extensions to “AR Enabling techonogies” and algorithms that we
propose for camera tracking, virtual human simulation and AR
illumination model, coupled under a complete real-time
framework for character simulation, we aim provide new
dramaturgical notions for Mixed Reality. Such notions could
extend further research in MR and develop it as an exciting
edutainment medium.
Acknowledgements
The work presented has been supported by the Swiss Federal Office for Education and Science and the EU IST programme, in frame of
the EU IST LIFEPLUS 34545 and EU ICT INTERMEDIA 38417 projects.
References
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D. STRICKER, P. DÄHNE, F. SEIBERT, I. CHRISTOU, L. ALMEIDA, N. IOANNIDIS, (2001) “Design and Development Issues for
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W. WOHLGEMUTH, G. TRIEBFÜRST, (2000)“ARVIKA: augmented reality for development, production and service”, DARE 2000
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162
163
La villa romana La Olmeda y la mitología de uno de sus mosaicos:
Aquiles en la isla de Skyros
José Luis Gómez Merino
Balawat.com Diseño multimedia para la Arqueología. Toledo. España.
Resumen
Recientemente se ha reabierto al público la villa romana La Olmeda (Palencia) después de importantes obras de protección y
musealización. El equipo de Balawat realizó la reconstrucción virtual de la villa asesorado por los responsables científicos de la misma.
También realizamos diversas animaciones y audiovisuales para su musealización. Entre los audiovisuales se encuentra una versión del
mosaico mitológico de Aquiles que ocupa el Oecus de la villa. Está realizada según la iconografía de los vasos griegos de figuras negras.
Clave:
Palabras Clave
MITOLOGÍA, ANIMACIÓN, MOSAICO, VILLA ROMANA, LA OLMEDA.
Abstract
The roman villa La Olmeda (Palencia) is open for the visitors again. The works in order to protect the remains are finished. Balawat team
made the virtual reconstruction of the mansion helped by the archaeologist managers of the villa. We made some animations for its
museum. Amongst them there is a version of the mythological mosaic of Achilles in the main room of the house. It’s made following the
ancient iconography of black figure pottery.
Key words:
MYTHOLOGY, ANIMATION, MOSAIC, ROMAN VILLA, LA OLMEDA .
1. El lenguaje del arte y la imagen de la Arqueología
En el siglo XXI las aplicaciones digitales se han venido a sumar a
esa secuencia de procedimientos.
Durante siglos la ciencia arqueológica ha estado desentrañando
la Historia gracias a los restos que el paso de las civilizaciones ha
dejado en el entorno.
Las reconstrucciones son muy útiles para visualizar la
arquitectura arqueológica cuando los restos no están en altura,
como en el caso que nos ocupa de la villa La Olmeda, en
Palencia.
Las herramientas gráficas han sido determinantes para
popularizar la Arqueología. Estas herramientas son las que los
artistas gráficos han utilizado en cada tiempo. La xilografía, el
grabado al aguafuerte, la litografía y la fotografía han sido los
procedimientos utilizados desde el Renacimiento para narrar el
hecho arqueológico.
2. La villa romana La Olmeda
El equipo científico de la villa, formado por José Antonio
Abásolo, Rafael Martínez y Domiciano Ríos nos suministró la
información necesaria para realizar una imagen que reflejase el
conocimiento actual de la villa y los supuestos arquitectónicos
con los que se manejan.
El resultado es una imagen virtual que por un lado explica la villa
a todos los públicos, pero por otro lado es una plasmación de la
idea científica que se tiene de la villa. Así, la imagen oficial de la
villa está firmada por el comité científico antes mencionado
además de por Balawat como autores de la imagen virtual.
Figura 1. Ruinas de Roma. Aguafuerte de Piranesi. Siglo XVIII
El hecho de que los arqueólogos firmen una imagen virtual
como propia implica que la Arqueología se ha dado cuenta de
que si bien las virtudes de las nuevas tecnologías en la difusión
del Patrimonio son muchas, también nos hallamos ante un
nuevo discurso de interpretación de los restos. Y los arqueólogos
quieren estar presentes en el desarrollo de ese discurso.
164
Figura 2. Reconstrucción virtual de la villa romana La Olmeda.
Figura 4. Las termas de la villa, recreación virtual.
Así, la arqueología virtual trasciende la simple difusión al público
en general para convertirse en un elemento de comunicación
entre los propios arqueólogos.
Una vez obtenida la imagen oficial de la villa realizamos otras
imágenes concretas destinadas a su musealización, así como
audiovisuales para explicar diversos aspectos históricos, construítivos, etc.
Los audiovisuales son de contenido muy diverso: la mayoría
están realizados con imágenes 3D de la villa. Otros son
grabaciones que muestran cómo se protegió el yacimiento
durante la construcción del gran edificio museográfico sobre el
mismo.
Quienes vivimos este tiempo, debemos estar muy contentos de
ser testigos de uno de los grandes cambios culturales de la
humanidad; un cambio equiparable al Neolítico o a la revolución
industrial.
3. Aquiles en la iisla
sla de Skyros,
una historia mitológica.
Por último queda mostrar el audiovisual titulado Aquiles en la
isla de Skyros. Se realizó en 2004; años antes de acometer las
reconstrucciones virtuales de la villa. Aquiles en la isla de Skyros
narra el mismo episodio del gran mosaico del oecus; pero esta
vez utilizando la iconografía griega de los vasos de figuras
negras.
El oráculo revela a Tetis, madre de Aquiles, que su hijo morirá
en Troya. Tetis esconde a Aquiles en la isla de Skyros entre las
hijas del rey Licomedes disfrazado de mujer
Otro oráculo dice a Ulises que sin el concurso de Aquiles nunca
ganará Troya. Aquiles se disfraza de comerciante y acude a
Skyros. Entre la mercancía Ulises lleva algunas armas. Aquiles,
vestido de mujer, pero guerrero al fin, se delata al empuñar las
armas. El mosaico de La Olmeda refleja ese mismo instante.
Figura 3. Planta de la villa.
La animación se realizó en formato flash y se exportó como una
secuencia de imágenes, que se utilizaron como mapa de bits
animado en ánforas realizadas en el entorno de 3D studio Max.
Se renderizaron las secuencias de este modo y se editaron en
vídeo para conseguir la película animada final.
Este audiovisual se puede ver en internet en www.balawat.com
con subtítulos en inglés.
Lo que balawat intenta es aplicar diferentes lenguajes gráficos a
la difusión de un espacio arqueológico. Tratamos de manejar la
información utilizando distintas herramientas multimedia
incorporadas a los medios en los que se difunden hoy las ideas.
Los programas informáticos han avanzado mucho en pocos
años. Toca ahora reinterpretar la visión clásica de nuestro pasado
con lenguajes que funcionan de manera diferente; no tanto en
papel como en la pantalla, y con una posibilidad antes
desconocida: la interactividad y el hipervínculo.
El equipo de Balawat lleva diez años dedicado a aplicar
procedimientos gráficos al servicio de la Arqueología.
El que suscribe, director de arte de balawat, realizó los dibujos y
las animaciones de los mismos. No trató de imitar personajes
concretos de ningún ánfora, sino que recreó el estilo general con
dibujo propio, adecuado a las posibilidades visuales de la pantalla
y a las necesidades de la animación en formato flash.
165
Figura 5. Mosaico de Aquiles
Las obras de este tipo no van a sustituir a la cerámica griega, que
personalmente considero un episodio estelar de la historia del
arte universal; pero podrán introducir a muchas personas en ese
mundo fascinante, gracias a ofrecerles esos contenidos en un
formato óptimo para su visualización en pantalla.
