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Virtual Archaeology Review
Virtual
Museums
SPECIAL ISSUE
VOLUMEN 3
NÚMERO 7
DICIEMBRE 2012
VAR. Volumen 3 Número 7. ISSN: 1989-9947
Diciembre
2012
ISSN
1989-9947
VIRTUAL
ARCHAEOLOGY
REVIEW
2
EQUIPO EDITORIAL
EDITORIAL TEAM
Directores / Directors
ISSN 1989-9947
Alfredo Grande
INNOVA CENTER. European Center for Innovation in Virtual Archaeology. Sevilla. Spain.
Edita/ Edit
Víctor Manuel López-Menchero Bendicho
LAPTE. Universidad de Castilla-La Mancha. Ciudad Real. Spain
Secretarios / Secretaries
Mariano Flores Gutiérrez
Universidad de Murcia. Murcia. Spain
Mª Angeles Hernández-Barahona Palma
SEAV. Sociedad Española de Arqueologia Virtual. Sevilla. Spain
Consejo de Redacción / Editorial Board
Maurizio Forte
School of Social Sciences, Humanities and Arts. University of California, Merced. USA
INNOVA Centers in Spain
Bernard Frischer
IATH. Institute for Advanced Technology in the Humanities. University of Virginia. USA
Juan Antonio Barceló
Colaboradores/ Colaborators
UAB. Universidad Autónoma de Barcelona. Spain
Mario Santana Quintero
Universidad de Carleton. Canada
Robert Vernieux
Grupo AUSONIUS. Bordeaux. France
Marinos Ioannides
National Committee for the Digitalisation and e-Preservation at Ministry of Education and
Culture Cyprus. Cyprus
Michael Ashley
CHI. Cultural Heritage Imaging, USA
Daniel Pletinckx
Visual Dimension bvba, Ename, Belgium
Hugh Denard
King's Visualisation Lab. King's College London., UK
Número Especial / Special Issue
Museos Virtuales / Virtual Museums
Roberto Scopigno
CNR ISTI. Pisa. Italy
Eva Pietroni
CNR Institute of Technologies Applied to Cultural Heritage. Rome, Italy
Earl Graeme
University of Southampton. UK
Jim Shang
Beijing Tsinghua Urban Planning & Design Institute. Beijing. China
José Luis Lerma
GIFLE. Universidad Politécnica de Valencia. Spain
Jorge Onrubia Pintado
LAPTE. Universidad de Castilla-La Mancha. Ciudad Real. Spain
Francisco Seron
GIGA. Advanced Computer Graphics Group. University of Zaragoza. Spain
Luis A. Hernández Ibáñez
VIDEA LAB. Universidade a Coruña. A Coruña. Spain.
Juan Carlos Torres
GIIG, Universidad de Granada. Granada. Spain.
Volumen
Número 7
Diciembre 3
2012
Sevilla 1 diciembre de 2012
“The research leading to these results is partly funded by the EU Community's
FP7 ICT under the V-MusT.net Project (Grant Agreement 270404). The
publication reflects only the author’s views and the Community is not liable
for any use that may be made of the information contained therein. Neither
the V-MusT.net consortium as a whole, nor a certain participant of the VMusT.net consortium, warrant that the information contained in this
document is capable of use, nor that use of the information is free from risk,
and accepts no liability for loss or damage suffered by any person using this
information”.
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CONTENIDOS
Museo Virtual Hiperrealista. GAVLE; Documentación Gráfica del Patrimonio. España.
1.ORGANIZATIONAL ASPECTS OF ICT APPLICATIONS IN CULTURAL HERITAGE “VIRTUAL MUSEUM”
CONTEXT: THE PERMANENT CHALLENGE OF RECONCILIATION OF DIVERGING SCIENTIFIC,
TECHNICAL, OPERATIONAL AND FINANCIAL OBJECTIVES.
Georgios Giannoulis-Giannoulopoulos
Foundation of the Hellenic World
Páginas 8-13
2.UNDERSTANDING VIRTUAL OBJECTS THROUGH REVERSE ENGINEERING
Vera Moitinho y Juan Anton Barceló
Departamento de Prehistoria de la Universidad Autónoma de Barcelona. España
Páginas 14-17
3.DESARROLLO DE PROYECTOS ORIENTADOS AL ARTE Y LA RESTAURACIÓN DE PATRIMONIO:
EJEMPLO DEL PROYECTO HIPERESCAN 3D
Luis Granero, Francisco Día, Rubén Dominguez, Yolanda Sanjuan y Josué Jiménez
AIDO. Departamento de Ingeniería. Paterna, Valencia. España
Páginas 18-22
4.MUSEO VIRTUAL HIPERREALISTA
Pedro Ortiz Coder
GAVLE; Documentación Gráfica del Patrimonio. España
Páginas 23-26
The Marcus Caelius Project. Civical Archaeological Museum of Bologna. Bologna. Italy
Diciembre 2012
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5.INTEGRACIÓN DE CONTENIDOS 3D DE LA CULTURA IBÉRICA EN EUROPEANA
A.L. Martínez Carrillo, Francisco Gómez y Alberto Sánchez Vizcaíno
Centro Andaluz de Arqueología Ibérica-Universidad de Jaén, España
Páginas 27-30
6.MUSEOS VIRTUALES. UN CASO PRÁCTICO:
MUSEO NACIONAL DE ARQUEOLOGÍA SUBACUÁTICA (ARQVA)
Jon Arambarri Basáñez y Unai Baeza Santamaría
VIRTUALWARE. Basauri, Vizcaya. España
Páginas 31-33
7.EVOLUCIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS UTILIZADAS EN EL DESARROLLO DE MUSEOS VIRTUALES
Mª Dolores Robles Ortega, Francisco R. Feito Higueruela, Juan J. Jiménez Delgado
y Rafael J. Segura Sánchez
Departamento de Informática de la Universidad de Jaén. España
Páginas 34-38
8.CUENCA, REALIDAD VIRTUAL
Concepción Rodríguez Ruza, Adela Mª Muñoz Marquina, Aurelio Lorente González
y Virginia Cañas Córdoba
Museo de Cuenca. Cuenca. España
Páginas 39-43
Producción de cartografía multiescala 3D en la Alhambra y su territorio.
Patronato de la Alhambra y Generalife. Consejería de Cultura. Junta de Andalucía. Granada. Spain
9.ESPACIOS EXPOSITIVOS VIRTUALES: PROYECTO UMUSEO,
UNA NUEVA OPCIÓN PARA LA DIFUSIÓN ARTÍSTICA.
Francisco Javier Caballero Cano
Departamento de Bellas Artes. Facultad de Bellas Artes de Murcia. Murcia. España.
Páginas 44-49
10.INTEGRACIÓN DE SENSORES AÉREOS Y TERRESTRES PARA LA PRODUCCIÓN DE CARTOGRAFÍA
MULTIESCALA 3D EN LA ALHAMBRA Y SU TERRITORIO.
Antonio Manuel Montufo Martín, José Manuel López Sanchez, Stefano Ferrario, Isidoro Gómez
Cápitas y Isabel García Garzón
Patronato de la Alhambra y Generalife. Junta de Andalucía. Granada. Spain
TCA Geomática. Sevilla. Spain
Páginas 50-54
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Etruscanning 3D project. The 3D reconstruction of the Regolini Galassi Tomb
Allard Pierson Museum-Amstersam University. CNR Institute of Technologies Applied to Cultural Heritage. Visual Dimension.
11.DIGITALIZACIÓN 3D Y DIFUSIÓN EN WEB DEL PATRIMONIO DE LAS UNIVERSIDADES ANDALUZAS
MEDIANTE X3D Y WEBGL
Juan Gabriel Jiménez, Manuel García, Jorge Revelles y Fco. Javier Melero
AgeO C.A.I., Dpto. Backup3D
Páginas 55-59
12.FORMACIÓN DE PROFESIONALES PARA LA EDUCACIÓN EN LOS MUSEOS Y LA PUESTA EN
VALOR DEL PATRIMONIO. MÁSTER UNIVERSITARIO EN EDUCACIÓN Y MUSEOS:
PATRIMONIO, IDENTIDAD Y MEDIACIÓN CULTURAL
Rosa María Hervás Avilés, Raquel Tudela Romero, Elena Tiburcio, Sánchez
y José Mariano Luján González
Universidad de Murcia. Murcia. España.
Páginas 60-64
13.SERIOUS GAMES PARA LA PUESTA EN VALOR DE LA CULTURA. UN CASO PRÁCTICO: SUM
Jon Arambarri Basañez, Leire Armentia Lasuen y Unai Baeza Santamaría
Virtualware. Bilbao, España.
Páginas 65-67
14.“MATERA: TALES OF A CITY” PROJECT:
AN ORIGINAL MULTIPLATFORM GUIDE ON MOBILE DEVICES
Eva Pietroni
CNR Institute of Technologies Applied to Cultural Heritage, Italy
Páginas 68-72
The everyday-life in neanderthal times. Casal De' Pazzi Museum (Rome).
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15.THE EVERYDAY-LIFE IN NEANDERTHAL TIMES: A FULL-IMMERSIVE PLEISTOCENE
RECONSTRUCTION FOR THE CASAL DE' PAZZI MUSEUM (ROME)
Augusto Palombini, Antonia Arnoldus-Huyzendveld, Marco Di Ioia, Patrizia Gioia,
Carlo Persiani y Sofia Pescarin
Consiglio Nazionale delle Ricerche – Istituto per le Tecnologie Applicate ai Beni Culturali – Roma. Italy
Comune di Roma – Sovraintendenza ai Beni Culturali. Italy
Páginas 73-76
16.COMPUTER SIMULATION OF MULTIDIMENSIONAL ARCHAEOLOGICAL ARTEFACTS
Vera Moitinho de Almeida and Juan Anton Barceló
Department of Prehistory, Universitat Autònoma de Barcelona. Spain
Páginas 77-81
17.THE MARCUS CAELIUS PROJECT: A TRANSMEDIAL APPROACH TO SUPPORT CULTURAL
COMMUNICATION AND EDUCATIONAL ACTIVITIES AT THE CIVICAL ARCHAEOLOGICAL MUSEUM
OF BOLOGNA
Laura Bentini, Daniele De Luca, Cristina Donati, Paola Giovetti, Antonella Guidazzoli, Federica Guidi,
Marinella Marchesi, Alessandro Pirotti y Micaela Spigarolo
Museo Civico Archeologico. Bologna. Italy.CINECA. Bologna. Italy.
Páginas 82-85
The Marcus Caelius Project. Civical Archaeological Museum of Bologna. Bologna. Italy
18.NATURAL INTERACTION IN VIRTUAL ENVIRONMENTS FOR CULTURAL HERITAGE:
GIOTTO IN 3D AND ETRUSCANNING STUDY CASES
Eva Pietroni y Claudio Rufa
Páginas 86-91
19.ETRUSCANNING 3D PROJECT. THE 3D RECONSTRUCTION OF THE REGOLINI GALASSI TOMB AS A
RESEARCH TOOL AND A NEW APPROACH IN STORYTELLING
Wim Hupperetz, Raffaele Carlani, Daniel Pletinckx y Eva Pietroni
Allard Pierson Museum-Amstersam University, CNR Institute of Technologies Applied to Cultural Heritage,
Italy and Visual Dimension, Belgium
Páginas 92-96
20.THE VIRTUAL MUSEUM OF THE TIBER VALLEY PROJECT
Antonia Arnoldus Huyzendveld , Marco Di Ioia, Daniele Ferdani, Augusto Palombini, Valentina Sanna,
Sara Zanni y Eva Pietroni
nstitute for Technologies Applied to Cultural Heritage, CNR. Rome, Italy
Páginas 97-101
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Natural interaction in Virtual Environments for Cultural Heritage. Giotto in 3D
21.TECNOLOGÍAS PARA MUSEOS VIRTUALES EN DISPOSITIVOS MÓVILES
María Dolores Robles Ortega, Francisco R. Feito Higueruela, Juan José Jiménez Delgado
y Rafael J. Segura Sánchez
Páginas 102-108
22.ARQUEOLOGÍA VIRTUAL EN DISPOSITIVOS MÓVILES. UN CASO PRÁCTICO:
PATRIMONIO DEFENSIVO MEDIEVAL.
José M. Noguera, María V. Gutiérrez, Juan C. Castillo y Rafael J. Segura
Grupo de Gráficos y Geomática de Jaén. Grupo de Investigación del Patrimonio Arqueológico de Jaén.
Universidad de Jaén. Jaén, España.
Páginas 109-115
23.3DPUBLISH: SOLUCIÓN WEB PARA CREAR MUSEOS VIRTUALES 3D DINÁMICOS
P. Aguirrezabal, S. Sillaurren
Media Unit, Tecnalia Research & Innovation Centre, Derio. España
Páginas 116-121
Patrimonio Defensivo Medieval. Universidad de Jaén. Jaén, España.
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Organizational aspects of ICT applications
in cultural heritage “Virtual Museum” context:
the permanent challenge of reconciliation of diverging
scientific, technical, operational and financial objectives.
Georgios Giannoulis-Giannoulopoulos
Foundation of the Hellenic World. Greece.
Abstract:
The applications of ICT in the cultural heritage field are including a new expanding category of applications, having a “creative” character, and a multidisciplinary
approach. Motivations and priorities of involved players (individuals and organizational players), are presented, through various FHW paradigm projects, in order
to explore the possible impact of this kind of projects in science and cultural heritage concept, as well as to explore their hidden added value, that makes them
capable to attract resources.
Key words: ICT, CULTURAL HERITAGE, VIRTUAL RECONSTRUCTION.
Resumen
Las aplicaciones de las Tecnologías de la Información y la Comunicación en el patrimonio cultural comprenden una nueva categoria de acciones, con un caracter
creativo, y un concepto multidisciplinario. Este trabajo sirve para presentar las motivaciones y prioridades de los actores involucrados (individuos o instituciones),
que participan en estos proyectos, para examinar en base a estos las posibles consecuencias de estos proyectos en el concepto mismo de ciencia y patrimonio cultural,
al mismo tiempo que se explora también su oculto valor añadido, valor este que les puede permitir atraer nuevos recursos.
Palabras clave: TICS, PATRIMONIO CULTURAL, RECONSTRUCCIÓN VIRTUAL.
1. Introduction
The applications of ICT in the cultural heritage are covering a
very wide range of applications in the field: from the simple use
of working software such as the simple text processing software,
to applications of data processing and material analysis, for
specific archeological research and conservation works. Despite
the fact that they are changing the way of work, of an
archeologist for example, they have no impact in the
methodology and objectives of its own science. We could call
them operational ICT applications in CH. Changing the
paper notebook to the electronic one is a new, and far more
effective professional tool, improving dramatically productivity,
but not a change at all in terms of the science of archeology.
The applications we are dealing with, here, are not belonging to
this category.
Another kind of applications of ICT in the cultural heritage field,
are concerning external from the cultural heritage disciplines
applications, have an impact to the cultural heritage operation
also: development of on-line networks, allowing the quick
communication of results, on line publications, communication
and on line conferences, even the on-line access to pictures and
data that would be more costly to access with the traditional
ways, etc. We could call them systemic applications ICT
applications in CH. They have an impact on cultural field
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actions, improving productivity and changing habits of work,
changing and improving day-to-day operation. They are creating
also, in some way, a generation gap, leading on the same time to
a kind of prim of the scientific positions and knowledge of the
younger generations, more familiarized with this kind of work
environment. However they remain external to the core of
values and objectives of the cultural heritage field.
We are not going to examine these applications either.
Finally, a third kind of ICT applications has emerged, in the field
of cultural heritage: projects that combining archeological
research methodologies with ICT applications, are creating
results, and somehow also products, which are integrating
internal cultural value. Scientific knowledge within that process is
transformed to something else, which contains that knowledge
but it is not part of the traditional methodological system of
archaeology or history. Tangible and intangible cultural heritage
(UNESCO, 2003) can be the object of this kind of projects. We
can call them Creative ICT applications in CH. This
particular kind of applications, although they seem quite
marginal in terms of the total number and financial value of ICT
applications in cultural heritage, they almost monopolize the
interest of the researchers, networks, analysts and public
comments. This is the question we are going to try to answer.
We are going to examine here, that kind of applications,
illustrating 2 paradigmatic, projects of the Foundation of the
Hellenic World.
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2. Paradigms of projects
a. The Virtual Reconstruction of the Ancient Agora of
Athens
The Virtual Reconstruction of the Ancient Agora of Athens
(FHW, 2007 - Ancient Agora) is a 4 years project of FHW,
which has been implemented between 2004-2008. The projects
objective was to rebuild, one of the modern world symbolic
landmarks: the ancient Agora of Athens, present its architectonic
and historical evolution through the antiquity from pre-classical
to roman times.
The ancient agora of Athens has been rebuilt piece by piece
following a strict scientific visualization methodology,
summarized as following: scientific documentation, scientific
control and validation in the visualization process, publication of
documentation, choices and decisions for visualization aspects,
educational oriented approach concerning presentation to the
public using interactive possibilities of technology.
The approach of FHW consists on the accurate reconstruction,
through various layers of scientific documentation and research,
on the same time with the provision of that documentation in a
scientific way, for the researchers, the educational community
and the wide public.
development, through the centuries, of certain characteristic
elements of the monument, through partial, dynamic virtual
reconstructions.
The project will take into account the latest evidence and studies
on Hagia Sophia and, thus, will further the study of the
monument creating a solid base for future research. The project
aims to go beyond the experience and the possibilities explored
by the existing applications and projects of virtual and 3D
reconstructions of Hagia Sophia. With our principal model we
aim to present both the architecture and the interior decoration
of the church. Detailed aspects of the building’s different phases
will be presented through the development of a number of
scenarios and applications, which will be connecting its
development with the historical context of each period, taking
into account the technological limitations. The visualisation of
the details will vary, depending of the extent of the
documentation. Three general categories will be distinguished:
surviving elements, secure reconstructions and conjectural
reconstructions. The attempted restitution of the evolution and
the successive alterations of the building will ensure the dynamic
character of our reconstruction.
When finished the reconstruction, Hagia Sophia will be
displayed at Tholos, following 5 different scenarios, focusing of
different aspects of the monument: architecture, art, religion,
historical events.
The overall cost, from the starting point to the beginning of the
operation to the public, has been around 2 million Euros, from
which 550.000 contributed by EU and National funds, and the
rest by FHW in work and infrastructures and other expenses.
Around 350 MM have been invested to the projects, from which
approximately 50MM of historian archeologists, 30 MM of
architects, 170 MM of 3d modelers and graphic designers, 50
MM of VR programmers, around 10 MM efforts of museum
educators, and the remaining 40 MM resources where allocated
to scenario writers, musicians, sound designers, producers etc.
The project results, the collection itself, is, since 2008, accessible
to the public to “Tholos”, an advanced dome shaped VR theater
– museum, of 135 seats, belonging to the museum and cultural
center complex of FHW in the center of Athens, named as
Tholos from the homonym monument of the Ancient Agora of
Athens, due to the dome shaped figure .
Various presentation and guidance scenarios are available to the
public (scholars, pupils, tourists, simple visitors). Since then
more the 300.000 persons have paid a 45 minutes visit to the
virtually reconstructed ancient agora of Athens. The project has
been presented and commented to various scientific
publications, in different fields (academic, or technological) and
has also received a high national and international visibility,
through any kind of Media.
b.
The virtual reconstruction of Hagia Sophia
monument, as it where in the 11th century: An ongoing project
The next large scale project of FHW, actually on-going, is to
create an entire, original 3D reconstruction of the church of
Hagia Sophia in Istanbul, based upon its classic Byzantine form,
as it was around 11th century. We also aim to present the
Image 1: The Ancient Agora in front of the public
The overall project cost is going to reach more than 2 million
Euros, from which 900.000 are assured through European
structural funds and the remaining amount is covered by FHW
resources.
Modelers, archeologists, historians, interactive application
creative developers and scenario writers, scientific experts, VR
programmers are involved in the project, that initially is foreseen
to be completed at the end of 2012.
The virtual reality applications mentioned above have been
enriched with educational scenarios, and metadata and
documentation provided either on site, during the visit, either
through complementary technologies, such as the internet. The
methods and the archeological data of the reconstructions are
exposed in the form of scientific articles, including assumptions
and different interpretations on-line. Practical evaluations and
studies have proved in relevant literature that learning
effectiveness is accentuated through that kind of IT experiences
(ECONOMOU & PUJOL, 2007).
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3. The framework of the virtual re-creation of an
ancient world
The current dominant discourse about the “reconstruction of
ancient places, sites, monuments etc using Virtual reality
techniques, is tending to focus on the point of view o the
discipline of archeology in contrast of the ”Hollywood type”
fictions. However the reconstruction of an ancient world can not
remain a reconstruction of the archeological knowledge only: no
empty space is allowed by the medium. Sounds, visual
continuity, movement capability within the environment, oblige
to produce something far more complete than just the
percentage of the past tackled and proved by the archeologists.
It leads to the “recreation” of worlds, rather than reconstruction
of a simple monument, or site.
A real world is composed by objects, build environment, clothes,
human and natural sounds, language (written and spoken),
music, natural environment as transformed by humans, but also
human bodies, and faces, body movements and expression and
facial expression (both elements changing through time and
cultures), natural movements, temperature, and far more.
Wherever somebody starts from, the rest also will be needed.
A virtual world is composed, in the mind of the visitor, from the
same elements with the real world. During any virtual
reconstruction operation, explicitly or not, consciously or not, at
the end those elements are there. Even if some of them are not
included, they still are perceived by their absence.
Who is making up decisions for those elements though? About
the sound or the language, about the plants, about gests?
Wouldn’t be more reasonable that these aspects should be
claimed by other than archeology disciplines and arts? Philology,
theater, musical studies, natural history sciences, biology,
climatology etc.
And beyond that a virtual world recreation leads definitely to the
recreation of meanings, values and feelings, historical facts and
explanations, expressed through story telling techniques: moving
and acting characters, historical facts narrated, the human
situation recreated (scheme 1).
Human life visual cultural
characteristics changing
through time: body
movement, gests, face and
body expression codes,
clothes
Images of the build and
natural environment:
architecture build
environment, nature, plants,
animals, geography and
terrain, materials
Dark material of the world:
Interaction between various
elements, human
characteristics within a
meaningful world. Stories
expressing values and
feelings of the ancient world.
Sound: Natural sounds,
Music, Speech – language
(including intonation )–
expressions – meanings)
Scheme 1: Components of a virtual world: a creative process
In conclusion the virtual re-creation of a past world (even the
most limited piece of a past world), involves a lot more
disciplines and arts than archeology. And even though a large
aspect of any world will be unrecoverable, the dark material of
the past, that has to be represented in the virtual space, values,
meanings, actions. VR does not allow empty space. That space
is filled finally by the unique capacity of human imagination: that
is the process of creativity.
All those aspects of the virtual recreation are actually studied by
number of disciplines and arts, using different methodologies
and approaches, with many methodological difficulties to
communicate.
All those aspects virtual recreation are representing decisions to
be taken within the recreation process that are taken anyway by
somebody. If the right person is not involved and is not there,
they will be taken by somebody else: if there is no musicologist
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somebody will decide about the sound, if there is no historian,
somebody else will decide about the facts and values, if there is
no theater persons somebody else will decide about human body
and face movements, if there are not creative people or others,
modelers and programmers, will take their place. A struggle of
power of players involved and to-be-involved is in place. Who is
distributing the roles?
4. The involved players and their objectives
Each separate group of scientists and players involved in these
projects has a different set of objectives and personal priorities,
depending on its own background and position within the
discipline he/she belongs as well as his current organic position
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related to the project (external writer, or collaborator, scientific
committee member, internal programmer etc.).
- ARCHEOLOGY AND ARCHEOLOGISTS UNDER
VARIOUS ORGANIZATIONS: INTERNAL FHW TEAM,
with established work methodology, external experts and
scientific committee working for the project. They provide the
core scientific information for the project. They work with
different roles, as data providers, solution providers, and
validation actors.
Objectives:
Personal success and visibility to the archeological and
academic community through accurate scientific results
including sometimes primary research
Personal visibility through the artistic part of the project
and visibility of results
- HISTORIANS AND WRITERS OF SCIENTIFIC TEXTS
Objectives:
Publish new research results and be recognized by their
community within a high level scientific corpus.
Avoid trivial subjects in research
Have comfortable deadlines
- ADMINISTRATORS AND MANAGERS
Objectives:
Personal visibility within the community of archaeologists
Keep finances and funding within the initial budget plan,
update if and when necessary: means actually to be able
count progress (not easy word in the humanities field).
Always need to get more time and effort
Keep timetable within reasonable schedule
Publication of “findings”
- ARCHITECTURE AND ARCHITECTS SPECIALIZED
IN ANTIQUITY. Working in close collaboration with modelers
in order to guide the rebuilding process, feeding them with
drawings, materials for colors textures
Objectives:
Personal success and visibility within the community of
architects and general visibility, by achieving to provide
accurate and correct architectural instructions for the
project
Individualization of their input as a separate scientific input
from the archeological one
- 3D MODELERS AND GRAPHIC DESIGNERS: building
the site column by column, reconstructing from the scratch
literally: the drawings provided by architects and the data of the
archaeologists and the scenarios of the art direction.
Personal success and visibility within the community of
modelers and general visibility concerning the quality of
graphics
Personal creativity’s accomplishment
- VIRTUAL REALITY PROGRAMMERS
Act, inform and report to owners and funding bodies,
following the guidelines
Extract quick decisions and agreements from different
players.
Assure convergence of decisions and avoid diverging
positions
Always ask for acceleration and oblige the scientists,
engineers, artists to make the steps they are not use to do,
within their strict scientific field, in order to meet the other
scientists needs as well as the administrative and financial
background.
Succeed to set up compromises leading to the better
possible result.
- OWNERS AND FUNDING BODIES
Objectives:
Have a high visibility result acceptable to all communities
and the wider public
Keep expenses as low as possible and monitor the overall
alignment with the legal and financial framework of
operation of the organization and of the precise project.
Meet overall timetable
End with a high cultural added value result
Objectives:
Personal success through the achievement of programming
tools, creating more effective solutions, able to integrate the
highest quality of graphics in the real time world of Virtual
reality.
- ART DIRECTORS, SCRIPT WRITERS FOR
INTERACTIVE EXPERIENCES, MUSIC CREATORS
Objectives:
Wider possible visibility and acceptance of the
entertainment and aesthetical part of the work, success to
the target group
5. Diverging forces
Analyzing the above mentioned priorities and objectives of
different players we can indentify various diverging
scientific/personal objectives, leading to the development of
strong desegregating forces:
modelers have to accept lower quality of graphics according
the programming restrictions and the monuments
themselves,
programmers have to accept and be forced to resolve
problems of real time power processing systems in order to
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meet the project technology limiting needs creating robust
applications for industrial operation with the wide public,
Archeologists, in the case of visualization projects, have to
deal with the way that resolved scientific issues are
visualized, and integrated to the metadata of the project,
instead of advancing research with new hypothesis and
discoveries. They have more to synthesize than analyze.
Historians and archeologists and other social scientists have
to write articles within a thematic corpus, dealing with
Hellenic culture, short in size, compressed somehow,
scientific information, that would be probably less
meaningful out of the corpus as a separate article.
Educators and scenario’s designers are working under the
very hard restrictions of mass interaction virtual reality
devices, such as virtual reality theaters, in terms of time of
the visit, objectives of the scenario, limitations of the
interaction.
Creative persons have to deal with the limitations related to
the archeological and historical information, in terms of
accuracy and ethics.
Owners and funding bodies are undertaking considerable
costs and risks from the evolution of the technology and
immaturity of technological applications in some cases.
Finally, managers are transformed to creative motivators.
They have to be able to understand the concerns and
priorities, set up compromises in terms of choices of
persons and choice of solutions in order to assure the
integrity and success of the project.
6. Disintegrating forces
Fast technological evolution creates often unpredictable
tensions within the project lifecycle, imposing serious
changes to project plans and content design
ICT technologies immaturity and rapid change create
doubts about the possibility of the result to survive in a
longer period of time (essential for creative work and
science)
7. Gravitational forces
Given the diverging objectives of the different “clans” involved
in this kind of projects, it becomes legitimate to ask the question
“what keeps all that together”?
Certainly there is one common value to everybody involved in
the project: the professional relationship with the project:
everybody is paid for his/her work.
However this fact does not explain all. The salaries of the
persons involved in the creative ICT projects in CH, are not
higher than those for the same persons in their traditional
scientific or industrial work. Although the persons needed are
usually more skilled working under harder restrictions within
cultural heritage ICT creative projects, than their counterparts in
their respective sectors, especially persons coming from human
sciences.
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Additionally the cost of the projects raises another question: why
those projects are funded? Why the decision makers in our
societies (through private or public funds) are spending
significant amounts of resources in this kind of projects? We
have also to keep in mind that one of the common aspects of
creative ICT projects in CH, is also the relatively higher cost
compared to any traditional pure scientific action (i.e. field
research and a book for example) or industrial application (i.e. a
video game). Why private and public organizations are deciding
to fund visual reconstructions, virtual museums, and large
scientific databases etc.? Do the funding bodies earn directly
money out of that? The answer is “no”, given the high
development and operation costs, and the fact that most of them
are public or non-for-profit organizations.
A possible explication of the phenomenon, is attaching the
general interest to the attractiveness of the classical antiquity, for
the wide public, proved by references everywhere, even in
commercial publicity, as presented by Athanasios Sideris
(SIDERIS, 2008; Σίδερης, 2008). That idea is certainly part of
the explication. But it is not justifying alone the general trend
leading to the development of applications not only in the
classical antiquity but in other heritage fields also. Something
more is hidden in the projects adding value for individuals and
certainly at the end of the day, creating a new field of value for
the final product itself, independent from each separate objective
and priority.
8. Social Visibility
Looking back to the individual objectives and success priorities
of all players involved, we will find a common objective toward a
different target group: visibility and at the end recognition.
The creative ICT applications in cultural heritage are assuring a
high cross–public visibility for up-to-now, marginally visible
fields of science: visualized know ledge, the power of image, the
power of synthesis around a context, touches directly the
collective imaginary about the past. On the same time the
scientific credits of the method, liberates this process from the
accusation of being a vulgar Hollywood product or on the best
to be just popular science.
Scientific aesthetical choices made within high visibility projects
are dressed even unconsciously with the power of the image and
public acceptance, influencing balance of power within
historians and archeologists scientists, for the interpretation of
the past. The catalogue of subjects of the entries of the
Encyclopedia of the Hellenic World is touching the core idea of
the Modern Greek identity and on the same time it interacts with
the western identity, it creates an imaginary fact. The visual
approach of the ancient Agora of Athens and the immersion to
this environment, given that it is dressed with the scientific
approval, creates emotional reactions to the core of our western
identity, even if the approach remains neutral.
In fact it seems that social visibility of creative ICT applications
on cultural heritage, has a double source: the emotionally
charged fascination of the wide public (including the members
of the scientific bodies) from the evolution of internet and visual
technologies and the collective curiosity and emotional approach
of the past, as a reference to our modern values and identities.
It seems that this meeting point is creating a new space, beyond
the traditional borders of human sciences and creative arts:
13
archaeologists or historians are starting to consider that new
mediums such as Virtual reality reconstructions or new
knowledge collections are emerging as a new field of scientific
work, where they are not alone any more. Programmers and
modelers, multimedia designers, musicians and artists, are
creatively integrated by motivators and coordinators within that
new Cultural heritage domain.
This seems to be the main factor that creates the gravitational
force attracting resources, brains, creativity to the development
of creative ICT applications on cultural heritage: visibility and
released scientific and artistic creativity within the creative IT
environments.
A new power struggle is organized around the new tool,
archeological and historical views are not neutral views: they are
part of modern identity construction and closely linked with that
process (PLANTZOS & DAMASKOS, 2008).
Participating to this adventure, seen suspicious in the beginning
by academics, seems to be slowly seen as inevitable: individuals
participating in this kind of creative projects, through their social
visibility and trans-discipline acknowledgment and validation, are
modifying the traditional balance of power within their own
discipline. Going back to Michel Foucault, and its own
archeology of knowledge (FOUCAULT, 1969), we could
probably suspect that a new line of scientific “discourse” and a
new “concept” has been rooted and lunched? It remains to
proved. What seems certain is that internal balance of powers
and possibly validation processes of disciplines involved in the
multidisciplinary process under Creative ICT projects in cultural
heritage, are going to start changing.
Questioning the limits of the convention of UNESCO for the
intangible heritage, given the geometrical expansion of new ICT
applications digitizing one way or another our scientific
knowledge, using visual and other creative techniques, could we
consider the results of this kind of projects as something more
than a simple addition of their components? Would it be
legitimate to think that some of them really start to form part of
our future intangible cultural heritage, creating a new field,
merging arts, human sciences and informatics? If the current
trend is generalized and amplified in the future, bringing far
more resources in the process, could we suppose that our new
cathedrals and libraries, will be built by pieces of algorithms
located in massive storage devices?