Por último quiero resaltar el respeto de todo tipo de obras
infográficas por los originales en los que se basan. Ya sean
recreaciones 3D, aplicaciones interactivas o ensayos artísticos,
son siempre susceptibles de modificación, permiten otras
interpretaciones diferentes y contribuyen a promocionar el
Patrimonio arqueológico sin alterarlo.
Figuras 7 y 8. Diversos fotogramas de Aquiles en la isla de
Skyros.
Software
-Flash para la realización de los dibujos animados planos.
-Photoshop para las imágenes fijas.
-3D Studio Max para la creación de las reconstrucciones
virtuales de la villa romana y la creación del escenario
tridimensional en el que se desarrolla la animación de Aquiles.
-Premiere para la edición de vídeo.
Figuras 6. Diversos fotogramas de Aquiles en la isla de Skyros.
166
Bibliografía
ABÁSOLO, J.A., CORTES, J. y MARCOS, F.J. (2004): “Los recipientes de vidrio de las Necrópolis de La Olmeda”. Serie Arqueología.
Diputación Provincial de Palencia.
ABÁSOLO, J.A., CORTES, J. y PÉREZ RODRÍGUEZ-ARAGÓN, F. (1997): “La Necrópolis Norte de la Olmeda”. Diputación
Provincial de Palencia. Departamento de Cultura.
CAMPO, Marta (1990): “Las monedas de La Villa Romana de La Olmeda”. Diputación Provincial de Palencia. Departamento de Cultura.
CORTES ÁLVAREZ DE MIRANDA, Javier (1996): “Rutas y Villas romanas de Palencia”. Ars Magna Ediciones. Diputación Provincial
de Palencia.
167
Aplicaciones de la digitalización
digitalización 3D del patrimonio
J.C. Torres, P. Cano, J. Melero, M. España, J. Moreno
GIIG. Grupo de Investigación en Informática Gráfica de la Universidad de Granada. España.
Resumen
La digitalización 3D se ha convertido en un herramienta habitual en arqueología. No obstante, el procesamiento de los datos generados
por los escáneres láser sigue siendo complejo, y la utilidad dada a los modelos obtenidos es aún muy limitada.
En este trabajo analizamos algunos de los puntos más conflictivos en el procesamiento de las nubes de puntos, revisamos algunas de las
aplicaciones usuales de los modelos digitales y proponemos un marco conceptual para la utilización de los modelos 3D en la
documentación arqueológica.
Clave:
Palabras Clave
DIGITALIZACIÓN 3D, DOCUMENTACIÓN, ESCÁNER LÁSER
Abstract
3D digitalization has become a common tool in archaeology. However, the post processing of the data produced by the scanners is still
quite complex, and the computer models generated are given very few practical applications.
In this paper, we analyse the key steps involved in the processing of the point clouds. We also review some of the more usual applications
for the digital models and propose a conceptual framework for the use of this models in the documentation of cultural heritage.
words:
Key words
2D DIGITIZING, HERITAGE DOCUMENTATION, LASER SCANNER
1. Introducción
La digitalización tridimensional es la generación de un modelo
informático tridimensional de un objeto. El modelo digital puede
procesarse en un sistema informático no solamente para generar
imágenes y animaciones, si no también para realizar cálculos,
estudiar sus propiedades o editarlo. Si bien el interés por este
proceso en arqueología es tan antiguo como la informática
gráfica, su utilización ha estado condicionada por la evolución de
las tecnologías de captura y por el desarrollo de aplicaciones
específicas.
Independientemente de la tecnología usada, la digitalización
implica una toma de datos del objeto y un procesamiento
informático de los mismos. No obstante la tecnología
condicionará el esfuerzo de procesamiento y la bondad de los
resultados obtenidos.
Uno de los primeros métodos usados para la reconstrucción
digital en arqueología es el modelado directo a partir de medidas
realizadas sobre el yacimiento. Usando este método la toma de
datos consiste en realizar un conjunto de mediciones. El
procesamiento informático se reduce a generar el modelo digital
con un programa de diseño 3D. Con este esquema es fácil añadir
al modelo digital elementos que se han perdido por el paso del
tiempo, siendo complejo reproducir con fidelidad el objeto en su
estado actual. Por este motivo, está técnica se ha usado
esencialmente para la recreación virtual de ciudades y edificios.
Un ejemplo notable de estos trabajos es el proyecto “Italica
virtual” (GRANDE 2002).
La dificultad para generar modelos fieles a la realidad procede
del reducido volumen de información tomado. Para aumentarla
se pueden usar técnicas precisas de medida, o algoritmos que
obtengan la información geométrica a partir de fotografías. En
las últimas décadas se han desarrollado diversos estrategias de
este tipo. Ha sido el desarrollo de los escáner láser lo que ha
hecho posible capturar de forma rápida un conjunto de muestras
suficientemente grande de los objetos.
Independientemente del principio de funciona-miento y de la
tecnología utilizada, los escáner láser devuelven una distribución
de puntos medidos sobre la superficie del objeto, y
opcionalmente información de color en los puntos. Este
conjunto de puntos se usa en algunos casos como representación
del objeto, haciendo la visualización directa de los puntos
(“point based rendering”). Sin embargo, para obtener un modelo
3D útil es necesario procesar esta nube de puntos para generar
una malla poligonal. Por otra parte, la digitalización de cualquier
objeto, por simple que sea, conlleva la realización de varias
tomas con el escáner, que dan lugar a varias nubes de puntos,
que se deben fusionar en una única malla. Además, el número de
puntos suele ser excesivamente alto, debido a que el muestreo es
fijo, e independiente de las irregularidades del objeto. Cada una
de estos pasos se resuelve con procesos semiautomáticos, que
deben realizarse por personal especializado y con un consumo
alto de tiempo y recursos de cálculo (TORRES 2007).
168
2. Modelos 3D
3. Aplicaciones
Los requisitos que debe cumplir el modelo dependerán del uso
que se va a hacer del mismo. Si solo queremos visualizar el
modelo desde la posición en la que estaba el escáner nos bastará
con la nube de puntos tomada desde esa posición. Si queremos
generar una maqueta del objeto usando una impresora 3D
necesitaremos un modelo sólido.
La digitalización, como cualquier otra técnica, no es el fin, si no
un medio. Por tanto debe de servir como base para el desarrollo
de aplicaciones que resuelvan problemas concretos en el ámbito
del patrimonio cultural. En esta sección analizaremos algunas de
las aplicaciones que se han dado a la digitalización 3D en
patrimonio cultural.
Una medida habitual de la bondad de un modelo digital es la
resolución.
resolución En este contexto se entiende por resolución la
distancia entre muestras adyacentes, que está relacionado con el
tamaño de la menor irregularidad que podemos representar. La
resolución depende de la tecnología del escáner láser y de la
distancia a la que se ha capturado el objeto. Puede oscilar entre
varios centímetros para escáner de tiempo de vuelo, con objetos
lejanos, hasta las décimas de milímetro para escáneres de
triangulación. En el procesamiento del modelo es posible
modificar la resolución, diezmando la malla poligonal o
enriqueciéndola. En este último caso la información se añade
haciendo algún proceso de interpolación.
Documento gráfico.
gráfico El modelo digital constituye un detallado
documento gráfico tridimensional, que puede permitir saber
como era un objeto en un momento dado. Esta documentación
es especialmente valiosa cuando se va a realizar alguna
intervención en el elemento, ya que constituye un registro
tridimensional de la superficie del objeto, que permitiría
reconstruirlo en caso de desastre.
La bondad del modelo digital no solo depende del número de
medidas que tenemos de él. La precisión de estas medidas
también es esencial, ya que determina el error que podemos
tener en cada vértice del modelo. La precisión depende
exclusivamente de la tecnología del escáner, que condiciona el
error cometido en la medida de distancias en cada dirección (no
suele ser isotrópico) y el tamaño del haz láser, “spot”
(BOEHLER 2003).
Con los puntos devueltos por el escáner se pude construir un
modelo geométrico. De las características del modelo dependerá
el tipo de información que podamos obtener de él.
Figura 1. El modelo de la izquiierda presenta una fisura (imagen
de la derecha) que solo es apreciable cuando se introduce la
cámara en su interior.
Para poder calcular propiedades del modelo, como su volumen o
su peso, es necesario que este formado por una malla cerrada, sin
fisuras, y que no se produzcan auto-intersecciones. Otros
procesos, como refinar la malla, requieren además que esta sea
“manifold”, esto es, que no existan puntos de contacto entre
vértices o aristas. Existen algoritmos específicos para generar
mallas con estas propiedades, aunque en algunos casos el
proceso es manual.
El nivel de corrección geométrica necesaria dependerá del uso
que se de al modelo digital. Si solo se pretende visualizar el
modelo puede no ser necesario cerrar todas las fisuras (ver figura
1).
Difusión. Una de las aplicaciones más frecuentes de la
digitalización ha sido la generación de modelos 3D para realizar
visitas virtuales. El objetivo aquí es poder crear imágenes o
animaciones, que faciliten el conocimiento del patrimonio. Esto
es especialmente interesante cuando el original es de difícil, o
peligroso, acceso, o cuando las visitas deterioran el original.
También tiene sentido para permitir una mayor difusión,
llegando a un número de personas mayor. Obviamente se puede
usar como vehículo para promocionar el patrimonio.
Otra motivación es permitir que se exploren con detalle
elementos que quedan excesivamente lejos del visitante. Con este
fin se ha digitalizado la fachada de la entrada del monasterio de
Ripoll, permitiendo a las visitantes explorar todo el bajorrelieve
(de 7 x 11 m) con un detalle mili-métrico (BESORA 2008).
Uno de los aspectos más interesantes en este campo es la
posibilidad de completar el modelo con componentes no
existentes en el original en la actualidad. Así, por ejemplo, se
puede crear un modelo completo de una ciudad romana, a partir
de la digitalización de las calles y cimientos de viviendas que ha
perdurado. El modelo será lógicamente fiel solo a los restos
digitalizados, el resto del modelo será producto de la
interpretación del historiador, que se basará en otras fuentes (p.e.
descripciones escritas). Entre las reconstrucciones más
completas realizadas hasta la fecha se encuentra la de la ciudad
romana de Pompeya (PAPAGIANNAKIS 2005).
En este tipo de aplicaciones la precisión geométrica tiene un
valor secundario. Técnicamente el objetivo principal es producir
“sensación de realidad”. Para conseguirla es necesario un cierto
detalle geométrico (aunque el modelo no sea fiel), y un alto
detalle visual. Por otra parte, estas aplicaciones deben funcionar
frecuentemente de forma interactiva, o incluso sobre sistemas de
realidad virtual, permitiendo al usuario desplazarse por el modelo
o modificar parámetros de este. En estos casos es esencial que la
visualización pueda realizarse de forma interactiva, lo que limita
el nivel de detalle geométrico utilizable. En otras ocasiones, el
modelo se visualiza a través de internet, siendo entonces el
ancho de banda de la red lo que limita la complejidad del
modelo.
Para reducir complejidad geométrica debe simplificarse el
modelo. Además es posible sustituir detalles geométricos (como
una fisura que no se va a permitir que se observe de cerca) por
texturas, o por mapas de normales. Es posible incluso sustituir
elementos geométricos completos por polígonos texturados,
“impostores” (MELERO 2005).
169
Maquetación. La tecnología de impresión 3D desarrollada en la
última década permite realizar copias a escala, o a tamaño real,
del elemento. De esta forma es posible realizar maquetas de gran
fidelidad, y replicas completas, como se ha hecho con las cuevas
de Altamira. Esto ha permitido sustituir las visitas a las cuevas
por recorridos en la replica, favoreciendo la conservación. Para
poder realizar una copia física es necesario que el modelo,
además de tener el nivel de precisión exigido para el fin que va a
tener la maqueta, sea geométricamente correcta, y defina un
sólido válido.
3D (HODAČ 2005) . Esto permite navegar por el modelo, pero
impide asociar información a elementos tridimensionales. Con
este mismo enfoque, Naglič et al. utilizan un sistema GIS
convencional (NAGLIČ 2003). Meyer aborda el diseño de
sistemas accesibles via web, pero limitando la interacción a
componentes predefinidos (MEYER 2006, MEYER 2007).
Loannidis utiliza un sistema GIS al que conecta el modelo 3D
para realizar kioskos informativos en Micenas, pero sin
posibilidad de consulta o edición desde el modelo 3D
(LOANNIDIS 2003). En todas estas propuestas se ha utilizado
software existente, sin conseguir una conexión bidireccional
entre la documentación y el modelo 3D.
Virtual Inspector es una interfaz de visualización orientado a la
inspección de complejas representaciones de objetos 3D
optimizados y
enriquecidos con enlaces a información
descriptiva multimedia, utilizado como kiosko en distintas
exposiciones, gracias a su fácil reconfiguración (CALLIERI
2008).
4. Hacia el diseño de sistemas de información
información
arqueológicos
Figura 2. Zonas modificadas durante el proceso de restauración
mostradas en escala de color sobre la cabeza de uno de los
leones del Patio de los Leones de la Alhambra.
Análisis. Disponer de información detallada del modelo puede
permitir analizar el estado del mismo. Se puede comparar el
estado del modelo en dos momentos diferentes y también
generar información a partir de las propiedades geométricas del
modelo en su estado actual. La digitalización del David de
Miguel Angel se ha usado para analizar la acumulación de
contaminantes en la escultura y su estabilidad. Este último
estudio ha permitido determinar el origen de fisuras existentes en
el tobillo debidas a las tensiones producidas por el
desplazamiento del centro de gravedad respecto a la base de
sustentación (SCOPIGNO 2003).
Restauración. En el proceso de restauración la digitalización
puede ser útil como registro de la evolución del proceso Esto
permite analizar los cambios realizados en el objeto. La figura 2
muestra las diferencias en la cabeza de uno de los leones del
Patio de los Leones de la Alhambra antes y después de la
restauración. Cuando se han perdido partes del modelo, es
posible modelarlas en el ordenador, sobre el modelo digitalizado,
generando posteriormente la falta o un molde para construirla
usando una impresora 3D.
Documentación. Un problema esencial en el tratamiento,
conservación y recuperación del patrimonio histórico es la
gestión de la documentación. Se han realizado diversas
propuestas que integran información documental con el modelo
digital, la mayor parte de ellas orientadas a la difusión. Agnello
propone el uso de hipertexto (AGNELLO 2003). El método
obliga a prediseñar los elementos a los que se va a asociar
información, por tanto solo puede ser usado para sistemas con
información estática. Hodač usa un modelo 2D de la planta del
edificio para indexar la información, vinculando a este el modelo
Hasta la fecha, cada tipo de problema se ha planteado y resuelto
de forma especial. No se ha definido ninguna herramienta
genérica que permita gestionar toda la información relacionada
con el procesamiento de modelos digitales 3D de patrimonio
histórico.
Un ejemplo de sistema propuesto en esta línea es el diseñado por
Okamoto (OKAMOTO 2008). Este sistema trabaja sobre una
base de datos multimedia que permite, en tiempo real, asociar
información a densos modelos 3D obtenidos mediante escáner
láser. Esta asociación se realiza sobre el modelo 3D
directamente, tanto para edición como para consulta.
Este tipo de sistemas, que se encuentran en un estado de
desarrollo incipiente, permiten etiquetar el modelo. Esta
funcionalidad dista mucho de la que es capaz de realizar un
sistema GIS convencional. Los sistemas GIS sacan partido de la
estructuración de los atributos en mapas, y de la posibilidad de
operar entre estas.