Bibliography
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Understanding Virtual Objects through Reverse Engineering
Vera Moitinho y Juan Anton Barceló
Departamento de Prehistoria de la Universidad Autónoma de Barcelona. Barcelona. España
Resumen
El principal objetivo de nuestra investigación consiste en desarrollar una nueva metodología de análisis e interpretación de artefactos arqueológicos para el estudio
de la relación entre forma y función de los artefactos. El fundamento de nuestra propuesta es un enfoque basado en técnicas de Ingeniería Inversa que partiendo de
datos visuales procedentes de escaneo 3D, los pone en relación con las consecuencias esperadas de las acciones sociales que tuvieron lugar en el pasado en un enfoque
de Inteligencia Artificial y análisis cuantitativo de datos. Además, nuestro trabajo está basado en la nueva manera de “ver” la realidad arqueológica. El
procedimiento consiste en la “simulación” computacional de la cinemática de esas acciones y ele estudio de las características geométricas y visuales de sus
consecuencias potenciales, expresando los resultados en términos de relaciones entrada-salida.
Palabras Clave: DIGITALIZACIÓN 3D, INTELIGENCIA ARTIFICIAL, INGENIERÍA INVERSA, SIMULACIÓN,
RECONSTRUCCIÓN VIRTUAL.
Abstract
The main objective of our research is to develop a new methodology, based on Reverse Engineering processes – 3D scan, quantitative data analysis and Artificial
Intelligence techniques, in particular simulation – to study the relationship between form and function of artefacts. Furthermore, we aim to provide new data, as
well as possible explanations of the archaeological record according to what it expects about social activity, including working processes, by simulating the
potentialities of such actions in terms of input-output relationships.
Key words: 3D SCAN, ARTIFICIAL INTELLIGENCE, REVERSE ENGINEERING, SIMULATION, VIRTUAL
RECONSTRUCTION.
1. Introduction
In archaeology, capturing and processing 3D digital data have
been frequently directed for preservation and dissemination
purposes, through a wide number of virtual reconstructions,
virtual reality and visualizations, virtual museums, replicas or
even entertainment. Although these technologies have been
around for some time, it appears that there are still few studies
and research projects in virtual archaeology that go in further
directions (Fig. 1). How to capture and process these new digital
data? What kind of information can these accurate data provide
us?
development cycle and analysing its structure, function and
operation (ITA; DENNET, 1991; EILAM, 2005; RAJA, 2008; WANG,
2011). The same way RE has been used for a variety of different
purposes – for instance, industrial manufacture, aerospace,
automotive, software, medicine, inspection and quality control –
we may also ask: Can RE be of any use in archaeology? If so,
how can it play an important role in solving certain
archaeological questions?
The main objective of this research is to develop a new
methodology, based on RE processes – 3D scan, quantitative
data analysis and Artificial Intelligence techniques, in particular
simulation – to study the relationship between form and
function of artefacts. Furthermore, it aims to provide new data,
as well as possible explanations of the archaeological record
according to what it expects about social activity, including
working processes, by simulating the potentialities of such
actions in terms of input-output relationships.
2. Methodology
Figure 1. Basic framework.
As each discipline of engineering has a different definition for
Reverse Engineering (RE), henceforth when we refer to RE we
refer to the process of extracting missing knowledge from
anything man-made, by going backwards through its
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Ever since the studies of materials from direct observation and
handling has provided data of great and unquestionable
relevance. Visual perception makes us aware of many
fundamental properties of material evidences from past human
activities. Different visual characteristics have almost certainly
been of great importance for different explanations. For their
study it is essential to measure, to compare and to classify the
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various attributes of the shapes and forms of archaeological
materials, as much as to quantify them, since these allow to
describe its (ir)regularity and to some extent making possible the
study of its causes (BARCELÓ, 2010).
In this context, it becomes critical to understand on the one
hand the meanings of both Form and Function and how to
describe each one of them. In an archaeological perspective, it is
essential to understand and define objective parameters, as well
as the characteristics, attributes and quantitative properties that
are to be taken into account. What and how to identify,
characterize and classify? And how to extract and use the
geometrical and structural information therein contained? On
the other hand, to understand the different types of possible
relationships between form and function. Hitherto, the
insufficiency and lack of a clear consensus on the traditional
methods of form description – mostly visual, descriptive,
ambiguous, subjective and qualitative – have invariably led to
ambiguous and subjective interpretations of its functions. It is
thus strongly advisable to systematize, formalize and standardize
methods and procedures more objective, precise, mathematical
and quantitative, and whenever possible automated. Can the
form of an artefact determine its function(s)? How can form be
a key factor in determining the actions that can be and/or were
possibly performed with a specific artefact? Thus, how to
determine the working processes that produced certain artefacts
with specific forms?
2.1. Reverse Engineering
As mentioned earlier, RE is the process of extracting missing
knowledge from anything man-made, by going backwards
through its development cycle and analyzing its structure,
function and operation. It consists of a series of iterative steps,
each addressing different questions regarding, in this case, an
overall artefact. These steps may be repeated as often as needed
until all steps are sufficiently satisfied.
In this research, the scope of RE processes refers only to
geometric features of the form of artefacts. We intend to apply
RE from the physical-to-digital stage to the interpretation, by
simulating the artefacts’ function and inferring possible inherent
working processes (Fig. 2). During this experimental work, it will
be important to analyse its potentialities, constraints and
limitations. At the end, we aim to use these processes in the
effort to achieve more efficiently better results, as well as to
decrease research time and efforts.
Hence, based on the premises that form identification is
fundamental to the archaeological study; and that form should
be considered as a quantitative property, referring to the metric
characteristics of an object and therefore be expressed
geometrically and not verbally, emerges the need to investigate:
a) Since archaeological objects have at least three dimensions
and belong to a physical space in which we human being move –
i.e. the archaeological context – why not study all this geometry,
instead of only its two-dimensional representation – e.g.,
sketches, drawings or photographs – and the obvious loss of
information?
The major problem of two-dimensional representations has been
that assumptions, rather than measurements, have often sufficed
for a missing third dimension – for instance, assumptions that
surfaces are plane or that they are truly vertical or horizontal. So,
if one needs to study an artefact in depth, two-dimension
context is not generally sufficient (MOITINHO, 2007).
b) If computational analysis of forms of archaeological
evidences can play an important role in solving certain
archaeological problems. If so, how? Since computational
analysis allows identifying forms and inferring its mapping,
responding to questions raised by visual perception, its
potentialities let us clearly foresee many practical applications,
such as geometric morphometrics in three-dimensional space;
forms and patterns recognition; lithic, bone and pottery refitting
and reconstruction, among others.
c) If it is possible to automate the recording, processing and
transformation of archaeological data in a systematic and
efficient way, in order to enable its analysis and classification. If
so, how? If it is then possible to interpret in a systematic and
efficient way the relationship between form and function of
different archaeological artefacts, from different geographical
and chronological contexts, to thereafter be able to suggest
working processes and deduct past social dynamics. If so, how?
Figure 2. Proposed framework.
3. 3D Digital Model
Given the fragile nature of many archaeological material
evidences, we intend to use a non-contact close-range 3D
scanner to first proceed with the capture of three dimensional
geometric digital models and new data concerning to the form of
several artefacts from different spatial and chronological
provenances.
Secondly, we will have to deal with several issues related with
data processing – e.g. scans alignment, point cloud processing,
polygonization, hole filling, data filtering (algorithms) – levels of
detail and desired accuracy.
Next step will consist in utilizing form descriptors to extract
quantitative data, in a way it can be decoded and understood by
the archaeologist. By describing objectively the form of an
artefact ambiguities or subjectivities are avoided, and
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quantifications and comparisons become less tough. This new
information is expected to provide sufficient and meaningful
data to distinguish one artefact from another, by evaluating its
mathematical function; thus to allow surface and volumetric
comparisons, according to standards universally considered
among the different types of archaeological artefacts. It seems
obvious to us that one can only explain and interpret, if one has
previously measured and described correctly.
However, before proceeding with the data capture, processing
and extraction, it is crucial to define previously what sort of data
are archaeologically relevant to solve a specific problematic. In
other words, what data to extract from the 3D geometrical
digital models and to what purview are they representative of
what is intended to demonstrate? How can these 3D digital data
be useful in our archaeological research? What sort of gains to
expect in the present project? In what way can the collected data
generate useful information and how to translate it into
knowledge? The intrinsic value of the data comes from the
ability to be able to extract useful information from them, i.e.
semantic data.
4. Computer Simulation
Based on the extracted descriptors, in this case the quantitative
data previously obtained, we aim to develop and experiment
advanced computational techniques, in the effort to automate
geometric morphometrics analysis of different types of
archaeological artefacts – with an emphasis on the analysis of
three-dimensional simple and complex geometries – and execute
more efficiently part of the proposed methodology.
Artificial Intelligence techniques, in particular computer
simulation, permit to test different features and replicate distinct
behaviours on a specific 3D digital model of an archaeological
artefact – here described as a mathematical model that
incorporates several variables. That is to say, the use of
computer simulation as an experimentation and validation tool
towards a better understanding of archaeological artefacts, by
endowing 3D digital models with physical properties and
thereafter manipulate virtually these enhanced multidimensional
models (REICHENBACH, 2003; KAMAT, 2007; PERROS, 2009).
The advantages of including mass and assigning raw-material
properties to distinct artefacts components, the mechanical
properties of raw materials (including artefact and destiny impact
surfaces), the mechanics between artefacts’ components, the
mechanics of human movement, the type of medium (air, water,
etc.) and physics are considered in order to conduct tests,
analyze and predict how the virtual artefact would behave as a
physical object in real world operating conditions. Ergo, enabling
a wide variety of “what if” scenarios, in order to determine
probable functions of artefacts and working processes that
produced objects with specific forms.
Computer simulation and visualization tools offer several
possibilities to tackle. Among them is Finite Element Analysis
(FEA), which allows the body of an artefact, or even a
component, to be divided in a large number of sections, i.e.
elements, where each element intersection is called a node. By
applying a force and indicating its magnitude on each node, FEA
can determine how it will react, for example, to certain stress
levels, while indicating the distribution of stress, displacement
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and potential body deformation. Besides FEA, it is also possible
to apply restraints to the whole assembly and analyze how it will
react to the effect of, for instance, stress, forces and torsions,
pressures, strains and deflections, fatigue, bearing load, drop,
movement, gravity, temperature, and deformations; or to predict
buckling or collapse, flexibility and breakage susceptibility, crack
propagation, or even to evaluate a component’s lifetime.
Simulation results may provide new insights into the complex
dynamics of certain phenomena, such as event-based motion or
kinematics. Here, the computer simulates the motion of an
artefact or an assembly and tries to determine its behaviour by
incorporating the effects of force and friction. Meshes density,
component contacts and connections, and material properties
are also to be taken into account, when simulating motion
capabilities in order to assess artefacts’ functions. Mechanism
Analysis allows to understand how the mechanism of an artefact
assembly performs – e.g., to analyze the needed force to activate
a specific mechanism or to exert mechanical forces to study
phenomena and processes such as wear resistance.
Of course, one should keep in mind that depending on the
problematic and artefacts to be studied, some of these
simulations might be more or less suitable, not suitable at all, or
should even be used in conjunction with each others.
5. Conclusions
It seems quite clear to us that, on the one hand, the choice of
appropriate methods and techniques should definitely depend on
the archaeological problem to solve. On the other, that the use
of any technological or methodological advance should assume
an important step for the archaeological research in question.
Given that the purpose of this paper is to introduce a
preliminary methodology, there is of course much work ahead.
The next step will then consist in its implementation.
The potentialities of 3D scanning and some of the advantages of
working and conducting experiments with 3D digital models are
already well-known (BERALDIN, 2004; MARA, 2004; BATHOW,
2008; GEORGOPOULOS, 2010). Computer simulation can be
understood as an experimentation and validation tool that takes
care of many different tasks; as well as a kind of coordinator
between the different artefact’s elements, properties and data.
At the end, we intend to evaluate RE processes’ constraints,
quality, robustness and effectiveness, by controlling the flow of
information and vulnerabilities of the system.
While the priority here is given to the computational study of the
geometry of archaeological artefacts in order to deduct its
possible functions and consequently to be able to suggest
working processes and inherent past social activities – to a
greater extent, to build new hypothesis and to improve
understanding of the data – ideally these achieved results should
be both compared and supported by other sorts of data – e.g.,
use-trace and sediment analyzes, indirect information
(ethnoarchaeology, photographs, documents), geographical and
chronological context – to enable more complete “what if?”
scenarios and therefore an overall understanding of the subject.
Moreover, if feasible, one should also conduct real world testing
to
completely
verify.
17
Aknowledgements
This research is funded by the Spanish Ministry for Scienc and Innovation, under grant No. HAR2009-12258, and it is a part of the joint
research team “Social and environmental transitions: Simulating the past to understand human behaviour (SimulPast)” (www.simulpast.es),
funded by the same national agency under the program CONSOLIDER-INGENIO 2010, CSD2010-00034. This research also benefits
from Vera Moitinho’s Ph. D. grant from the Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), Portugal.
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18
Desarrollo de Proyectos Orientados
al Arte y la Restauración de Patrimonio:
Ejemplo del Proyecto HIPERESCAN 3D
Luis Granero 11, Francisco Díaz2, Rubén Dominguez1, Yolanda Sanjuan3, Josué Jiménez1
1
AIDO. Departamento de Ingeniería. Paterna, Valencia. España
AIDO. Laboratorio de Metrología. Paterna, Valencia. España
3 UPV Bellas Artes. Valencia. España
2
Resumen
En el presente artículo pretende mostrar cómo el desarrollo de proyectos innovadores a nivel industrial ha derivado en el desarrollo de proyectos centrados en el sector
del arte, aprovechando las capacidades del centro tecnológico AIDO gracias a la visión de futuro de dichas aplicaciones en este sector, que en un principio no es tan
permeable a las nuevas tecnologías como otros de carácter netamente industrial y/o técnico. Además se presentará el ejemplo de un proyecto iniciado por AIDO
hace 2 años, y que ha derivado en una transferencia clara de tecnología del ámbito industrial al del Arte y Restauración de Patrimonio.
Palabras Clave: TRANSFERENCIA TECNOLÓGICA, TECNOLOGÍAS ÓPTICAS, DIGITALIZACIÓN 3D,
VISIÓN HIPERESPECTRAL, ANÁLISIS QUÍMICO DE OBRAS
Abstract
In this paper, we will show the development of industrial projects has created in new projects oriented to Cultural Heritage, derived from the capabilities of the
Technological Institute AIDO, thanks to applying them into this new field of application. Moreover, this paper will show the example of a project developed two
years ago that has derived in an explicit transfer of technology from the industry to the Cultural Heritage technology.
Key words: TECHNOLOGY TRANSFER, OPTIC TECHNOLOGIES, 3D DIGITIZING
1. Introducción
El Instituto Tecnológico de óptica, color e imagen, AIDO, es un
centro de investigación adscrito a Redit (Red de institutos de
tecnológicos) y es miembro de Fedit (Federación española de
institutos tecnológicos). El centro AIDO, creado hace ya más de
20 años, está especializado en la utilización de las técnicas y
tecnologías ópticas derivadas de la investigación pura para
aplicaciones diversas que puedan servir de ayuda a las empresas
del ámbito regional y nacional.
A lo largo de estos años, AIDO se ha caracterizado por el
desarrollo de proyectos y aplicaciones basadas en las tecnologías
ópticas más novedosas, que han derivado en la generación de
productos comercializables y que han servido para dar un
impulso tecnológico a las empresas involucradas en los mismos.
Aunque originalmente estos proyectos se ceñían al ámbito
regional de la Comunidad Valenciana, con el paso de los años,
AIDO fue ampliando su modelo investigador al resto de
Comunidades y, finalmente, al mercado internacional,
participando en multitud de proyectos en colaboración con
empresas e instituciones de diversos países.
En concreto, el centro tecnológico AIDO, como parte de su
plan estratégico que definía el sector del arte como uno de los
sectores prioritarios, ha focalizado parte de sus esfuerzos y
recursos en el desarrollo de todo tipo de aplicaciones en dicho
sector, aprovechando la vasta experiencia adquirida en el
Diciembre 2012
desarrollo de proyectos dentro de sectores industriales como la
automoción, el sector biomédico, el sector aeronáutico, etc. para
realizar una transferencia de conocimientos y tecnologías a los
sectores relacionados con el Arte y Restauración de Patrimonio
(restauración, conservación, documentación, etc.). Fruto de esta
transferencia es el desarrollo del proyecto que ilustra la parte
final de este artículo relacionado con el desarrollo de un sistema
de visión 3D hiperespectral y que será ampliamente desarrollado
en su apartado correspondiente.