Para poder utilizar de un modo semejante la información
asociada a un conjunto histórico es necesario disponer de un
sistema de información que interrelacionen los distintos datos,
ubicándoos espacialmente sobre el modelo 3D. Este problema
está resuelto en otros ámbitos (los sistemas GIS permiten
relacionar elementos ubicados sobre un territorio). En el ámbito
del patrimonio histórico nos encontramos frecuentemente
situaciones en las que los elementos no se distribuyen en el
territorio, si no sobre una fachada, una escultura o un
bajorrelieve. Estas son, por otra parte, las situaciones en las que
tendrá sentido digitalizar el modelo.
Un sistema de este tipo requiere que se defina una
transformación unívoca e invertible entre el modelo 3D y el
espacio en el que se representa la información. En un GIS esta
transformación es la proyección y el espacio de representación
de información es un rectángulo. La dificultad en el caso de un
modelo 3D general esta en establecer la transformación. En el
caso de superficies simples se puede realizar una parametrización
del modelo 3D. Este proceso es el que se sigue para aplicar una
textura. En modelos grandes se suele descomponer la superficie
170
en zonas a las que se les calcula la transformación de forma
independiente. Este enfoque no es valido para el sistema de
información pues genera una colección de texturas (atlas de
textura), la transformación no es unívoca, y no es invertible.
Otra diferencia importante entre ambos sistemas se deriva de los
mecanismos de edición e interacción. En el caso de los sistemas
GIS, el usuario trabaja directamente sobre los mapas, ya que la
mecánica de la proyección es natural y conocida. En nuestro
caso, necesitaremos que la edición e interacción se realice sobre
el propio modelo 3D, ya que la transformación no será intuitiva.
Conclusiones
La aplicación de la digitalización 3D al patrimonio requiere la
automatización del procesamiento de las nubes de puntos y el
desarrollo de software que aproveche la potencialidad de los
modelos digitales. La evolución de este software debe llevar a la
creación de sistemas integrales de gestión de información
arqueológicos, que trabajen en un modo análogo a como lo hace
un sistema GIS.
Un sistema de información para patrimonio podría servir como
herramienta genérica, en la que podrían desarrollarse la mayor
parte de las aplicaciones descritas.
Agradecimientos
Este trabajo ha sido parcialmente financiado por el Ministerio de Ciencia y Tecnología y los fondos FEDER, a través del proyecto
TIN2007-67474-C03-02 y por la Consejería de Innovación Ciencia y Empresa, Junta de Andalucía a través del proyecto de excelencia
TIC-401.
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171
REALIDAD VIRTUAL:
HERRAMIENTA DE INVESTIGACIÓN, CONSERVACIÓN Y DIFUSIÓN
DEL PATRIMONIO ARQUEOLÓGICO
VIRTUAL REALITY:
AN APPROACH FOR RESEARCH, CONSERVATION AND DIFFUSION
OF ARCHAEOLOGICAL HERITAGE
LARARIUM CASA DE LOS PÁJAROS. CENTRO DE INTERPRETACIÓN DE ITÁLICA. ITÁLICA. SEVILLA. ESPAÑA.
ANTINOO. Arqueología Virtual. Sevilla. España.
172
173
Las nuevas tecnologías, una herramienta al servicio de la
presentación del Patrimonio. El caso del Parque Arqueológico
rqueológico Minas
de Gavà (B
(Barcelona)
Mònica Borrell Giró
Parque Arqueológico Minas de Gavà. Gavà. España.
Resumen
El Parque Arqueológico Minas de Gavà (Barcelona) es una instalación patrimonial creada con el objetivo de conservar un sector de les
minas en galería más antiguas de Europa y difundir su conocimiento. La construcción del edificio y la propuesta museográfica
representaron una serie de retos y motivos de reflexión sobre cómo actuar y difundir un yacimiento arqueológico tan singular. En estas
líneas queremos presentar nuestra experiencia, los recursos que se utilizaron y las aplicaciones en la gestión y la comunicación.
Clave:
Palabras Clave
MINAS PREHISTÓRICAS DE GAVÀ, MUSEALIZACIÓN, NUEVAS TECNOLOGÍAS
Abstract
The Gava Mines Archaeological Park (Gavà, Spain) is an interpretative centre created in order to achieve a global project in the
Prehistoric Mines site, the oldest mines made in galleries in Europe. The construction of the building and the exhibition were a challenge
and an opportunity to think about how to act and communicate such an outstanding archaeological site. In this paper we present this
experience, the resources used and the technological applications in management and communication.
words:
Key words
PREHISTORIC MINES GAVÀ2, MUSEALIZATION, NEW TECHNOLOGIES.
1. El punto de partida: el yacimiento
casco urbano de Gavà o en zona urbanizable. El Parque
Arqueológico ha representado una actuación en un solar
municipal de unos 4.000 m2, donde se localizan una veintena de
bocas de mina.
Las Minas Prehistóricas de Gavà son un yacimiento singular en
muchos sentidos, incluidas la fragilidad de sus estructuras y la
complejidad de actuación y presentación del mismo.
Las Minas Prehistóricas de Gavà son las minas en galería más
antiguas de Europa y las únicas dedicadas a la extracción de
variscita, un mineral de color verde utilizado para la confección
de ornamentos. Con 6.000 años de antigüedad, fueron
explotadas a lo largo de unos ochocientos años por comunidades
que enmarcamos en el neolítico medio y final.
Contemporáneamente a la explotación, las minas fueron
reutilizadas como escombreras y cámaras funerarias, de manera
que, aunque no se ha localizado la zona de hábitat, el yacimiento
es una fuente de información única para el estudio del neolítico
en el Mediterráneo occidental.
Las Minas Prehistóricas fueron excavadas en una zona de
pizarras y precisamente el sustrato geológico, juntamente con el
desarrollo tecnológico, es el que determina el sistema de
explotación en galerías subterráneas y las dimensiones y
características de las estructuras. Como veremos, estos aspectos
son clave en cualquier actuación de conservación y presentación.
El yacimiento está catalogado como BCIN desde 1998 y tiene
una superficie aproximada de 200 Ha., en buena medida en el
Figura 1. Vista general del recinto expositivo
2 El Parque Arqueológico, premisas de la actuación
Las Minas se conocían desde mediados de los años setenta y
fueron abiertas al público en 1993, con una primera actuación de
protección y presentación de las mismas muy sencilla y que
permitía la visita subterránea a una de las minas mejor
conservadas y conocidas del complejo.
174
Los años de experiencia de trabajo integral en el yacimiento
fueron muy importantes para definir el proyecto museológico del
Parque Arqueológico redactado por el equipo del Museo de
Gavà y el proyecto arquitectónico y museográfico diseñado por
Dani Freixes i Varis Arquitectes y construido por la empresa
Lunatus.
La primera de las premisas que guiaron la actuación en el Parque
Arqueológico es la del compromiso, la militancia por la
divulgación del conocimiento y la preservación de nuestro
pasado y del patrimonio como su testimonio.
La segunda, la voluntad de comunicar estos valores a la
globalidad de la población, especialista o turista, infantil o
adulta... Intentando atraer su interés, haciendo comprensibles
conceptos y valores a veces difíciles de transmitir, motivando y
emocionando. Es evidente que hay unos requerimientos de
preservación, de gestión, de rigor científico... pero también
hemos de tener en cuenta los requerimientos que emanan de las
necesidades, de las demandas de los usuarios. Las TIC pueden
ser una herramienta al servicio de estos objetivos, no un objetivo
en sí.
La construcción del PA intentaba dar respuesta a varias
necesidades que se nos habían hecho evidentes en los casi diez
años de visita pública:
La preservación de las estructuras. Sin afectar directamente
a la conservación de las minas, los más de quince mil
visitantes anuales que recorrían los pozos, cámaras y
galerías dejaban su huella inevitablemente en el yacimiento.