2. De la industria al arte: la transferencia de
conocimientos
Como se ha comentado anteriormente, a lo largo de los últimos
años, AIDO ha abierto una nueva línea de investigación
principal: el arte y la restauración de patrimonio artístico y
cultural. En este sentido, se ha pretendido aprovechar la amplia
base de conocimientos tecnológicos que AIDO tiene dentro de
sectores industriales como la automoción o el molde y la
matricería, para el desarrollo de nuevas aplicaciones en sectores
no industriales, que poco a poco han ido incorporando dichas
aplicaciones en sus procesos de desarrollo de actividad,
obteniendo como resultado una amplia gama de herramientas
tecnológicas dentro del sector del arte, como la restauración, la
conservación preventiva, el desarrollo de embalajes
personalizados, el análisis de daños en desplazamientos, el
19
análisis de daños en la escala temporal, la limpieza por métodos
láser de obras de Arte, los análisis hiperespectrales de diferentes
piezas o el proceso de restauración virtual.
De esta forma, desde AIDO se ha llevado a cabo la implantación
de un modelo de negocio orientado al sector del arte y la
restauración basado en la aplicación de las tecnologías ópticas
utilizadas, y en algunos casos estandarizadas, en los sectores más
industriales a aplicaciones que trabajan con objetos tan sensibles
como las obras de arte. En un principio, el cambio de modelo
hacia el sector del arte y la restauración, vino motivado por la
incipiente necesidad del colectivo de restauradores de la
incorporación de nuevas tecnologías no invasivas dentro de sus
procesos de trabajo. Con estas ideas claras, se puso en marcha el
proceso de adaptación de los conocimientos del Instituto entre
sectores tan dispares como la automoción y la escultura, el
medio ambiente y la pintura o el sector aeronáutico y la
arquitectura. Además, y gracias a la aportación que estas
tecnologías hacen al sector del arte y la restauración de
patrimonio histórico y artístico, es posible dar un salto
cualitativo tanto en los estudios realizados sobre las obras de
arte, como sobre las propias obras en sí, aportándoles valores
importantísimos como riqueza (en el sentido de que la técnica
aporta mucha más información sobre la obra estudiada, lo que
permite optimizar los procesos de análisis, inspección y
restauración de las obras), desarrollo (en el sentido de que la
utilización de las diferentes técnicas permite el desarrollo de
nuevos métodos de tratamiento, así como la aportación de
nuevas ideas para la mejora y optimización de los procesos de
restauración y/o certificación de las obras), y cohesión (en el
sentido de que tanto la restauración y preservación como la
autentificación de las obras, ayudan a fortalecer el interés por las
mismas).
Para la ejecución de la conversión y adaptación comentada,
AIDO ha presentado a lo largo de estos últimos años diferentes
proyectos de aplicación de diversas tecnologías al sector del arte,
tanto centrados en las aplicaciones de la digitalización 3D como
en aplicaciones de visión hiperespectral. Como ejemplo de
proyectos centrados en la digitalización 3D se pueden destacar
los siguientes:
REDART - Plataforma Española para el Arte y
Restauración de Patrimonio: Proyecto financiado por la
Generalitat Valenciana, desarrollado en colaboración con
las empresas SIT Transportes Internacionales, la fundación
de Patrimonio Histórico de Castilla y León y el Instituto
Valenciano de Conservación y Restauración de Bienes
Culturales. El objetivo principal del proyecto es la creación
de una plataforma de intercambio de conocimientos y
tecnologías entre diferentes asociaciones, instituciones,
empresas y Universidades cuyas principales líneas de
investigación y desarrollo se centran en la Conservación,
Transporte y Restauración de Patrimonio, tanto cultural
como artístico.
3D Art - Desarrollo de un sistema de gestión y adquisición
de modelos 3D de piezas arqueológicas: Proyecto
financiado por la Generalitat Valenciana, de desarrollo
propio. El principal objetivo es el diseño, implementación y
aplicación de un sistema de gestión de modelos 3D para
piezas arqueológicas, basado en el empleo te tecnologías
ópticas de adquisición tridimensional. Dentro de estos
objetivos se incluyen además el desarrollo de un sistema
automático de digitalización para la obtención de los
modelos 3D de las piezas a catalogar y el desarrollo de una
aplicación informática que permita la manipulación de
dichos modelos facilitando la obtención de información
relevante de los mismos.
Además, como complemento a los proyectos relacionados con la
digitalización 3D, es importante destacar la amplia experiencia
obtenida por AIDO a lo largo de los últimos años, lo que le ha
permitido realizar trabajos de gran complejidad e impacto, entre
los que se pueden destacar las siguientes digitalizaciones:
Imágenes del Paso de la Hermandad de la Amargura, en
Sevilla.
Mano de bronce, resto de una estatua romana del Museo
MARQ de Alicante.
Imagen de la Virgen del Rebollet, en Oliva.
3. Ejemplo de proyecto: proyecto
HIPERESCAN 3D
El ejemplo de transferencia que ilustra de forma práctica la labor
de aplicación de las herramientas industriales dentro de los
sectores relacionados con el arte es el proyecto “HIPERESCAN
3D - Desarrollo de un sistema de digitalización Tridimensional
Basado en Imágenes Hiperespectrales”. Este proyecto financiado
a través de la Generalitat Valenciana mediante su programa de
Investigación Propia para Institutos Tecnológicos, tiene como
objetivo último es el desarrollo de un sistema de captura 3D de
obras de arte que además recoge su información espectral, lo que
permite obtener información respecto a su composición química
y sobre la posible presencia de organismos o sustancias extrañas.
El sistema se basa en la combinación una técnica muy utilizada
en la industria, la digitalización 3D, y otra de amplio uso en
aplicaciones meteorológicas y sobre todo, en la investigación
académica, que es la visión hiperespectral.
3.1. Objetivos del proyecto
En la actualidad el proceso de catalogación de piezas
arqueológicas se lleva a cabo de forma manual, basándose en la
generación de modelos o secciones de los mismos y generando
fichas de piezas con una información limitada de las mismas.
Este proceso es largo y costoso, y conlleva costes y retrasos
innecesarios en la catalogación de piezas. Esto se traduce en una
reducción de las piezas expuestas en Museos y galerías, con el
consiguiente perjuicio para el usuario final.
Con el desarrollo del proyecto “HIPERESCAN 3D” se pretende
desarrollar un sistema con las siguientes características:
Adquisición 3D automática de piezas arqueológicas.
Complementado con una aplicación de catalogación
automática de piezas.
Acompañado de una aplicación de generación de modelos
3D a partir de digitalizaciones.
Desde el punto de vista de las aplicaciones tecnológicas, los
objetivos a alcanzar son los siguientes:
Implementar y evaluar diferentes sistemas de digitalización
tridimensional para la adquisición de piezas arqueológicas.
Diciembre 2012
20
Esta evaluación se llevará a cabo siempre sobre sistemas
ópticos sin contacto, preservando así en todo momento la
integridad de las piezas.
Desarrollar en base a los resultados obtenidos
anteriormente un sistema de guiado para la captación de
información. Este sistema de guiado automatizaría el
proceso, evitando así cualquier interacción sobre la pieza.
Desarrollar una aplicación de gestión y tratamiento de los
datos obtenidos con este tipo de tecnologías. Esta
aplicación permitiría al usuario manipular de forma digital la
información obtenida, generando informes de las partes
significativas a estudiar.
Desarrollar una aplicación que permita gestionar una base
de datos global con la información generada sobre las
piezas catalogadas. Esta aplicación, permitiría a los museos
disponer de una herramienta de consulta eficaz y rápida.
Informe de evaluación de resultados de cada una de las
técnicas y sistemas desarrollados
Desde el punto de vista educativo, y haciendo uso de los
sistemas desarrollados:
Contrastar los resultados obtenidos empleando diferentes
técnicas desarrolladas y compararlos con las técnicas de
catalogación tradicionales.
Generar aplicaciones educativas destinas a la gestión del
conocimiento en el campo de la arqueología.
Como objetivo último del proyecto:
Disponer de sistemas de semi-asistidos basados en
digitalización tridimensional:
a.
Reducir el tiempo empleado en la catalogación de las
piezas arqueológicas.
b.
Preservar en todo momento la integridad de las piezas
arqueológicas analizadas.
3.2. Estado del arte de la tecnología requerida en el
proyecto
Con este sistema se busca obtener información espectroscópica
de la pieza analizada en diferentes bandas del espectro,
complementando así la información tridimensional con
información de la composición de los materiales que forma la
obra analizada. Para ello, se han combinado técnicas de
digitalización 3D, técnicas espectroscópicas y técnicas de
procesado digital de imagen. Así, se busca aglutinar en un solo
sistema más de 6 técnicas empleadas habitualmente en el sector
del Arte y Restauración de Patrimonio, lo que convertirá al
sistema en el único en su campo dentro del sector del Arte y
Restauración, y permitirá llevar a cabo ensayos completos no
destructivos de las piezas analizadas.
Por todo ello, desde AIDO se está trabajando en el desarrollo de
un sistema capaz de realizar todas las acciones mencionadas. A
través de la financiación de IMPIVA, AIDO se embarcó el
pasado año en un proyecto plurianual que tiene como objetivo
final la obtención de un prototipo funcional precompetitivo de
un sistema de digitalización 3D hiperespectral.
Diciembre 2012
El desarrollo del sistema responde a la necesidad del sector
del arte de disponer de sistemas cada vez más completos
(genéricos) que sean capaces de dar la mayor cantidad de
información sobre una obra sin tener que recurrir a su
complementación con sistemas adicionales. Además, y
gracias a la aportación que el sistema hará al sector del arte
y la restauración de patrimonio histórico y artístico, se
podrá dar un salto cualitativo tanto a los estudios realizados
sobre las obras de arte como sobre las propias obras en sí,
aportándoles los siguientes valores añadidos: Riqueza, en el
sentido de que la técnica aporta mucha más información
sobre la obra estudiada, lo que permite optimizar los
procesos de análisis e inspección de las obras; Desarrollo,
en el sentido de que la utilización de la técnica permite el
desarrollo de nuevos métodos de tratamiento, así como la
aportación de nuevas ideas para la mejora y optimización
de los procesos de restauración y/o certificación de las
obras; Cohesión, en el sentido de que tanto la restauración
y preservación como la autentificación de las obras ayuda a
fortalecer el interés por las obras y la identificación que se
pueda conseguir, tanto a nivel local dentro de municipios o
provincias como a nivel global trabajando con obras o
elementos de carácter internacional que van más allá de las
fronteras de los países particulares para unir a regiones
como Europa.
Por último, el desarrollo del sistema pretende convertir tanto a la
Comunidad Valenciana como a España en un referente en el
desarrollo de sistemas y aplicaciones relacionadas con el arte y la
restauración y ser un foco de generación de ideas y tecnologías
que fomenten la I+D y atraigan la inversión tanto nacional como
internacional, con el fin de dar un alto grado tecnológico y poder
estar en la vanguardia europea y mundial, lo que permitiría tener
una mayor fortaleza económica frente a la presente situación
económica internacional de globalización y la debilidad mostrada
en tiempos de crisis como el actual, que han demostrado que la
mejor forma de hacer frente a crisis económicas está en estar a la
cabeza tecnológica, generando puestos de trabajo en momentos
en los que se tiende a destruirlos.
3.3. Tecnologías empleadas
El desarrollo del proyecto “HIPERESCAN 3D” está basado en
la integración, en primera aproximación, de dos tecnologías: la
digitalización 3D y la visión hiperespectral. Su integración es el
núcleo del proyecto y es lo que generará la información que será
utilizada en aplicaciones posteriores. Dentro de estas tecnologías
hablaremos a continuación de una de ellas, que está
imponiéndose en el estudio de obras de arte.
3.3.1. Visión Hiperespectral
La segunda tecnología principal en el desarrollo del proyecto
“HIPERESCAN 3D” es la visión hiperespectral, basada en el
análisis del espectro electromagnético tanto reflejado como
emitido por los objetos, como forma de obtener información
inherente a la pieza a analizar.
Dicho análisis se hace en función de la las capacidades que las
diferentes técnicas para la separación entre las longitudes de
onda del espectro analizado. Para ello se hablará de técnicas de
visión X-espectral para englobarlas a todas, y que se definen
dentro del rango del espectro que comprende el espectro
21
infrarrojo, el visible y el ultravioleta. Dentro de las técnicas de
visión X-espectral la diferenciación en función de la capacidad
de la técnica para discernir o resolver bandas espectrales es la
siguiente:
Técnicas de visión Espectral.
Técnicas de visión multiespectral.
Técnicas de visión hiperespectral.
El mayor inconveniente de estos sistemas radica en que no
ofrecen la resolución espectral adecuada y necesaria para la
realización correcta de todos los análisis necesarios sobre obras
de arte, ya que no es posible discernir de forma suficientemente
fina los componentes de una obra (espectroscopía de imagen).
El problema radica en que los sensores siguen estando aun
acotados, ya que no barren partes complementarias del espectro
de trabajo (si abarca el infrarrojo no abarca el ultravioleta y
viceversa). Además, las fuentes de iluminación empleadas no
presentan un espectro de emisión suficientemente uniforme, lo
que impide una correcta respuesta del sensor a la señal recibida.
C. Técnicas de visión hiperespectral
Imagen 1. El espectro electromagnético
A. Técnicas de visión espectral
Este tipo de sistemas basan su funcionamiento en los sistemas
de visión artificial (cámaras) utilizando sensores que posean
respuesta dentro del rango del espectro visible. Por ello, los
iluminantes han de poseer espectros de emisión dentro del
mismo rango visible para que sean compatibles con los sensores,
obteniendo de esta forma el espectro de reflexión de cada uno
de los puntos que forman una imagen y poder realizar un mapa
de espectro de la pieza. Una característica importante de estos
sistemas es que no poseen filtros (ni físicos ni electrónicos) para
realizar la captura de información.
La principal aplicación de estos sistemas sería la obtención de
imágenes en color de alta resolución. De esta forma, se pueden
extraer los espectros de reflexión de diferentes partes de la
imagen.
Las técnicas de visión hiperespectral (derivadas de los sistemas
de teledetección por satélite) aplicadas al arte y el patrimonio
están basadas, como en los casos anteriores, en los sistemas de
visión artificial. En ellos, los rangos espectrales de trabajo de los
sensores pueden ser mayores que en los casos anteriores,
abarcando partes del espectro electromagnético que el resto no
puede. Por ello, las fuentes de iluminación deberán poder
abarcar mayores rangos de emisión dentro del espectro
electromagnético para ser compatible con el sensor. Además, los
filtros empleados en estos sistemas no son físicos, sino que son
de tipo electrónico, lo que permite una capacidad de resolución
espectral mayor que en los casos anteriores, de entre 3 y 6
nanómetros.
Este tipo de sistemas permiten realizar espectrometría de
imagen, además de permitir ver partes de la obra ocultas al ojo
humano (al igual que en el caso anterior). La principal ventaja de
este tipo de sistemas radica en que las fuentes de iluminación
empleadas pueden emitir en las bandas infrarroja y ultravioleta,
sin hacerlo de forma excluyente, por lo que se pueden abarcar
ambas partes del espectro simultáneamente.
B. Técnicas de visión multiespectral
Como en el apartado anterior, los sistemas de visión
multiespectral basan su funcionamiento en los sistemas de visión
artificial. Sin embargo, y como principal diferencia, los sensores
utilizados para los sistemas de visión multiespectral poseen un
rango espectral mayor, lo que permite abarcar desde la banda del
infrarrojo hasta la del ultravioleta. Además, los iluminantes
utilizados deben tener un espectro de emisión compatible con el
sensor utilizado, por lo que deberá emitir en el infrarrojo y/o
ultravioleta según el sensor utilizado.
En estos casos se utilizan filtros físicos para realizar la separación
espectral en las muestras, lo que da un poder de resolución del
rango espectral del orden de los 20 nanómetros. Así, se pueden
extraer, dentro de una imagen, los espectros de emisión de los
diferentes puntos de la imagen en una amplia banda que incluye
partes no visibles. La principal aplicación de este tipo de sistemas
es la detección subyacente de intentos del artista en la realización
de la obra analizada. Un ejemplo ha sido el estudio realizado por
el Museo del Louvre sobre el verdadero color de la Mona Lisa.
Estas técnicas también han sido empleadas para la preparación
de la exposición “El Trazo Oculto” que se realizó en el Museo
del Prado.
Imagen 2. Captura hiperespectral
Los límites que posee la técnica radican en que, como en el caso
anterior, las fuentes de iluminación no son lo suficientemente
uniformes, además que existir el problema de que los sensores
no barren completamente todas las regiones espectrales de
interés.