Era necesario buscar una alternativa que substituyera la
experiencia de la visita a las minas originales, una
experiencia que se demostraba única y emotiva para la
mayoría de visitantes.
La recreación del pasado. Cómo transmitir a la gente todo
el conocimiento que proporcionan las excavaciones sobre
el entorno natural, el aprovechamiento de recursos,
sistemas productivos, creencias, tecnología.... del neolítico
superando las limitaciones de las estructuras mineras vacías
y los materiales arqueológicos, de por sí parciales y
visualmente poco espectaculares.
Una instalación moderna al servicio del visitante. Facilitar a los
usuarios todos los servicios que hacen la visita completa y
placentera, no sólo en la instalación en sí, sino desde el momento
que se planea la visita, lo que implica todos los mecanismos de
comunicación.
3. La solución arquitectónica
En el Parque Arqueológico tienen una presencia especial el
edificio mismo y la presentación museográfica, que se sitúa en el
entorno y sobre las estructuras mineras mismas. En todo el
desarrollo del proyecto se tuvo en cuenta el necesario equilibrio
entre los recursos de presentación y el protagonismo que habían
de tener las estructuras mineras, subterráneas en su totalidad. En
este sentido es una instalación novedosa que se desmarca de los
musées de site y de algunos centros de interpretación.
Figura 2. Visitantes contemplando las estructuras originales de la
mina central
En el Parque Arqueológico se crea una relación particular entre
museografía y yacimiento. El edificio está en parte abierto en su
recorrido perimetral, de manera que el visitante siente las
inclemencias como la lluvia o el viento. Asimismo, la
museografía está construida en una plataforma elevada sobre el
sustrato natural, de manera que hay un diálogo constante entre la
tierra, las minas y la exposición.
En contraste a estos elementos naturales que nos evocan el
territorio y la excavación de origen, la museografía es
expresamente moderna, visualmente llamativa, con gran
presencia de componentes audiovisuales. Se genera así un
diálogo singular entre elementos naturales o arqueológicos y
museografía en el que tiene un papel particular, y no
necesariamente obvia, la tecnología.
4. El tratamiento de las estructuras mineras
Para evitar que la museografía quitara protagonismo al
yacimiento, la primera solución fue la de hacer evidentes las
estructuras en todo el recorrido. Allí donde fue posible – que es
en la mayoría de casos – se protegieron las bocas y se
musealizaron. Asimismo, la zanja central descubierta en este
sector preside todo el recorrido expositivo.
175
Por otro lado, la construcción del Parque Arqueológico era una
oportunidad para solucionar dos problemas principales que
presentaba el recorrido que se hacía habitualmente por las minas
originales: la conservación de las estructuras y la seguridad por
un lado, y la accesibilidad, por otro. En el desarrollo del
proyecto se plantearon posibilidades diferentes y la solución por
la que se optó finalmente fue la que actualmente llamamos
“mina reproducida” o “mina didáctica”: una recreación escala
natural de una mina ideal en la que concentramos el
conocimiento disponible hasta el momento en temas de geología
y minería.
De la mina reproducida destacamos:
La solución a dos de los principales problemas de las minas
originales: la conservación y la accesibilidad.
El rigor científico, ya que sistemas informáticos nos
permitieron recrear fielmente las estructuras conocidas.
La accesibilidad de máximo número de público, incluso
con sillas de ruedas o con dificultades visuales.
Aprovechar el marco de la reproducción para proporcionar
información que en les estructures originales es difícil de
conseguir o que requiere la visita a varias minas.
Y un aspecto tanto o más importante, mantener la magia
del original, la emoción de la visita subterránea.
¿Qué pensaban? La arqueología nos proporciona muchísima
información sobre el pasado, pero los datos no siempre son
fácilmente interpretables por el visitante. Cada vez más se hace
evidente la utilidad de recrear a partir de la información que nos
proporcionan los científicos.
La opción del Parque Arqueológico, teniendo en cuenta las
premisas citadas inicialmente, fue el de arriesgarse y llegar a una
interpretación y recreación del pasado hasta donde el
conocimiento científico nos permitía, facilitando diferentes
niveles de lectura y combinando recursos (objetos, audiovisuales,
textos...) y canales de comunicación diferentes, sin olvidar los
sentidos y el mundo de las emociones.
En cualquier caso, el recurso básico del discurso expositivo es el
audiovisual (vídeos, filmaciones, dibujos con animaciones...) al
que se añade, especialmente en el audiovisual inicial, un
tratamiento escenográfico que permite este componente
emocional. Pero en términos generales son recursos clásicos, tan
sólo en la recreación del paisaje prehistórico se recurre al 3D.
De entre todos, el espacio mejor valorado es el que se proyecta
una filmación en un diorama, en definitiva, un sencillo y
tradicional juego óptico, pero en el que el efecto narrativo, la
personalización, la proximidad, el efecto de ventana al pasado,
incluso la simpatía con la que se trata la información resulta más
próximo al visitante, infantil o adulto.
Una compleja programación informática rige el sistema de
control general de la exposición. El Parque Arqueológico ya no
se pone en marcha levantando diferenciales de un cuadro
eléctrico ni pasando por las diferentes máquinas de vídeo que es
necesario activar.
Un control informático central gobierna todos los equipos y
recoge los datos para gestionar la selección de idiomas, el inicio
de cada uno de los audiovisuales, la secuencia de luces
escenográficas, apertura y cierre de puertas, etc... Activando una
pantalla táctil se pone en marcha la compleja coreografía de los
diferentes elementos de la museografía. Asimismo, sistemas vía
radio eliminan instalaciones con cableado. A la hora de cerrar, el
mismo procedimiento permite la desactivación.
Figura 3.Interior de la mina reproducida
En algunos momentos del desarrollo del proyecto se ha
planteado la recreación virtual de las minas con sistemas 3D para
transmitir información. Ésta sería una buena opción para hacer
una simulación de la formación de la geología de la zona, o para
entender la relación entre geología y minería, incluso para
disponer de diferentes visiones o perspectivas del yacimiento.
Tanto en el entorno del Parque Arqueológico como para un
acceso remoto. Pero en ningún momento, éste puede ser un
recurso que facilite in situ una experiencia emocional.
5. La transmisión de información
¿Qué información nos proporciona la arqueología? ¿Qué
sabemos de nuestros antepasados? ¿Cómo eran físicamente?
Es un sistema que proporciona efectismo, espectacularidad,
simplicidad de gestión y facilita el mantenimiento, ya que permite
reparaciones parciales estando la museografía activada y el
control remoto vía internet. Pero por otro lado, hay una
dependencia tecnológica, el peligro de colapso y unos gastos de
mantenimiento más elevados, sobretodo derivados del coste de
la maquinaria.
6. Ayuda a la gestión de las instalaciones y a la
comunicación
Como estamos presentado, el Parque Arqueológico es un
espacio tecnológico donde se mezclan nuevos y clásicos recursos
al servicio de la difusión del patrimonio, así como en el proceso
gestión de servicios y comunicación de la información.
La aplicación de las nuevas tecnologías a los servicios ha
facilitado la gestión de la instalación: las estaciones de trabajo
están conectadas en red de manera que permiten la conexión
desde cualquier punto en tres edificios diferentes. La telefonía IP
permite el uso de aparatos fijos y portátiles que se conectan con
tecnología WIFI y permiten la descentralización de la atención
telefónica, por ejemplo.
176
otras administraciones (autonómica, nacional y europea). Un
proyecto museográfico novedoso fruto del trabajo conjunto: la
experiencia del personal técnico del museo en el campo de la
arqueología y el patrimonio, la creatividad de Dani Freixes y la
profesionalidad de una empresa privada, Lunatus, que buscó
soluciones técnicas y materializó un sueño. Es de rigor reconocer
que, a partir del conocimiento del personal técnico de museos, es
sobre todo el dinamismo de profesionales y empresas el que
permite avanzar en las soluciones museográficas e innovar en
este campo. Es un camino que se hace conjuntamente.
Figura 4. Visitantes en la sala de interactivos del Parque
Arqueológico Minas de Gavà
La informatización de las reservas, de la facturación, venta de
entradas, emisión de billetes de acceso, control de estocs...
facilita enormemente la gestión de la instalación y el control
contable.
Y un aspecto en que es clave la informática es el de la
comunicación: internet.
www.parcarqueologic.cat es el espacio virtual del Parque
Arqueológico, la carta de presentación, una fuente de
información, una herramienta de gestión, un centro de recursos,
un canal de comunicación..., que todavía no ha sido explotado en
todo su potencial.
El proyecto del Parque Arqueológico representa una apuesta
valiente e integral de valorización de un yacimiento arqueológico
por parte de la administración municipal que tuvo el apoyo de las
Los centros patrimoniales no somos generadores de tecnología,
y a veces parece que nos llega aún más tarde que al ámbito
doméstico, pero no podemos vivir de espaldas a las muchas
oportunidades que ofrece. La aplicación de nuevas tecnologías
facilita la gestión de instalaciones, permite una mayor autonomía
de funcionamiento, facilita el intercambio, la agilidad en la
comunicación y, en algunos aspectos, el abaratamiento de
costos... Pero requiere también una constante formación, una
adaptación continua para dar respuesta ágil a la velocidad con se
suceden las novedades, la versatilidad del personal... que no
siempre es fácil en la administración pública. Pero actualmente
no parece que haya otro camino alternativo.
Desde los museos locales y de forma aislada parece difícil
mantenerse al día en el campo de las tecnologías, pero las
experiencias mancomunadas o lideradas por administraciones
superiores han de servir para promocionar equipamientos e
instituciones, facilitando el acceso a bases de datos de forma
remota, ayudando a la proyección, potenciando el hábito de
visita, generando recursos pedagógicos on line... Y
conjuntamente con el mundo universitario, promoviendo la
investigación en el campo de la museografía y la comunicación
con el fin de avanzar de forma segura y efectiva en la aplicación
de las nuevas tecnologías en los muchos frentes que se nos
ofrecen.
177
Los escenarios históricos en el Museo y Parque Arqueológico Cueva
Pintada: de la investigación a la recreación virtual
José Ignacio Sáenz Sagasti y Carmen Gloria Rodríguez Santana
Museo y Parque Arqueológico de Cueva Pintada. Galdar. Gran canaria. España.
Resumen
El Museo Parque Arqueológico Cueva Pintada (Galdar, Gran Canaria) ha apostado por la implementación de nuevas posibilidades
virtuales encaminadas a mejorar la comprensión de este yacimiento por parte del público visitante. La aplicación de estas nuevas
tecnologías ha estado sustentada en una sólida investigación histórica y arqueológica, así como en un profundo respeto por los restos
arqueológicos originales.
Clave:
Palabras Clave
PARQUE ARQUEOLÓGICO, REALIDAD VIRTUAL, INVESTIGACIÓN ARQUEOLÓGICA.
Abstract
The Museum-Archaeological Park Cueva Pintada (Galdar, Gran Canaria) has promoted the implementation of virtual possibilities to
improve the understanding of this site by the visiting public. The implementation of these new technologies has been based on solid
historical and archaeological research, as well as a deep respect for the original archaeological remains.
words:
Key words
ARCHAEOLOGICAL PARK, VIRTUAL REALITY, ARCHAEOLOGICAL RESEARCH.
1. Museo y Parque Arqueológico Cueva Pintada: una
larga trayectoria
El Museo y Parque Arqueológico Cueva Pintada es, a día de hoy,
una realidad gracias al desarrollo de un ambicioso programa de
conservación, investigación y difusión, elaborado a lo largo de
más de veinte años de trabajos y que tenía como uno de los
objetivo irrenunciables volver a abrir al público la que, sin duda,
puede considerarse como una de las manifestaciones rupestres
más genuinas de la pintura mural prehispánica (figura 1). Un
programa que se inició en 1982, prácticamente al mismo tiempo
que se cerraba al público la Cueva Pintada debido a serios
problemas ligados a su conservación.
rrollaron entonces una serie de labores que buscaban, ante todo,
habilitar una entrada para poder mostrar al público este singular
espacio. Estos trabajos supusieron el descubrimiento de un
complejo troglodita del que formaba parte la propia Cueva
Pintada, así como un considerable volumen de materiales
arqueológicos que fueron estudiados en ese momento, al igual
que lo fueron los paneles decorados por Beltrán y Alzola (1974).
Si hacemos un breve recorrido por la historia de este singular
enclave arqueológico fue en el año 1862 cuando una serie de
labores agrícolas provocaron el descubrimiento de una cámara
excavada en la toba volcánica que conservaba en su interior las
paredes pintadas con dibujos geométricos (Onrubia, 2003).
Noticias de la época recuerdan el descubrimiento y dan cuenta
de los materiales arqueológicos que se recuperaron en su interior
(Ripoche, 1883). La repercusión de este hallazgo llevó al
Ayuntamiento de Gáldar a realizar un primer acondicionamiento
para facilitar su visita en 1884 (Stone, 1874/1995).
Sin embargo, la Cueva Pintada cayó en el olvido y, ante la falta
de acciones que garantizaran su conservación, el estado de los
paneles fue deteriorándose progresivamente. No es hasta el año
1970 cuando las administraciones se comprometen a intervenir,
antes de que la pérdida de los paneles fuera irreparable. Se desa-
Figura 1: Detalle del friso decorado de la Cueva Pintada.*
178
En el año 1972 se abre la Cueva Pintada al público, y un año más
tarde fue declara Monumento Histórico Artístico (BOE, 1973).
El inadecuado cierre arquitectónico realizado en este momento,
a lo que se unió la falta de control de las visitas, provocó la
aceleración de los procesos de deterioro (Onrubia et al., 2007),
de ahí que en el año 1982 se tomara la decisión de cerrar la cueva
al público.
de los muros no suelen superar los 50 cm. Por otro lado, las
fases de ocupación de este espacio, que posee una extensión de
6.000 m2, así como las evidentes remodelaciones realizadas en
algunas de las casas, son difíciles de apreciar por el público no
especialista.
Era evidente que para poder volver a disfrutar de la
contemplación de la Cueva Pintada se imponía el desarrollo de
un programa integral de conservación en el que la investigación
arqueológica debía ocupar un lugar destacado. Agáldar, nombre
prehispánico de Gáldar, era citado en las fuentes escritas de los
siglos XIV y XV, como el centro del poder político de Gran
Canaria, jugando un papel primordial en lo que fue el proceso de
anexión de la isla por parte de la corona castellana. El programa
de investigación planteó entonces la necesidad de acometer una
serie de sondeos arqueológicos en el entorno próximo de la
cueva. Los espectaculares descubrimientos impulsaron las
intervenciones arqueológicas que se desarrollaron a lo largo de
14 campañas de excavaciones y que permitieron sacar a la luz un
poblado de más de cincuenta casas, cuevas y otra serie de
espacios domésticos, en el que se recuperó una gran cantidad de
materiales arqueológicos (Onrubia et al., 2004: 709).
3. Las recreaciones históricas en Cueva Pintada
2. La realidad virtual en el proyecto museológico
Los descubrimientos derivados de las intervenciones
arqueológicas transformaron lo que era una aislada cámara
decorada, en un yacimiento complejo y extenso. Esta nueva
realidad cambió de forma radical el planteamiento inicial, ya que
no sólo se trataba de abrir la Cueva Pintada al público sino de
abordar la musealización de un caserío que formó parte del
antiguo Agáldar prehispánico. La densidad de estructuras
arqueológicas y la marcada topografía del yacimiento impusieron
una compleja y audaz intervención arquitectónica (Zarandieta et
al., 2007).