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Agradecimientos
IMPIVA – Instituto de la Mediana y Pequeña Industria Valenciana
FEDER – Fondo Europeo de Desarrollo Regional
Bibliografía
GRANERO, Luis, DÍAZ, Francisco, DOMÍNGUEZ, Rubén (2011): “Tecnologías ópticas aplicadas a la visualización y presentación 3D de
patrimonio. Caso práctico de la Virgen del Rebollet de Oliva”, en Virtual Archaeology Review (VAR), vol. 2, nº 3, pp. 43-47.
GRANERO, Luis, DÍAZ, Francisco, DOMÍNGUEZ, Rubén (2010): “Tecnologías Ópticas aplicadas al Arte y la Restauración”, en Documentación
Gráfica del Patrimonio, Ministerio de Cultura, Madrid, pp. 18-25.
GRANERO, Luis, DÍAZ, Francisco, DOMÍNGUEZ, Rubén (2009): “Application of optical techniques in documentation and identification of
archaeological rests: the case study of the roman bronze rest found in Lucentum”, en Proceedings of the 2009 SPIE Optical Metrology Congress. 14-18 June.
Munich, Germany.
GRANERO, Luis, DE GRACIA, Vicente (2004): “Técnicas de digitalización tridimensional basadas en luz estructurada”, en Proceedings del II
Congreso Diseño, Tecnologías e Ingeniería de Producto. 5-7 de Mayo. Valencia, España.
HUNTLEY, Jonathan M. (1998): “Automated fringe pattern analysis in experimental mechanics: a review”. J. Strain Anal Eng Des, vol. 33, nº 2.
PAGÉS, Jordi, SALVI, Joaquim, GARCIA, Rafael, MATABOSCH, Carles (2003): “Overview of coded light projection techniques for automatic 3D
profiling”, en Proceedings of the 1003 IEEE International Conference on Robotics & Automation. Taipei, Taiwan. September 14-19.
SALVI, Joaquim, PAGÉS, Jordi, BATLLE, Joan (2004): “Patern codification strategies in structures light systems”, en Patern Recognition, nº 37.
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Museo Virtual Hiperrealista
Pedro Ortiz Coder
GAVLE; Documentación Gráfica del Patrimonio. España.
Resumen
El Museo Virtual Hiperrealista es una propuesta metodológica de la empresa GAVLE; Documentación Gráfica del Patrimonio, para documentar, catalogar,
analizar, restaurar y difundir el patrimonio arqueológico en museos, yacimientos y/o centros de investigación, utilizando las últimas tecnologías. Partiendo de una
documentación gráfica 3d de alta resolución, las posibilidades aumentan exponencialmente a la calidad de las actuaciones. Este proyecto plantea una modernización
de algunos de los departamentos y actuaciones para así, reducir costes aumentando la calidad y proponiendo nuevas formas de difusión 3D.
Palabras Clave: DIGITALIZACIÓN 3D, FOTORREALISMO, INTERACTUACIÓN 3D, REALIDAD VIRTUAL AUMENTADA.
Abstract
Hiperrealistic Virtual Museum is a proposal of GAVLE; Cultural Heritage Documentation Company. This project try to create a new method for
documentation, catalogation, analysis, restoration and diffusion purposes applied for museums, archaeological sites or research centers using the most modern
technologies. The first step is create a high resolution digitalization of the objects; thus, the possibilities growing up like the quality of the products. This project plan
the regeneration of some departments of the museums, decreasing costs and increasing the quality of the products and creating news ways for 3D diffusion purposes.
Key words: 3D DIGITALIZATION, PHOTO-REALISTIC, 3D INTERACTION, AUGMENTED VIRTUAL REALITY.
1. Introducción
En los últimos años las técnicas de digitalización 3D han
aumentado en número y mejorado en precisión, calidad y coste,
haciendo que estas pasen a un nivel de utilización más popular y
provocando nuevos protocolos metodológicos para llegar a
nuevos resultados. En este artículo tratamos de describir el
proyecto Museo Virtual Hiperrealista como propuesta de
actuación para museos arqueológicos, principalmente, que
abarca distintos niveles dentro de un museo: documentación 3d,
catalogación, análisis, restauración digital y exposición.
El proyecto Museo Virtual Hiperrealista es un proyecto diseñado
y desarrollado por GAVLE: Documentación Gráfica del
Patrimonio que está siendo estudiado por diversas instituciones
públicas de España a proposición de dos museos nacionales que
desean ponerlo en marcha en sus museos.
El proyecto trata de dar respuesta a la difícil interrelación entre
los creadores de información (ingenieros y tecnólogos) y los
utilizadores de esta (arqueólogos, historiadores, investigadores,
etc.); en esta relación los utilizadores han tenido dificultades para
utilizar la información creada y desarrollada por los ingenieros.
Su verdadera fusión para poner la tecnología al servicio de la
historia no ha ocurrido convenientemente por una diferencia de
objetivos y de lenguaje, principalmente.
Este Museo Virtual Hiperrealista trata de acercar la tecnología a
los que necesitan de ella para sus estudios de forma sencilla y
absolutamente gráfica, precisa, rápida y de bajo coste. El
protocolo aquí descrito, expone una forma de trabajo posible
para museos más respetuosa con las piezas originales, más
gráfica en su concepción y más democrática al abrir el museo al
mundo a través de internet de forma hiperrealista.
2. Metodología
2.1 Documentación 3D
La documentación gráfica es el proceso de captura de
información geométrica y radiométrica de un objeto, a través de
distintas metodologías o fusión de estas. El proceso de
documentación puede ser un dibujo a mano alzada o, de la
misma forma, podría constar de un escaneado 3d del objeto a
alta resolución. La ambigüedad del término y su amplitud
metodológica y, por tanto, diversificación de calidades y
aplicaciones, hacen de esta una ciencia a tener en consideración
por su fuerte potencial. La documentación gráfica del patrimonio
es esencial para el estudio y catalogación del objeto arqueológico.
Es por ello que debe tener un carácter métrico y en él se deben
reflejar todas las características radiométricas del objeto. El
proyecto que hoy presentamos tiene este como principio
fundamental, considerando el bien patrimonial como elemento
de valor, que debe ser correctamente documentado conociendo
la metodología de medición y el error de esta, para así definir el
tipo de estudio métrico que de esta metodología puede derivarse,
evitando errores de interpretación histórica.
Como procedimiento establecemos la utilización e integración de
diversas técnicas de medición;
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Láser escáner. En nuestra propuesta hemos escaneado los
objetos con escáner 3D (Konica Minolta Vivid 9i) de 50
micras de precisión (ver fig. 1),
Modelado Basado en Imágenes (fotogrametría).
Hemos utilizado modelado basado en imágenes (ver fig. 2)
con auto calibración. Ambos procesos son de rápida
utilización en campo, aunque el segundo tenga menor coste
que el primero.
Mediciones directas. Para determinados objetos de mayor
tamaño, podremos utilizar, como método complementario
de los anteriores, instrumenta-ción de precisión directas;
calibres, estaciones totales, medición láser, flexómetro, etc.
Microsoft Access. Desde la base de datos se puede visualizar el
objeto tridimensional y se puede interactuar con él, modificando
valores y realizando las consultas métricas que se deseen:
mediciones 3D, ortofotografías, secciones, etc., que
explicaremos con mayor detalle en el apartado de análisis.
Este método de catalogación 3D permite introducir información
asociada al modelo y a alguna parte concreta del modelo, siendo
toda esta información, susceptible de ser consultada.
La interactuación con los modelos, su visualización y consulta
3d, multiplican las posibilidades de extracción de información en
este tipo de consultas.
Fusión de técnicas. Una vez realizada la captura de la
geometría, procedemos a la fusión de scans, ortoproyección
de la textura (en el caso del modelado basado en imágenes,
la textura está ya incluida en las imágenes). Para ello
utilizamos algoritmos programados por nuestro equipo
para ortoproyectar la textura de forma precisa (ORTIZ &
MATAS, 2009). Para ambos casos la cámara utilizada fue
Canon EOS 400D y las fotografías fueron tomadas en
condiciones de luz homogénea.
En el ámbito de la documentación, la mayor consecución de este
proyecto y que ha dado como consecuencia todas estas
actuaciones, ha sido la texturización de alta precisión en 360º de
todos los objetos virtuales con textura fotorrealística (HD) y su
posterior virtualización en internet bajo un motor de juego. Si
tenemos en consideración que el modelo 3d de los objetos tiene
una precisión de 50 micras (por debajo del límite de percepción
visual) y que la texturización tiene una resolución y precisión de
ortoproyección de 90 micras (también por debajo del límite de
percepción visual)(BARBA et al., 2011), nos encontramos con
un objeto virtual de absoluta fidelidad métrica y radiométrica
para la realización de cualquier estudio en el futuro, o cualquier
actuación museológica, entre ellas, la catalogación.
Figura 2. Ejemplo de documentación 3D fotorrealista mediante
fotogrametría de un friso de origen romano.
2.3 Análisis 3d
En nuestro proyecto-estudio Museo Virtual Hiperrealista (MVH)
hemos propuesto una serie productos metodológicos que
facilitarán a los investigadores cualquier estudio que se desee
realizar sobre los objetos. En la propuesta hemos realizado las
siguientes acciones:
Mediciones 3D, cubicaciones y volumetrías.
Adquisición de ortofotografías.
Realización de secciones (verticales, transversales,
oblicuas o especiales). Pudiendo simular la sección tal y con
se hace de forma tradicional en dibujo arqueológico (fig. 3).
Generación de mapas de curvas de nivel o mapas de
profundidades.
Monitorización de elementos 3D para estudiar posibles
fracturas o deformaciones. Comparación de dos elementos
similares.
Figura 1. Documentación 3d fotorrealísta mediante láser escáner de una
Lucerna Romana.
2.2 Catalogación
En los sistemas habituales de catalogación de un museo (base de
datos) se puede integrar, según proponemos en este proyecto, un
sistema de consulta 3D. En nuestra propuesta hemos
desarrollado una base de datos al uso programada en SQL y
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Modificaciones
geométricas
y
radiométricas,
compleción con elementos externos (2.4 restauración
virtual).
En la realización de estas acciones es necesario la utilización de
un protocolo que garantice la precisión y la correcta
ortoproyección (ortofotografía), además de la no simplificación
o simplificación controlada en la generación de secciones o
mapas de curvas de nivel. Es importante que en todos estos
procesos se utilice un protocolo de calidad específico basado en
25
la comprobación métrica entre el objeto y su representación y el
cálculo estadístico de los errores (considerando también los
errores en la captura, calibración de la cámara, error de la
ortofoto, error en la ortoproyección, error en la sección, posibles
simplificaciones, etc.) (BARBA et al., 2011; ELMQVIST et al.,
2001). El cálculo de estos errores nos evitará malas
interpretaciones históricas al evitar utilizar los modelos en
mediciones más precisas que las que pueda poseer el objeto
virtual.
interpretación. Todo este proceso viene definido en
(ORTIZ et al., 2007).
2.4 Restauración Virtual
El proyecto MVH es partidario de la prevalencia de la
restauración digital, exceptuando aquellas intervenciones físicas
necesarias para detener o prevenir su degradación. Con la
restauración digital no necesitamos tocar la figura original, por lo
que es una técnica más respetuosa con los objetos originales.
Podemos reconstruir la pieza hasta el nivel que veamos
conveniente y de la forma que necesitemos (aumentando la
libertad del restaurador; imponiendo los colores y formas
necesarias para su correcta reconstrucción y evitando riesgos y
accidentes sobre los originales).
Fig 4. Ejemplo de Reconstrucción Geométrica 3D. Vasija encontrada en 6
piezas diferentes y tras un estudio previo, las posicionamos en 3D cada una
en su lugar y vectorizamos en 3D la figura.
Restauración Pictográfica; este tipo de actuaciones se
ciñen a la modificación radiométrica del objeto 3D para
tratar de eliminar y/o sustituir colores o elementos
pictográficos que no existían en un origen.
2.5 Exposición
En el Museo Virtual Hiperrealista que hoy presentamos con este
artículo, proponemos una serie de herramientas para la
exposición en museos. Este proyecto nace del resultado de una
investigación para acercar los museos al público en general a
través de internet y las nuevas tecnologías desarrollado por
GAVLE en 2008-2011. Mostrar las obras de arte con el mayor
realismo e interactividad posible. Por ello GAVLE propone un
tipo de modelos 3d interactivos y fácilmente visualizables a
través de formatos convencionales. Todo ello integrado en una
web especializada para este servicio.
Fig 3. Análisis de la Lucerna romana. A la derecha vemos una
ortofotografía frontal, y a la izquierda arriba podemos observar el perfil
lateral y trasero del objeto, en el medio, la sección lineal de la lucerna y, en la
izquierda abajo, podemos ver una sección de la lucerna de forma
longitudinal.
La restauración digital la hemos dividido en dos los procesos de
actuación posibles:
Reconstrucción Geométrica; técnica que trata de
completar la forma y dimensiones del objeto con piezas
bien existentes y digitalizadas 3d (ver fig. 4), o bien con
elementos no existentes y diseñados en programas de
diseño 3D.
En nuestro protocolo de actuación proponemos un estudio
geométrico previo a este tipo de restauración; calculando el
eje de revolución, eje y/o plano de simetría (si lo hubiera)
para garantizar que la compleción geométrica del objeto
garantizará, en la medida de lo posible, las precisiones de
digitalización. Posteriormente a la extracción matemática de
estos elementos, se procede a la imposición del resto de las
piezas 3D que falten en el objeto (bien procedan de
digitalizaciones 3d o de diseño 3d, dada su inexistencia).
Siguiendo los protocolos de restauración existentes,
proponemos separar visualmente, lo digitalizado (real) de lo
diseñado (restaurado) para no llevar a errores en su
Fig5. Ejemplo de restauración pictórica del objeto tridimensional y
fototexturizado. Lucerna Romana.
En este tipo de museo virtual que proponemos, se pueden
mostrar bien piezas que estén almacenadas y no puedan ser
expuestas en el museo, o bien, piezas de primer nivel, expuestas
en el museo, y que pretenda funcionar como gancho para el
público. Y difundir estas a través de un DVD con visualizador
3D- HD para interactuar con las piezas, o distribuirlas a través
de internet o cualquier otro medio de difusión (por ejemplo,
pantallas táctiles en museos, etc.).
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La idea consta de distintas opciones que podemos clasificar en
dos:
Exposiciones dentro del museo.; Pantallas táctiles para
visualizar en 3D las figuras virtuales, exposiciones virtuales
a través de gafas en realidad virtual aumentada, exposición
de figuras virtuales restauradas, animaciones y material
multimedia 3d didáctico, etc.
Exposiciones fuera del museo; DVD - 3d fotorrealista,
exposiciones de realidad virtual aumentada en casa, viajes
interactivos inmersivos en 3D, proyecciones 3d, etc.
La existencia de múltiples posibilidades de exposición y el avance
tecnológico, hacen de este tipo de exposiciones una realidad, al
verse disminuido el coste y aumentado la calidad de los modelos
3D fotorrealístico. GAVLE propone un paquete de actuaciones
(documentación, catalogación y difusión 3D) a medida del
cliente a un coste muy aceptable, comparado con años
anteriores, donde esta tecnología era prohibitiva para los museos.
3. Conclusiones
En este proyecto hemos expuesto un proceso metodológico
concreto, preciso y respetuoso con las piezas del museo. El bajo
coste de su implementación y, sobre todo, la gran cantidad de
aplicaciones, hacen de este proyecto un magnífico producto de
museo en su faceta virtual, aunque es totalmente adaptable a
yacimientos arqueológicos, centro de investigación, etc.
Fig6. Ejemplo de Museo en Casa. En esta figura se expone un modelo 3D
de una pieza romana escaneada (ver fig. 2) expuesto a través de realidad
virtual aumentada.
La calidad de estas actuaciones se basan en el profundo
conocimiento de las técnicas de digitalización y edición 3d, así
como del cálculo de errores en cada uno de los procesos, ya que
este limitará su uso en mayor o menor medida.
La rapidez, calidad y precio de estas técnicas están alcanzando un
punto de inflexión en las actuaciones tradicionales de
documentación, catalogación, análisis y difusión de los museos,
yacimientos y centros de investigación. Y consideramos esta
propuesta como el presente y futuro, sin más alternativa que
adaptarse a estas técnicas y metodologías más modernas.
Agradecimientos
Agradecemos desde GAVLE; Documentación Gráfica del Patrimonio a Carlos Acevedo por ayudarnos a llevar este proyecto a cabo y a
Saverio D´Auria, Emanuela De Feo, Salvatore Barba y Fausta Fiorillo de la Universidad degli Studi di Salerno (Italia) por haber
participado en la consecución de estos resultados y apoyar todas nuestras iniciativas. Agradezco de forma especial al Consorcio
Monumental de la Ciudad de Mérida por creer en nosotros y darnos facilidades para poder desarrollar nuestras ideas en el mejor de los
entornos posibles.