Las reconstrucciones virtuales no pueden llegar a desarrollarse
sin el concurso de un exhaustivo proceso de investigación. Es
difícil que se pueda recrear un escenario histórico si previamente
no se ha sido capaz de reconstruir cada uno de los elementos
que lo formaban, ya se trate de un paisaje desaparecido, ya de los
acontecimientos que en él se desarrollan.
En el caso de Agáldar, la reconstrucción de los hechos que en él
tuvieron lugar pueden ser reconstruidos no sólo con la
información arqueológica derivada de las excavaciones realizadas
en el yacimiento, sino también con las abundantes fuentes
documentales y narrativas. Lógicamente, es preciso discernir qué
documentación manejar y para qué hechos concretos, sin caer en
el anacronismo. La ventaja con la que contamos en el yacimiento
Cueva Pintada, es que una buena parte de toda esa información
documental es contemporánea a la ocupación del poblado, y en
concreto con el periodo mejor conocido, que abarcan los siglos
XIV al XVI. (Onrubia, 2003).
En los audiovisuales del museo se han utilizado distintos
sistemas a la hora de afrontar la recreación de una realidad
pretérita, es así que se han modelado en 3D complejos
escenarios históricos en los que destacan los paisajes (ya se trate
de las vistas de la isla, ya de Gáldar o la ciudad del Real de Las
Palmas), los poblados indígenas, las primeras edificaciones
castellanas (figuras 2 y 3) o enclaves sólo conocidos a través de
las fuentes escritas y en los que la realidad prehispánica debe ser
imaginada (figura 4, a partir de Onrubia et al., 2000: 24). La
vocación última es la de rescatar todo un proceso histórico que
ha sido científicamente construido.
Con este nuevo punto de partida, se diseñó un proyecto
museológico que, si bien consideraba irrenunciable la
contemplación directa de este singular enclave, pretendía ir más
allá en la construcción de su discurso (Onrubia Pintado et al.,
1999; Sáenz y Antona, 2006). La voluntad era la de introducir al
visitante en un escenario histórico, invitarle a viajar al pasado
para adentrarse en uno de los momentos más apasionantes de la
historia de la isla. Para lograr evocar ese momento remoto, se
consideró que los recursos audiovisuales serían el instrumento
idóneo. Lógicamente, las recreaciones virtuales ocuparían un
lugar destacado en ellos, puesto que permitían recrear escenarios
desaparecidos hace más de mil años.
De este modo, el proyecto museológico incorporó siete
audiovisuales que dosifican la información que se desea
transmitir al visitante, distribuyéndose a lo largo del recorrido.
Esto hace que elementos arqueológico reales (ya en la sala de
exposición, ya en el propio yacimiento) se combinen con las
recreaciones multimedia, haciendo que el recorrido se convierta
en una experiencia enriquecedora para el visitante.
No cabe duda de que uno de los retos de la musealización de un
yacimiento reside en hacer comprensibles las ruinas que el
visitante contempla. El estado de conservación en el que se
encuentran los restos del poblado Cueva Pintada es aceptable,
sin embargo, como ocurre en la mayoría de yacimientos, apenas
se conservan las líneas de cimentación de las casas y los alzados
Figura 2: Recreación de la isla de Gran Canaria en una imagen
nocturna, en la que destaca el modelado de la Montaña de
Gáldar **
Lógicamente, también hay un segundo grupo de infografías que
se ha centrado en reproducir espacios arqueológicos de los que
la investigación ha permitido tener suficientes datos como para
plantear hipótesis que se plasman en propuestas concretas.
179
Figura 3: Infografía en 3D de la antigua Iglesia de Santiago de los
Caballeros de Gáldar sobre el plano de Cayetano González de
principios del siglo XIX **
Sin duda, el primer audiovisual, en estereoscopía y alta
definición, es el que ha supuesto una mayor novedad, tanto en
sus fases de producción, postproducción e instalación, de hecho,
en el momento de su realización, año 2003, fue el primer rodaje
europeo que combinaba ambos sistemas. Los estudios de
público realizados confirman que el resultado final es altamente
valorado por los visitantes, siendo el mejor puntuado por el
público entre los recursos museográficos desplegados en el
museo. Este tipo de proyección es el que verdaderamente
consigue que las personas se sientan parte de esa realidad virtual
pretérita, en especial en algunos momentos del audiovisual
donde se tiene la sensación de ver salir de la propia pantalla
elementos como aves virtuales, virotes, antorchas encendidas…
Las reacciones de los visitantes durante la proyección
(movimientos, sorpresa, exclamaciones…) dan fe de ello.
3.2. Las recreaciones virtuales
virtuales
El mito de origen y colonización de las islas
Entre las primeras cuestiones que se tuvieron que afrontar en el
discurso museológico se encontraba el origen del poblamiento
insular, que sigue siendo uno de los temas aún sin resolver de la
investigación arqueológica en Canarias.
Figura 4: Recreación del oratorio de Tirma, imaginado a partir de
la descripción de Bernáldez**
3.1. Los formatos de exhibición
En el primer audiovisual, a la hora de abordar este asunto, el
equipo responsable intentó alejarse de los tópicos, a la vez que
descartaba algunas de propuestas que se han instalado en los
últimos años en parte de la comunidad científica y que, a fuerza
de repetirlas, parece que se dan por ciertas.
Una de las bazas del proyecto museológico implementado en el
Museo y Parque Arqueológico reside en su capacidad para
sumergir al visitante en una realidad pretérita, una realidad que ya
no existe, una realidad virtual. Cautivar la atención del público es
uno de los objetivos prioritarios del museo y, sin duda, la
introducción de dos formatos innovadores, proyecciones
estereoscópicas y panorámicas, contribuye a ello. Por otro lado,
las salas incluyen otros elementos, tales como sonido Dolby 5.1,
flashes strobos, luces cegadoras, pantalla motorizada… que
contribuyen a conseguir esa inmersión en la Gran Canaria del
siglo XV (figura 5).
Se acudió, pues, al propio mito de origen de los antiguos
canarios para salvar esta cuestión (Onrubia Pintado, 2003:454).
Marín de Cubas escribía: “afirmabánla los canarios […] que
decían haber venido encantados en forma de aves desde África
del monte Atlante que llamaban Montes Claros con grandes
fábulas y ficciones” (1694/1993: 313). Precisamente este texto
fue la base de una recreación virtual que construye un episodio
evocador que se inserta en la cosmogonía indígena. Así, para
recrear este mito se modelaron dos aves virtuales que se acercan
por un mar proceloso a la isla de Gran Canaria (figura 6) y,
mediante un morphing digital, se transforman en los actores que
encarnan a esos primeros pobladores.
Figura 5: Público-visitante contemplando el audiovisual
estereoscópico en el Museo y Parque Arqueológico Cueva
Pintada *
Figura 6: Imagen virtual de las aves que encarnan el mito de
origen de los antiguos canarios**
180
La Cueva Pintada y el Complejo Troglodita
En el yacimiento Cueva Pintada, este conjunto es,
probablemente, el espacio más significativo y, de hecho, el
núcleo que impulsa el proyecto de musealización.