Bibliografía
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3D cataloguing archaeological finds in Mérida (Spain)”. 3D-ARCH’2011, 3D Virtual Reconstruction and Visualization of Complex Architectures
International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences Volume XXXVIII-5/W1 ISSN 1682-177.
ELMQVIST, M., JUNGERT, E., LANTZ, F., PERSSON, Å., SÓDERMAN, U. (2001): “Terrain modelling and analysis using laser scanner
data”, en ISPRS Archives. Vol. XXXIV 3-wg4. Annapolis, MD, 22-24 October 2001.
GIRARDI, S., GONZO, L., PONTIN MARCO, E.F., RIZZI, A., VOLTINI, F. (2007): “Integrazione di fotogrammetria e laser scanner per la
documentazione di Beni Culturali”, en: XI ASITA Conference, Torino, Italy.
GUIDI G., RUSSO M., BERALDIN, J. (2010): Acquisizione 3D e modellazione poligonale. McGraw-Hill, Milano.
ORTIZ, P., PIRES, H., SÁNCHEZ, H., MARQUES, P. (2007): “Reconstrucción virtual de cerámicas a partir de fragmentos arqueológicos digitalizados
mediante láser escáner”, en S02 CEIG’07. XVII Congreso Español de Informática. Zaragoza. Septiembre 2007.
ORTIZ, P., & MATAS, M. (2009): “Experiences about fusioning 3D digitalization techniques for cultural heritage documentation in Cáceres wall (Spain)”.
3D-ARCH’2009 3D Virtual Reconstruction and Visualization of Complex Architectures International Archives of Photogrammetry,
Remote Sensing and Spatial Information Sciences Volume XXXVIII-5/W1 ISSN 1682-177.
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Integración de contenidos 3D
de la cultura ibérica en Europeana
A. L. Martínez Carrillo, Francisco Gómez y Alberto Sánchez Vizcaíno
Centro Andaluz de Arqueología Ibérica-Universidad de Jaén, Jaén. España
Resumen
Internet se ha convertido en los últimos años en el principal transmisor de información en todos los ámbitos. Dentro de esta dinámica de transferencia de
información se encuadra la iniciativa para la construcción de la biblioteca digital de la cultura europea, “Europeana”. En esta contribución se da a conocer la
metodología de integración en dicho portal de contenidos arqueológicos en 3D que se está desarrollando desde el Centro Andaluz de Arqueología Ibérica
(Universidad de Jaén). Esta integración de contenidos se está desarrollando a través del proyecto europeo CARARE (Connecting ARchaeology and ARchitecture
in Europeana), cuyo principal objetivo es incrementar la cantidad y la calidad de contenidos digitales en 2D y 3D en el ámbito de la arqueología y la
arquitectura de Europa.
Palabras Clave: IBEROS, MODELOS 3D, AGREGACIÓN DE CONTENIDOS, BIBLIOTECA DIGITAL EUROPEA.
Abstract
Over the last few years, Internet has become the main information provider in every field. The initiative for the digital library of European culture, Europeana, sets
in this framework of such information technologies. This paper reports on the method used to integrate 3D archeological data in a website currently under
construction at the Andalusian Centre for Iberian Archaeology of the University of Jaén. The initiative is funded by project CARARE (Connecting ARchaeology
and ARchitecture in Europeana) aiming at increasing the quantity and quality of 2D and 3D digital contents of European archaeology and architecture.
Key words: IBERIANS, 3D MODELS, CONTENTS AGGREGATION, EUROPEAN DIGITAL LIBRARY.
1. Introducción
Los últimos avances en el desarrollo de la tecnología que utiliza
Internet, su fácil accesibilidad y el incremento de la potencialidad
de ser una herramienta útil en varios aspectos de la vida, están
cambiando gradualmente la forma, el contenido y la dirección de
la investigación arqueológica.
Los métodos de excavación y los datos obtenidos y publicados
deben ser reorganizados teniendo en cuenta las nuevas posibilidades de compartir la información (HERMON y
NICCOLUCCI, 2000).
Una de las iniciativas para hacer accesibles y difundir contenidos
culturales a través de este cauce es la que representa Europeana
http://www.europeana.eu/portal/. Esta iniciativa surge en el año
2005 y tiene como principal objetivo hacer disponibles a través
de internet contenidos relativos a la cultura europea. A través de
este portal se pueden consultar recursos y colecciones digitales
de museos, bibliotecas, archivos y archivos audiovisuales de
Europa. Actualmente esta web cuenta con más de 15 millones de
ítems, en los que se incluyen imágenes (dibujos, mapas y
fotografías); textos (libros, periódicos, cartas, diarios y
documentos de archivos); sonidos (música, discos y emisiones de
radio) y videos (películas y programas de TV).
Alrededor de 1.500 instituciones están contribuyendo al
desarrollo de Europena, entre las que cabe destacar la British
Library de Londres, el Rijksmuseum de Amsterdam o el Louvre
de París. A través de las diferentes aportaciones se pueden
explorar la Historia de Europa desde la Prehistoria hasta la época
Moderna y Contemporánea.
2. Contenidos 3D del patrimonio arqueológico
ibérico en Europeana
A través del proyecto europeo CARARE (Connecting
ARchaeology and ARchitecture in Europeana, ICT Policy
Support Programme 2009, c. 250445) se pretende incrementar la
cantidad y la calidad del contenido digital disponible para los
usuarios de Europeana en el ámbito de la arqueología y la
arquitectura. También se prevé la agregación de servicios para
los usuarios y facilitar el acceso a contenidos en 3D y de
Realidad Virtual. En este proyecto de abastecimiento de datos
participan 28 socios procedentes de 20 países europeos.
El Centro Andaluz de Arqueología Ibérica, como socio
proveedor de contenidos del proyecto CARARE hará accesible
los siguientes contenidos 3D:
Recipientes cerámicos de la colección de referencia on line
del proyecto CATA (Cerámica Arqueológica a Torno de
Andalucía). La colección está integrada por un total de 1350
recipientes procedentes de diversos asentamientos ibéricos
de las provincias de Jaén, Granada y Córdoba
(MARTÍNEZ et alii, 2009) (Fig.1).
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Figuras 1y 2: Modelos 3D de recipientes cerámicos de la necrópolis de
Tutugi (Galera, Granada) y de la Necrópolis de La Noria (Fuente de
Piedra, Málaga)
Materiales metálicos procedentes de la Batalla de Baecula
(208 a.n.e.) (Santo Tomé, Jaén). Los trabajos de
investigación desarrollados en la nueva ubicación de la
batalla han aportado diferentes tipos de objetos metálicos
relacionado con el armanento y la vestimenta de romanos y
cartagines: tachuelas, glandes, puntas de lanza, etc. (Fig. 5),
(BELLÓN et alii, 2009).
Recipientes cerámicos documentados en la necrópolis
ibérica de la Noria (Fuente de Piedra, Málaga). Esta
necrópolis data del siglo VI a.n.e y hasta el momento se han
documentado ocho túmulos circulares rodeados por un
foso (Fig. 3). Los enterramientos estaban situados dentro
de dichos túmulos y se corresponden con rituales de
incineración. Se han identificado cincuenta recipientes
cerámicos completos (Fig.2).
Figura 5: Tachuelas procedentes de Baecula (Santo Tomé, Jaén)
3. Metodología de integración de contenidos
3D/RV
Figura 3: Vista aérea de la necrópolis de La Noria (Fuente de Piedra,
Málaga)
La cámara funeraria ibérica de Piquía (Arjona, Jaén). Esta
cámara, realizada en piedra arenisca, pertenece a la
necrópolis del mismo nombre con una cronología del siglo
I a.n.e. y destaca especialmente por la espectacularidad de
su ajuar. Al igual que en La Noria muestra el ritual de
incineración típico de los iberos. Se ha realizado una
reconstrucción 3D de la cámara funeraria principal y del
ajuar que contenía. (Fig.4).
Como ya se ha señalado, el proyecto CARARE marcará un
primer paso importante en cuanto a la integración de una gran
variedad de datos 3D y de Realidad Virtual en el contexto de la
biblioteca digital europea.
Una de las principales ventajas que tiene la elaboración de
modelos 3D es que son capaces de proporcionar puntos de vista
que no pueden ser vistos en una fotografía, a la vez que permiten
visualizar lugares que ya no existen como es el caso de las
reconstrucciones virtuales de restos arqueológicos. El término
3D cubre un amplio rango de aplicaciones y usos. Si se analiza el
uso de los modelos 3D en el ámbito del patrimonio histórico, se
pueden observar una amplia gama de aplicaciones, entre las que
se encuentra la documentación, la conservación, la restauración
física y digital, la investigación, la reconstrucción virtual y la
visualización (FRISHER et alii 2003; BARCELÓ, 2000).
En el caso del material procedente del CAAI se han llevado a
cabo diferentes metodologías para la elaboración de los modelos
3D:
A partir de la vectorización y edición de dibujos de
publicaciones con el software 3D Studio Max (Fig.6)
A partir de la adquisición de la forma con un escáner 3D
(Z-Scann 800). (Fig. 7).
A partir de la edición de la documentación gráfica de
excavaciones arqueológicas en el programa de edición 3D
Sketch up (Fig. 8).
Figura 4: Representación 3D de la cámara funeraria de Piquía (Arjona,
Jaén)
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29
Figura 6: Esquema de la metodología empleada en la elaboración de
modelos 3D a partir de dibujos de publicaciones
Metodología
Material
Formato
3D Studio Max
Colección cerámica
CATA
.max
Escáner 3D
Cerámicas. Necrópolis de
La Noria
.wrp
Skecht-up
Cerámica y tumba.
Necrópolis de Piquía,
.skp
Armas y objetos
metálicos. Batalla de
Baecula.
Tabla 1: Cuadro resumen de metodologías 3D empleadas, material
arqueológico y tipo de formato generado.
La diversidad de metodologías empleadas para la elaboración de
modelos 3D hace necesaria la homogeneización de los diferentes
formatos de archivo utilizados (Tabla 1), fundamentalmente
porque la integración del material 3D en el portal de Europena
utilizará el formato de archivo PDF al presentar esta las
siguientes ventajas:
Es un tipo de formato ampliamente utilizado
(aproximadamente el 89% de los usuarios lo tienen
instalado en el ordenador).
Figura 7: Esquema metodológico para la elaboración de modelos 3D a
partir de la adquisición de la forma con un escáner 3D
El formato PDF también ayuda a solventar algunas
cuestiones que formatos 3D no han solucionado con
propiedad hasta el momento. Muchos de los formatos 3D
no almacenan la información en un solo archivo, sino que
la información del modelo está compartimentada en varios
archivos (archivos para los colores de imágenes, archivos
fuentes…). Esto está bien para obtener videos o imágenes
de los modelos 3D, pero para una visualización 3D no es
un procedimiento válido. El formato PDF permite
encapsular toda esta información, siendo un tipo de
formato bastante portable.
Además el formato PDF posee una herramienta interactiva
para cambiar de planos que permite por una parte,
visualizar cómo está estructurada una construcción, y por
otra, ver cómo se relacionan las diferentes partes de una
construcción digitalizada y sus reconstrucciones virtuales.
Para escenas más complejas otros tipos de visualización 3D se
pueden hacer utilizando el formato QuickTime, en el que se
pueden editar formatos complejos y visualizar de manera
correcta materiales como vidrio, vegetación, sombras o archivos
4D.
Figura 8: Esquema metodológico para la elaboración de modelos 3D
mediante la edición en Scketch up
Por otro lado también hay que señalar que en la creación de
recursos 3D para Europeana hay que tener claro un factor
importante: el contenido. La calidad de los modelos 3D no
solamente depende del modelo 3D, sino que dependerá en gran
manera de la calidad de la información asociada. Es por esta
Diciembre 2012
30
razón por la que la creación de metadatos necesita ser parte de la
creación de los modelos 3D.
4. Conclusiones
El modelo de Datos de Europeana (EDM) es la propuesta más
reciente para estructurar los datos integrados, gestionados y
publicados en Europeana. El principal objetivo para la adopción
de este modelo es facilitar a los usuarios en la búsqueda de
contenidos e insertar Europeana en la web semántica. La principal
ventaja del Modelo de Datos de Europeana es que no está sujeto
a ningún estándar utilizado por una comunidad específica, sino
que se desarrolla dentro del marco de la web semántica que
permite adaptarse a los diferentes rangos de estándares
utilizados hasta el momento (CHAMBERS y SCHALLIER,
2010: 116).
La mejora y el crecimiento de Europeana con contenidos 3D/RV
van a proporcionar un valor añadido en cuanto a la visualización
de elementos y la mejor comprensión de los contenidos por
parte de los diferentes usuarios. Para esto es necesaria la
homogeneización de los formatos de los modelos 3D realizados
y dotar dichos modelos de un valor añadido.
Por otro lado se contribuye a la difusión europea del patrimonio
arqueológico ibérico en la biblioteca digital europea,
proporcionando modelos 3D y de Realidad Virtual a un mayor
número de usuarios. Como consecuencia de la publicación de
este tipo de información en Internet se ampliará el número de
usuarios que puedan tener acceso a ella, puesto que por lo
general este tipo de representaciones solamente se exhiben en
museos o en publicaciones especializadas.
Agradecimientos
La elaboración de este trabajo ha sido posible gracias al proyecto de la Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa CATA (Cerámica
Arqueológica a Torno de Andalucía HUM-890), al proyecto europeo CARARE (Connecting ARchaeology and ARchitecture in Europeana, ICT
Policy Support Programme 2009, c. 250445), al Programa de investigación en tecnologías para la valoración y conservación del
patrimonio cultural. CSD2007-00058. Programa Consolider-Ingenio 2010 y a los Fondos Feder de la Unión Europea que cofinancian el CAAI.
Bibliografía
BARCELÒ, Juan (2000): “Visualizing What Might Be: An Introduction to Virtual Reality Techniques in Archaeology,” Virtual Reality in
Archaeology, Ed. By J. Barcelò, M. Forte, D. Sanders, BAR International Series 843, pp. 9-35.
BELLÓN, J.P., GÓMEZ, F., RUIZ, A., MOLINOS, M, SÁNCHEZ, A., GUTIÉRREZ, L., RUEDA, C., WIÑA, L., GARCÍA, MªA.,
MARTÍNEZ, A.L., ORTEGA, C.; LOZANO, G. y FERNÁNDEZ, R. (2009): "Baecula. An archaeological analysis of the location of a battle of
the Second Punic War". En A. Morillo (ed.): Anejos de Gladius, nº 13, pp. 17-29.
CHAMBERS, S. y SCHALLIER, W. (2010): “Bringing research libraries into Europeana: establish a library-domain aggregator”, en Liber Quarterly 20
(1), September 2010.
FRISCHER, B., FAVRO, D., ABERNATHY, D. y DE SIMONE, M. (2003): “The Digital Roman Forum Project of the UCLA Cultural Virtual
Reality Laboratory,” International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol. XXXIV5/W10; accesible online: http://www.frischerconsulting.com/frischer/pdf/FrischerEtAlRomanForum.pdf (consultado el 1 de abril de 2011).
HERMON, S. y NICCOLUCCI, F. (2000): “The impact of shared information technology on archaeological scientific research”. En Proceedings
INTL’Conf. on Current Research on Information Systems (CRIS2000), Helsinki, Finland.
MARTÍNEZ-CARRILLO, A.L., RUIZ, A., MOZAS, F., VALDERRAMA-ZAFRA, J.M. (2009): “An interactive system for storage, analysis,
query and visualization of archaeological pottery”. Paper accepted and presented at 37th Annual International Conference on Computer
Applications and Quantitative Methods in Archeology (CAA) “Making History Interactive” Williamsburg, Virginia, USA . March 22 – 26,
2009.
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Museos Virtuales. Un caso práctico:
Museo Nacional de Arqueología Subacuática (ARQVA)
Jon Arambarri Basáñez y Unai Baeza Santamaría
VIRTUALWARE. Basauri, Vizcaya. España
Resumen
En las últimas décadas se ha trabajado intensamente en la forma de promocionar y poner en valor el patrimonio cultural que nos rodea, con el objetivo de obtener
herramientas cercanas a la ciudadanía. Entre estas herramientas, la Realidad Virtual se brinda como un excepcional instrumento dentro de esta animosa apuesta
de los gestores de espacios arqueológicos y culturales. El artículo pretende mostrar un ejemplo práctico referencia en Realidad Virtual en España, recientemente
finalizado y accesible en la página web del Arqua. El Ministerio de Cultura, con el museo Arqua Virtual, colabora una vez más en convertir el turismo cultural
en algo completamente nuevo. Un turismo participativo en el que el visitante es el protagonista, conoce el espacio y planifica su visita.
Palabras Clave: MUSEO VIRTUAL, REALIDAD VIRTUAL, ON-LINE, PASEO VIRTUAL
Abstract
In the last decades, there has been an intensive work to promote and add value to cultural heritage, with the main aim of getting closer to the citizens. Within these
tools, Virtual Reality is an exceptional instrument for archaeological and cultural sites managers. The article aims at showing a recent real case in Spain, already
accessible on the Internet. The Ministry of Culture and the Arqva (National Museum of Underwater Archaeology) Virtual Museum work together to turn
cultural tourism into something completely new: a participatory tourism in which the visitors have the leading role, know the area and plan their visit.
Key words: VIRTUAL MUSEUM, VIRTUAL REALITY, ON-LINE, VIRTUAL TOUR
1. Museo Nacional de Arqueología Subacuática
En noviembre de 2008 se inauguraba la nueva sede el Museo
Nacional de Arqueología Subacuática (ARQVA), obra del
arquitecto Guillermo Vázquez Consuegra en el muelle de
Alfonso XII de la ciudad de Cartagena proyecto llevado a cabo
por GPD (General Producciones y Desarrollo).
El museo alberga en su interior, materiales arqueológicos
relacionados con el tráfico marítimo en el Mediterráneo, desde la
época fenicia, a través del mundo púnico, helenístico y romano.
En sus salas se exhiben series anafóricas de tipo netamente
romano, materiales metalúrgicos, así como epigrafía, destacando
especialmente los restos de los dos barcos fenicios del s. VII a.C.
encontrados en Mazarrón.
exploración y la navegación web por los mundos virtuales y el
Internet del futuro.
Tras la aparición de la World Wide Web, los museos han visto la
posibilidad de disponer de un escaparate para atraer posibles
visitantes (SANTACANA, 2005: 358).
El Museo Nacional de Arqueología Subacuática dispone, desde
primeros del año 2011, de una visita tridimensional interactiva de
su espacio expositivo. La visita anima al público a conocer el
museo virtualmente o a planificar su visita.
Además, permite actualizar los contenidos expositivos del
museo de manera on-line, así como exposiciones temporales,
promocionando estos nuevos recursos de manera anticipada y
virtual. Este módulo web está disponible en la página del museo:
http://museoarqua.mcu.es/web/visita/index.html
2. Visita virtual ARQUA
3. Objetivos
Cuando hablamos de museos virtuales, podemos entenderlo
como ambientes tridimensionales donde se exhiben una amplia
variedad de obras de arte (PORATTI, 2010: 53).
Las potencialidades de la creación de museos virtuales suponen
un concepto muy complejo. Las nuevas tecnologías de la
información y comunicación presentan en potencia casi todas las
características o premisas de las que parte la museología actual:
participación, socialización, educación, proyección, apertura y
dinamización (TAMAGNINI, 2006: 66).
Actualmente tanto los usuarios como los diferentes usos que se
le están dando a herramientas de navegación 3D on-line como
Google Earth, Google Maps o Second Life, han crecido a un ritmo
exponencial en Internet, el medio de difusión por excelencia de
hoy en día. Una sociedad cada vez más familiarizada con las
nuevas tecnologías en la era de la información demanda la
El proyecto, desarrollado por Virtualware bajo las directrices de
la empresa museística GPD, persigue disfrutar virtualmente del
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32
espacio expositivo de una manera atractiva e innovadora de
manera on-line, y tiene los siguientes usos:
Que el visitante planifique la visita al museo desde casa.
Que las personas que no puedan acudir al museo real
debido a razones geográficas, físicas o económicas,
disfruten del mismo teniendo acceso a la versión virtual.
Además, el museo ofrece un espacio de salas temporales
que los administradores pueden alimentar y que permite
cambiar los recursos expositivos “virtualmente”, pudiendo
representar en la nube, por ejemplo, piezas o restos
arqueológicos que estén repartidos por toda España.
Tras la ubicación en el entorno del museo desde una vista
cenital, el usuario puede orbitar el modelo esquemático del
exterior del museo.
Cuando lo desee, de manera intuitiva, el internauta pasea con
total libertad por el perímetro de los exteriores del museo a pie
de calle, para así entrar en el interior del mismo y descubrirlo.
Figura 2. Recorrido virtual on-line
La aplicación permite por un lado conseguir una mayor difusión
a través de internet, y por otro lado atraer a la visita real.
Los contenidos de la aplicación son administrables y
modificables por el cliente.
4. Red de Excelencia Europea de Museos
Virtuales
El Museo Virtual Arqua participa como museo asociado dentro
de la Red Transnacional de Museos Digitales (proyecto europeo
V-MUST). [http://www.v-must-net]
Figura 1. Visita cenital del espacio expositivo
El 2 de marzo se presentaba el proyecto V-Must en Roma una
Red de Excelencia de la UE financiada por el 7º Programa
Marco cuyo principal objetivo es apoyar al sector museístico a
innovar en la utilización de las nuevas tecnologías y la realidad
virtual para generar experiencias de valor añadido para el
visitante.
Durante el paseo por el interior del espacio, el usuario puede
visitar la exposición en un entorno recreado con acabado
fotorrealístico. Desde la experiencia de Virtualware se han
utilizado las últimas técnicas de tiempo real (rendering, shaders,
carga y descarga dinámica de texturas y modelo…) para
conseguir un modelo efectista, en el que se balanceen calidad,
rendimiento y tamaño de aplicación.
En todo el interior existen lugares de interés seleccionados por el
cliente, enriquecidos con información multimedia (imágenes y
vídeos con información asociada). Cuando el usuario pasea cerca
de alguno de estos puntos, la aplicación muestra mediante un
interfaz emergente (un carro de imágenes) esta información,
disponible para ser visualizada e interpretar las diferentes partes
de la exposición.
La reconstrucción virtual muestra todo el complejo de unos
6.000 m2 de superficie, así como el interior de la sala de
Exposición Permanente de 1.600 m2 y otra destinada a
Exposiciones Temporales de 500 m2 que cuentan con más
alrededor de 50 fichas multimedia para proporcionar más
información sobre sus tesoros.
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Figura 3. Contenidos multimedia
La tecnología está avanzando muy rápidamente y surgen
cuestiones sobre la forma de re-plantear la visita tradicional a los
museos hacia una experiencial total.
33
Museos Virtuales (VM) es un término que abarca diversos tipos
de creaciones digitales, incluyendo la realidad virtual y 3D, que se
caracterizan por promover experiencias inmersivas, interactivas y
personalizados que mejoran nuestra comprensión de la historia
de la humanidad y del mundo que nos rodea.
El proyecto coordinado por el Consiglio Nazionale delle
Ricerche Italiano cuenta con la participación de los siguientes
socios:
Reino Unido e Irlanda: King's College de Londres (Reino
Unido), Universidad de Brighton (Reino Unido), Noho
LTD (Irlanda).
Europa central: Instituto Fraunhofer (Alemania),
Universidad de Sarajevo (Bosnia - Herzegovina), INRIA
(Francia), Universidad de Lund (Suecia), Museo Allard
Pierson - Universidad de Amsterdam (Países Bajos
Dimensión Visual (Bélgica).
Mediterraneo: CREF-Cyl (Chipre), Fundación del Mundo
Helénico (Grecia), CULTNAT (Egipto), Departamento de
Asuntos Culturales y el Centro Histórico - Superintendente
del Patrimonio Cultural de Roma Capital - Museo dei Fori
Imperiali en los Mercados de Trajano (Italia), CINECA
(Italia).
España: Sociedad Española de Arqueología Virtual, SEAV
y Virtualware.
“Experience the future of the past” es el lema del proyecto, que
se presentaba oficialmente el 2 de marzo de 2010 en el Auditorio
de Ara Pacis que planteaba como objetivos principales son:
Reducir la brecha entre la investigación tecnológica y su
aplicación práctica en el sector de los museos.
Superar la fragmentación de la investigación.
Lograr resultados tangibles para añadir valor a los museos
mediante el uso de las nuevas tecnologías.
5. Conclusiones
Actualmente la familiarización de la sociedad con las TIC en
todos sus ámbitos (profesional, doméstico o de ocio) es cada vez
más palpable. En este marco La innovación en la difusión,
divulgación y disfrute se nos presenta como una demanda de los
turistas tanto reales como potenciales que debemos atender.
El desarrollo de museos virtuales abre un gran abanico de
posibilidades en esta innovación. Utilizan nuevos modos de
presentación de contenidos e interactividad del usuario con
éstos, mediante dispositivos inmersivos, que permiten modos de
percepción desconocidos hasta el momento, de extraordinaria
utilidad para acercar la cultura al público infantil o de escasa
formación.
El desarrollo de museos on-line, con múltiples posibilidades a
través de las nuevas tecnologías digitales de ofrecer y transmitir
contenidos 2D y 3D de alta resolución, presentando piezas que
pueden estar en todos los puntos del planeta, sin necesidad de
traslados, montajes, sedes fijas, etc. (COTEC, 2010).
Figura 4. Primer encuentro V-MUST en el que se presenta Arqua
Interactivo (Congreso Archeovirtual, Salerno 2010)
Agradecimientos
Agradecemos la implicación en el trabajo tanto al equipo del Museo Arqua, como al equipo desarrollo de Virtualware y GPD, ambos han
puesto un especial empeño en diseñar la mejor solución para poner en marcha el Museo Virtual Arqua.
Bibliografía
FUNDACIÓN COTEC (2010): “Innovación en el sector del Patrimonio histórico”, Informes sobre el sistema de innovación español.
PORATTI, G.G, (2010): Los próximos 500 años ¿Cómo evolucionarán las casas, computadoras, automóviles, industrias, y robots del futuro?, Editorial
Red Universitaria.
SANTACANA, J. & SERRAT, N. (2005): Museografía didáctica, Ariel.
TAMAGNINI, M. & AUSTRAL, A. (2006): Problemáticas de la Arqueología Contemporánea, Universidad Nacional de Rio Cuarto.
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34
Evolución de las tecnologías utilizadas
en el desarrollo de Museos Virtuales
Mª Dolores Robles Ortega, Francisco R. Feito Higueruela, Juan J. Jiménez Delgado y Rafael J. Segura Sánchez
Resumen
Paralelamente al desarrollo de las nuevas tecnologías, los Museos virtuales han ido evolucionando e incorporando contenidos con el objetivo de facilitar la
transmisión del conocimiento. Para que estos nuevos elementos resulten útiles y accesibles para el usuario final, se deben incluir considerando no sólo aspectos
técnicos sino también de usabilidad como, por ejemplo, la facilidad y sencillez en el manejo. En este artículo se describe la evolución de las principales tecnologías
usadas para el desarrollo de museos virtuales, especialmente las que generan contenido 3D. Asimismo se estudian los requisitos fundamentales para incluir estos
elementos de manera satisfactoria. Finalmente se realiza una comparativa de este tipo de aplicaciones con métodos de difusión tradicionales como libros o revistas y
con los museos reales.
Palabras Clave: MUSEO VIRTUAL, 3D, USABILIDAD, EVOLUCIÓN DE LA TECNOLOGÍA
Abstract
Thanks to the development of the new technologies, virtual museums have incorporated new contents that make the transmission of the knowledge easier. These new
elements should be included considering not only technical features but also usability and simplicity requirements for end users. In this paper, we describe the
evolution of the main technologies utilized in the creation of virtual Museums, specifically those which generate 3D content. We also describe how to include these
new contents in order to obtain a successful result. Finally, we compare virtual Museums with another traditional ways of transmitting knowledge such as, real
museums, books, and magazines.
Key words: VIRTUAL MUSEUM, 3D, USABILITY, TECHNOLOGY EVOLUTION
1. Introducción
El Consejo Internacional de Museos (ICOM, http://icom.museum)
define un museo como una institución sin fines de lucro y
abierta al público cuya finalidad consiste en la adquisición,
conservación, estudio y exposición de los objetos que mejor
ilustran las actividades del hombre o que son culturalmente
importantes para el desarrollo de los conocimientos humanos.
Aunque los museos tradicionalmente han sido centros pasivos
de exposición, hoy día están en continua evolución,
convirtiéndose en centros de activos de experimentación en los
que la participación del público toma una especial relevancia
(CABALLERO, 2011).
Uno de los principales problemas de los museos reales es
trasladarse físicamente al lugar donde se encuentran. Sin
embargo, gracias a las nuevas tecnologías es posible utilizar otros
medios de difusión del conocimiento que evitan a los usuarios la
necesidad de viajar para visitar un museo real: la herencia virtual.
La herencia virtual (Virtual Heritage) es el uso de medios
electrónicos para recrear o interpretar elementos relacionados
con la cultura tal y como son actualmente o como podrían haber
sido en el pasado (MOLTENBREY, 2001). Los métodos
utilizados en la herencia virtual permiten preservar los objetos
obtenidos tras las investigaciones de posibles saqueos, actos de
vandalismo o incluso desastres naturales (HARNAUD, 2007),
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evitando también el problema de falta de espacio para las
exhibiciones de piezas y elementos. Además, favorecen la
transmisión de una parte importante de nuestra historia a
cualquier persona y, más específicamente, a estudiantes y
profesores (HANISCH, 2000), desde cualquier lugar y en
cualquier momento.
Paralelamente al desarrollo de las nuevas tecnologías, los museos
virtuales han ido evolucionando y añadiendo nuevos elementos
que favorecen la interactividad y transmisión del conocimiento.
Para facilitar la consecución de este objetivo es importante
destacar que los contenidos deben ser generados teniendo en
cuenta al usuario final, de forma que se le facilite el acceso a la
información de una manera sencilla y eficiente.
En este artículo se explicará la evolución en las tecnologías
utilizadas para el desarrollo de museos virtuales. Asimismo se
describirán las posibilidades que ofrecen estas herramientas y las
características más deseables para este tipo de aplicaciones desde
el punto de vista del usuario. Finalmente, se compararán los
museos virtuales con los museos reales y con otros medios de
difusión del conocimiento tradicionalmente aceptados como
libros y revistas.
35
2. Evolución de las tecnologías utilizadas en el
desarrollo de museos virtuales
Inicialmente la mayoría de los museos estaban formados por un
conjunto de páginas web (en su mayoría estáticas, aunque en
algunos casos dinámicas) en las que generalmente se mostraban
imágenes y fotografías de los elementos expuestos junto con una
descripción.
La utilización de técnicas de Realidad Virtual supuso una mejora
en la experiencia del usuario gracias a la inclusión de modelos
tridimensionales con los que el visitante podía interactuar. De
esta forma, el usuario no sólo podría visualizar las piezas tal y
como lo haría en un sitio tradicional, sino que también podría
moverlos y observar nuevas características y detalles que no vería
a través de una simple imagen. Por tanto, el uso de estos
métodos ha permitido hacer más realista la visita a un museo
virtual.
En la actualidad existen diferentes lenguajes que permiten crear
contenido 3D accesible desde una página web. A continuación
se van a describir brevemente las características fundamentales
de los más utilizados, exponiéndose además ejemplos de sitios
web que los utilizan:
QuickTime (http://www.apple.com/es/quicktime) Aunque
realmente no muestra contenido 3D, permite visualizar
fotos panorámicas de las salas reales del museo. La
interactividad que permite es reducida y limitada al giro de
la cámara. El museo de Louvre incluye visitas virtuales
utilizando
esta
tecnología.
(http://www.louvre.fr/llv/commun/home.jsp)
Flash (http://www.adobe.com/es/products/) Es una de las
tecnologías más utilizadas actualmente para la creación de
contenidos interactivos en Internet. La página del Museo
del
Prado
incluye
elementos
de
este
tipo
(http://www.museodelprado.es/)
XVR (http://www.vrmedia.it/) Tiene una arquitectura
modular y proporciona un lenguaje de script orientado a
realidad virtual para programadores, lo que permite generar
contenidos más complejos con dispositivos avanzados
como trackers, sistemas de proyección estéreo o HMDs.
Un ejemplo de aplicación que utiliza esta tecnología es la
Piazza dei Miracoli en Pisa, que puede consultarse a través
de la página http://piazza.opapisa.it/3D/index.html.
VRML (Virtual Reality Modeling Language) Ha sido un
estándar para el intercambio de contenido 3D en sistemas
web hasta su reemplazo por X3D. Se ha utilizado en la
creación de numerosos sitios de museos virtuales como,
por ejemplo, INUIT3D [CORCORAN, 2002], en la que los
usuarios pueden visitar tres salas de exposiciones e
interactuar con doce modelos tridimensionales o el sistema
Minerva [AMIGONI, 2009], que facilita la organización de
los museos estableciendo diferentes colecciones o
exposiciones. Se puede utilizar con sistemas de proyección
estéreo [ROBLES ORTEGA, 2010].