Si bien la intervención arqueológica de 1970 permitió descubrir
el complejo troglodita del que formaba parte la Cueva Pintada,
también provocó la destrucción de una parte del mismo. Esa
pérdida implicó que la presentación de este lugar se convirtiera
en un verdadero reto en el proyecto museológico. A las
modificaciones provocadas por aquellos trabajos, se unía la
barrera visual del cierre arquitectónico de la cámara decorada,
necesario para garantizar su conservación. En este contexto,
parece que todo son obstáculos para que el visitante pudiera
formarse una imagen clara de cómo se organizaba este espacio
en época prehispánica.
vinculado a la transformación de la caña de azúcar en un
producto apto para la exportación. El audiovisual muestra las
distintas dependencias que componían una instalación de este
tipo, así como las diferentes labores que se desarrollaban en cada
uno de esos espacios (molienda y prensado de la caña, salas de
caldera, purgado y refinado…). Mediante la combinación de
espacios modelados por ordenador, a los que se incorporan
personajes reales, el visitante tiene la sensación de estar viendo
una de esas industrias azucareras en pleno proceso de
producción (figuras 7 y 8).
Los modelados en 3D que se insertan en los audiovisuales
situados en esta parte del poblado, posibilitan la recreación de
este complejo que está compuesto por siete espacios
habitacionales, probablemente con distintos usos cada uno de
ellos, a tenor de las diferencias que presentan las plantas de cada
espacio habitacional, y de los datos recuperados en su
descubrimiento.
En este espacio también fueron diseñados dos módulos
interactivos que permiten al visitante realizar un itinerario virtual
por este complejo, escogiendo vías de acceso a las distintas
habitaciones, incluyendo en el interior de las mismas los ajuares
que pudieron estar presentes en ellos.
Figura 7: Combinación de infografía y personajes reales en la
recreación del ingenio azucarero. Recreación del prensado de la
caña de azúcar**
La recreación de las casas prehispánicas
Los datos recuperados a lo largo de las campañas de excavación,
unido a las referencias arqueológicas conocidas (Onrubia
Pintado, 2003) han permitido tener una idea aproximada de cuál
era el aspecto que podía tener el antiguo poblado de Agáldar.
El visitante puede contemplar en el museo, concretamente en el
audiovisual panorámico, la recreación infográfica de la
disposición de este poblado en la falda de la montaña, ocupando
el espacio que va desde el actual centro histórico de Gáldar hasta
el fondo del barranco.
Del mismo modo, combinando datos documentales y
arqueológicos, se ha podido desentrañar las técnicas
constructivas de las casas prehispánicas. El audiovisual que
reconstruye este proceso se han incluido en el interior de las
viviendas que se han construido a escala 1:1 en el propio
yacimiento. No cabe duda de que la combinación de la visita por
el yacimiento, la recreación de las viviendas y los recursos
audiovisuales, con imágenes virtuales y reales, consiguen que el
visitante pueda ir conformando poco a poco, una imagen
mental de cómo era el aspecto que tenía el poblado Cueva
Pintada.
El ingenio azucarero
Como ya se ha apuntado, a lo largo de las distintas unidades
expositivas, se van presentando imágenes virtuales que ponen de
relieve las consecuencias de la presencia castellana en la isla
desde finales del siglo XV (la torre de Agaete, la fundación del
Real de Las Palmas, la transformación del Agáldar prehispánico,
las naves que llegan a las islas…). No obstante, la reconstrucción
del ingenio azucarero amalgama no sólo el modelado en 3D de
espacios concretos, sino la escenificación del complejo proceso
Figura 8: Combinación de infografía y personajes reales,
recreando el volcado de la melaza en las formas azucareras **
Esto ha sido posible gracias a la recopilación de una exhaustiva
información que nos permiten hablar de la existencia de un
ingenio azucarero en las proximidades del yacimiento. Es muy
posible que incluso una de las estructuras indígenas fuera
reutilizada como parte de este ingenio (Martín et al., 1996). Esta
reconstrucción se ha considerado como un elemento clave en el
discurso museológico pues es incuestionable la importancia que
tuvo esta industria en el desarrollo económico de la isla en los
años que siguieron a su conquista y hasta la llegada de la caña de
azúcar de los países americanos.
Esta información se sitúa al final del recorrido por el yacimiento,
lo que contribuye a crear en el visitante la sensación de que a
medida de que se dirige a la salida, recibe información de las
fases más recientes del poblado, retornando poco a poco de ese
viaje que ha realizado al pasado prehispánico.
181
5. La aportación de las nuevas tecnologías al Museo
y Parque Arqueológico Cueva Pintada
Es indudable la aportación de las nuevas tecnologías en los
discursos museológicos en múltiples aspectos. Desde el punto de
vista de la presentación de contenidos, han permitido no sólo
destacan los vestigios más conocidos o espectaculares, sino que
han incorporado, en muchos casos de manera indirecta, otros
elementos que no eran resaltados en los discursos positivistas de
los museos: un campo cultivado de cebada, una plaga de
langosta, un cesto lleno de higos, el desarrollo de un ritual…
Esto permite transmitir información a públicos heterogéneos y
con distintos niveles de conocimiento sobre las materias de
referencia del museo. Evidentemente ello no supone renunciar a
la utilización de otros soportes que complementen esa
información, como puede ser la trasmitida por los guías del
museo.
Desde el punto de vista de la conservación estos sistemas
ofrecen la ventaja de crear una imagen de cómo era un
determinado bien cultural, sin intervenir directamente él. Hace ya
tiempo que los criterios de restauración se orientan a reducir al
mínimo las actuaciones sobre los objetos muebles o los bienes
inmuebles. Se pretende con ello respetar al máximo el original,
evitando confundir al público con reconstrucciones en las que
los elementos originales quedan ensombrecidos y, por tanto,
difícilmente identificables. Como consecuencia de esto, las
restauraciones no siempre consiguen que las piezas sean
comprensibles a todo tipo de público, y es aquí donde las
recreaciones entrar a jugar un papel crucial.
Otra de las posibilidades de estos sistemas, y que ha sido
utilizada en Cueva Pintada, es la de plasmar la evolución
histórica del poblado, que permite al visitante hacerse una idea
clara de cómo este espacio ha sido apropiado, transformado o
abandonado. Todo ello transcurre ante el espectador en apenas
unos segundos. Esta posibilidad es un recurso de vital
importancia en centros donde el tiempo que se dedica a una
visita suele ser limitado.
Desde el mismo momento que estos sistemas (tanto los propios
equipamientos técnicos como los audiovisuales) se incorporan a
los centros museísticos, se podría afirmar que pasan a formar
parte del propio patrimonio de centro, al igual que los restos
arqueológicos. Es por ello que los museos deben destinar una
parte importante de sus presupuestos al mantenimiento y mejora
de todos los recursos vinculados con las nuevas tecnologías, para
lo es imprescindible contar con los profesionales que pueden dar
un servicio de mantenimiento de calidad.
El esfuerzo desplegado para llevar a cabo estas reconstrucciones
históricas, puede ser, además, rentabilizado utilizándolo, no sólo
en el recorrido del museo y parque arqueológico, sino también
como recursos didácticos de primer orden con los que puede
contar el centro a la hora de desarrollar sus propuestas didácticas
(Rodríguez Santana et al., 2008).
Incorporar este nuevo modelo de presentación en los museos ha
supuesto un salto cualitativo en la comprensión de los mensajes
expositivos por parte del público visitante. La inclusión de estas
nuevas tecnologías supone también asumir el reto de la
permanente actualización de los contenidos y de los soportes de
información, cada vez más sofisticados.
No debemos concluir sin señalar que este apasionante mundo de
la realidad virtual y de las nuevas tecnologías aplicadas a los
espacios de presentación del patrimonio no debe eclipsar sino
convivir en equilibrio con los bienes que custodian los museos y
a los que no deben restar protagonismo. Todo ello no podrá
afrontarse sin el necesario apoyo a la investigación aplicada en
museos, único modo de renovar los contenidos, modificar
hipótesis interpretativas, e incorporar nuevos datos
científicamente construidos.
* Fotos: Archivo MPACP – J. Betancor
** Fotos: Archivo MPACP – Jorge Molina
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