X3D
(Extensible
3D,
http://www.web3d.org/x3d/)
Desarrollado por el Consorcio Web3D, es el sucesor de
VRML. Permite generar contenidos 3D interactivos, tanto
estáticos como dinámicos. Está basado en XML y puede
utilizarse conjuntamente con tecnologías como Ajax y PHP
para el acceso a bases de datos. Se ha utilizado para crear
museos dinámicos como el prototipo de museo virtual de
Arte Ibérico desarrollado por los autores que puede
consultarse
en
la
página
http://150.214.97.135/X3D/English/indexEngl.htm.
3DVia (http://www.3dvia.com/downloads) Permite crear
modelos y entornos 3D de los que el usuario puede obtener
algún tipo de información adicional. El museo de Louvre
incluye elementos de este tipo.
WebGL (http://www.khronos.org/webgl/) Permite incluir
modelos 3D en páginas web a través de HTML5 sin
necesidad de instalar ningún plugin adicional. Se prevé que
en un futuro todos los navegadores lo soporten. Ya existen
algunos museos que lo utilizan como Wikipedia Art Gallery
(http://www.wikiartgallery.org/about.html).
O3D (http://code.google.com/intl/es-ES/apis/o3d/) Se trata de
una API web de software libre que permite crear
aplicaciones 3D completas e interactivas. Inicialmente se
creó como un plugin pero actualmente existe una nueva
versión implementada sobre WebGL. La Universidad de
Queensland ha desarrollado un proyecto (3DSA) que
permite realizar anotaciones en modelos tridimensionales
utilizando O3D. Existe una versión accesible en Internet
desde
la
dirección
http://itee.uq.edu.au/~eresearch/projects/3dsa/.
Como se puede observar, los lenguajes descritos anteriormente
difieren en el grado de interactividad que permiten cada uno de
ellos, el realismo de los modelos generados, la facilidad de
creación de contenidos y la utilización conjunta con otras
tecnologías web. Estos factores serán claves para decidir la
opción más adecuada en cada caso en particular. En la Tabla 1 se
muestran imágenes de museos que utilizan estas tecnologías.
Otra característica adicional deseable en un museo virtual es la
posibilidad de realizar la visita desde un dispositivo móvil. X3D
y 3DVia disponen de versiones de sus visores que pueden
utilizarse en terminales con baja capacidad gráfica. No obstante,
en la mayoría de los casos, será necesario llevar a cabo un
proceso de adaptación de la escena para su correcta visualización
en estos dispositivos utilizando técnicas como, por ejemplo, las
de los niveles de detalle (LODs). Para modelos ya creados, el
proceso consistiría básicamente en reducir la complejidad de los
elementos tridimensionales eliminando detalles que no serían
apreciables desde una pantalla de menor tamaño. X3D admite
soporte para esta técnica, por lo que la adaptación de las escenas
se podría realizar de una forma sencilla y eficiente. Flash también
proporciona compatibilidad para este tipo de terminales.
Además de los aspectos técnicos comentados anteriormente,
existen otro tipo de características fundamentales que deben
tenerse en cuenta en el proceso de desarrollo y creación de un
museo virtual y que determinarán el mayor o menor grado de
aceptación por parte de los visitantes: los requerimientos desde
el punto de vista del usuario. La siguiente Sección describe los
más importantes.
3. Características deseables en un Museo virtual
Tal y como se ha comentado anteriormente, los avances en las
Tecnologías de la Información y la Comunicación (TICs) han
permitido generar museos virtuales que incluyen una gran
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36
cantidad de contenidos interactivos a los que el usuario puede
acceder en cualquier momento y desde cualquier lugar.
Evidentemente, la forma en que estos nuevos elementos se
añaden en las páginas existentes es fundamental para conseguir
museos realmente innovadores y actualizados y no simples
añadidos a exposiciones tradicionales (CANO, 2011). Por tanto,
las nuevas tecnologías no garantizan por sí mismas la obtención
de un sitio interesante y satisfactorio para el público, sino que es
necesario realizar estudios previos para obtener el diseño más
adecuado al contenido que se va a mostrar y a los usuarios que lo
van a utilizar.
Entre las principales características deseables desde el punto de
vista del usuario se pueden destacar la facilidad de uso y la
familiaridad. Así, los visitantes deberían poder comenzar a
realizar la visita sin necesidad de conocer aspectos técnicos
complejos para la instalación de la aplicación o para moverse a
través de la misma. La curva de aprendizaje de la aplicación debe
ser, por tanto, reducida. En cuanto a la familiaridad, se puede
conseguir utilizando metáforas de elementos reales presentes en
los museos tradicionales como mesas y vitrinas, entre otros.
Otro aspecto importante es el realismo de la escena y el nivel de
información obtenido. Cuando se dispone de una gran cantidad
de datos para cada uno de los elementos que se exponen en el
museo, generalmente es preferible mostrar inicialmente sólo una
parte y dar la posibilidad al usuario de que obtenga el resto de
manera opcional.
También resulta interesante la posibilidad de establecer
diferentes perfiles de usuarios en la visita a un museo virtual. Estos
perfiles determinarían el tipo de usuario que está consultando el
museo y podrían ayudarle a obtener la información que
realmente le interesa. Por ejemplo, en el caso de un museo
arqueológico podrían distinguirse dos tipos de perfiles: usuarios
expertos que necesitan obtener información más precisa y
detallada sobre las piezas o usuarios ocasionales que están más
interesados en conocer las novedades o los fragmentos más
importantes. De esta forma, el museo se adaptaría a los usuarios y
proporcionaría una interfaz personalizada adaptada a cada caso
en particular.
4. Comparativa entre los museos virtuales y
reales
El estudio de las tecnologías empleadas en la creación de museos
virtuales quedaría incompleto si no se comparase con los museos
reales y con otros métodos tradicionalmente utilizados para la
difusión del conocimiento como libros y revistas.
Aunque una visita virtual nunca podrá sustituir a la visita real,
puede servir de apoyo o como una herramienta adicional para
completarla. Así, en la actualidad existen algunos museos que
ofrecen a sus visitantes un recorrido virtual que pueden realizar
de forma previa a la visita real, ya sea a través de Internet o en las
mismas instalaciones del museo utilizando equipos especiales
para la visualización estéreo de la escena. Este tipo de
herramientas, tanto de uso colectivo como individual, permiten
aumentar la sensación de autenticidad en el observador y la
percepción de un mayor nivel de realismo. En cualquier caso, es
conveniente también considerar los posibles problemas que
estos dispositivos podrían ocasionar en el usuario, entre los que
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destacan la fatiga ocular o el síndrome del simulador, que aparece
con el uso de elementos móviles como las gafas activas, como
consecuencia de la inestabilidad del dispositivo ante los
movimientos de la cabeza.
Resultan también interesantes los museos íntegramente virtuales
como, por ejemplo, el Museo Vacío en Santiago de Compostela
(HERNANDEZ, 2010). Este tipo de museos ofrecen
contenidos interactivos que flotan en un espacio virtual que
rodea al usuario.
En cuanto a la comparativa de un museo virtual con los libros y
revistas, generalmente éstos últimos proporcionan una
información más limitada que las aplicaciones informáticas. Sin
embargo, en muchas ocasiones pueden utilizarse como
complemento que facilita el acceso a la información para los
usuarios. Así, en algunos museos es posible acceder desde el
portal virtual a las guías impresas que se reparten en las
instalaciones presenciales gracias a la digitalización del
documento. Este proceso es especialmente útil para permitir el
acceso a obras literarias evitando el deterioro que podría
ocasionar su exposición al público.
5. Conclusiones
En este artículo se ha realizado un estudio de las tecnologías
empleadas hasta la actualidad en el diseño e implementación de
los museos virtuales. Se han descrito principalmente las
características más significativas y las posibilidades que ofrecen
los lenguajes que permiten crear contenido tridimensional desde
un punto de vista técnico, exponiéndose ejemplos concretos de
museos ya creados. Se han descrito además las características
deseables para un portal web de este tipo desde la perspectiva de
los usuarios. Finalmente, se han comparado los museos virtuales
con los reales y con los métodos tradicionalmente utilizados
hasta ahora para transmitir el conocimiento como libros y
revistas.
Tal y como se puede observar a partir de los ejemplos
estudiados, las nuevas tecnologías han sido un elemento
fundamental en la creación y desarrollo de museos virtuales que
facilitan el acceso a sus contenidos a cualquier persona desde
cualquier lugar. Sin embargo, su uso en sí mismo no garantiza
que el museo generado sea accesible e interesante para los
visitantes, por lo que es necesario tener en cuenta
consideraciones adicionales que permitan alcanzar este objetivo
como, por ejemplo, la familiaridad y facilidad de uso. Así, es
importante destacar que el desarrollo de un museo virtual
conlleva la necesidad de realizar un estudio previo de la
aplicación basándose en los potenciales usuarios de forma que se
facilite la transmisión del conocimiento. De esta forma, los
contenidos generados resultarán más atractivos y útiles para los
visitantes y podrán servir de apoyo a los museos reales, tanto si
se consultan desde las propias instalaciones del museo como si
se acceden a los mismos a través de Internet.
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QuickTime (Museo de Louvre)
Flash (Museo del Prado)
XVR (Piazza dei Miracoli en Pisa)
VRML (INUIT 3D)
X3D (Museo Virtual de Arte Ibérico)
3DVia (Museo de Louvre)
WebGL (Wikipedia Art Gallery)
O3D (3DSA)
Tabla 1: Ejemplos de museos virtuales utilizando los lenguajes descritos anteriormente
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Agradecimientos
Este trabajo ha sido parcialmente subvencionado por el Ministerio de Educación y Ciencia de España y la Unión Europea a través de los
Fondos FEDER, bajo el proyecto de investigación TIN2007-67474-C03-03.
Este trabajo ha sido parcialmente subvencionado por la Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa de la Junta de Andalucía bajo el
proyecto P07-TIC-02773.
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Cuenca, realidad virtual
Concepción Rodríguez Ruza1, Adela Mª Muñoz Marquina2 , Aurelio Lorente González3 , Virginia Cañas
Córdoba5
1
Directora del Museo de Cuenca, 2 Técnico Gestor Cultural del Museo de Cuenca, 3 Fotógrafo del Museo de
Cuenca, 4 Técnico Gestor Cultural de la Biblioteca Pública de Cuenca. Cuenca. España
Resumen
Para explicar de forma didáctica y divulgar el conocimiento de los periodos clave de la evolución histórica de la ciudad de Cuenca, se creó el proyecto Cuenca,
realidad virtual, en el que se recrean la Cuenca Islámica, la Cuenca Cristiana y la Cuenca del siglo XVIII. La aplicación desarrolla un entorno tridimensional
que representa mediante rutas la reconstrucción de las diferentes épocas. Para llevarla a cabo se realizaron geometrías 3D, modelados 3D poligonales,
texturizaciones, iluminación 3D y animación de las geometrías tridimensionales de todos los elementos. Las visitas virtuales van acompañadas de textos
informativos, audiciones, planos y fotografías de archivo y actuales. Las rutas realizadas permiten de una forma lúdica y de fácil acceso a través de Internet conocer
el pasado de esta ciudad.
Palabras Clave: CUENCA, DIDÁCTICA, DIVULGACIÓN DEL CONOCIMIENTO, RECREACIÓN HISTÓRICA
TRIDIMENSIONAL
Abstract
This project, Cuenca, realidad virtual, was created so that the key periods of the historical evolution of Cuenca could be explained, where the Islamic Cuenca,
Christian Cuenca and Cuenca in the 18th Century are comprised. The reconstruction of these different ages is represented by different routes through a threedimensional environment by means of this application .In order to be put into practice, 3D geometries, 3D polygon models, texturin, 3D illumination and threedimensional geometries animation of all of these elements have been implemented. Virtual visits are introduced by some texts, hearings, plans, archive and current
pictures. These routes allow the visitor to get to know the past of this town through a recreational and easy going method
Key words: CUENCA, DIDACTIC, POPULARIZATION OF KNOWLEDGE, THREE-DIMENSIONAL
& HISTORICAL RECREATION
1. Introducción
El proyecto “Cuenca, Realidad virtual” ha sido financiado por el
Ministerio de Industria Y Comercio y la Junta de Comunidades
de Castilla La Mancha, dentro del marco del Programa Ciudades
Digitales 2004-2007.
Para llevar a cabo este proyecto se estableció la colaboración
entre el Ayuntamiento de la ciudad y el Museo de Cuenca,
creándose un equipo multidisciplinar de técnicos que
desarrollarían toda la labor documental necesaria para levantar la
plataforma virtual.
La reconstrucción fue muy complicada ya que de algunas épocas
apenas quedan restos arqueológicos y son escasas las fuentes
documentales. En algunos casos se tuvo que acudir a la
arqueología comparativa, la etnoarqueología y a extrapolar datos
de otros contextos al contexto de Cuenca, ciudad con
características muy peculiares dada su ubicación geográfica.
Con el objetivo de proponer nuevos contenidos y recursos
pedagógicos relativos a la evolución histórica de Cuenca y de
difundir su patrimonio, se presentó este proyecto cuyos
resultados fueron:
1.
Creación de una película.
2.
Proyección de un museo virtual.
3.
Construcción de un navegador educacional.
4.
Presentación interactiva de Cuenca.
En la presente comunicación se presenta el cuarto punto: la
evolución interactiva de Cuenca.
Se trata de una aplicación que, con un eje de tiempo interactivo,
nos permite acceder al conocimiento de sus tres principales
etapas históricas y de su evolución en el tiempo. La aplicación
basada en tecnología de Realidad Virtual y 3D de digitalización
del patrimonio histórico y arquitectónico de Cuenca con fines
didácticos y divulgativos, es por tanto, un proyecto innovador
basado en la recreación de la ciudad, cuyo objetivo es de
promocionar su conocimiento y la divulgación de su Patrimonio
Cultural.
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40
2. Características técnicas
Cuenca, Realidad virtual, es una aplicación basada en la tecnología
de Realidad Virtual y 3D de digitalización del patrimonio
histórico y arquitectónico de la ciudad. Esta plataforma incluye la
recreación de sus principales elementos monumentales de época
islámica, de época cristiana y del siglo XVIII.
La aplicación consiste en el desarrollo de un paseo virtual
mediante tecnologías avanzadas y de recursos asociados a
Internet. Su núcleo central es un entorno tridimensional (3D)
que representa las rutas y reconstrucciones de Cuenca en las
diferentes épocas de su historia, al que se añadieron
interacciones, que permiten un acceso intuitivo y lúdico a
diferentes niveles, con información adicional mediante
contenidos y recursos multimedia, esto es: textos ilustraciones,
esquemas interactivos, mapas, animaciones de detalle,
locuciones, enlaces, etc.
Las visitas virtuales y las reconstrucciones quedaron integradas
dentro de la interfaz intuitiva que incorpora elementos de
navegación como mapas y planos de planta sincronizados con el
3D, las ilustraciones, las fotografías y los textos explicativos.
Todo ello con el objetivo de facilitar el uso de la aplicación a
todo tipo de usuarios.
3. Contenidos de la aplicación
El Museo de Cuenca elaboró en una primera fase la
documentación necesaria para la selección de las épocas
históricas que se querían representar, planteando un viaje a
través de la historia de la ciudad, poniendo especial énfasis en la
combinación de conceptos culturales e históricos, en su
divulgación, en la promoción a través de valores locales y en el
desarrollo de espacios de comunicación, participación y
formación cultural.
Se propuso una ventana que mostrase de una forma interactiva y
multimedia la evolución histórica y cultural de la ciudad
mediante un paseo virtual por el pasado, en el que se transfiere
de una forma pedagógica y educativa, el conocimiento histórico,
la arquitectura y los elementos artísticos a la población local, así
como a los visitantes y turistas que visitan Cuenca.
Para todo este proceso, se realizó una labor de investigación,
consulta de bibliografía y documentos, así como diferentes
entrevistas con especialistas en cada una de las épocas que se
querían representar, decidiéndose que las épocas más
significativas para la comprensión de la evolución de la ciudad,
eran las siguientes:
Figura 1. Reconstrucción Muralla
El sistema aplicado debía permitir una presentación de la
información real inmersiva e interactiva. Las visitas virtuales y
las reconstrucciones se representarían mediante realidad virtual
real, es decir, mediante geometrías en 3D, modelados 3D
poligonales, texturización, iluminación 3D y animación de las
geometrías tridimensionales de todos los elementos. Los
edificios y las rutas se representaron de forma realista y
ofreciéndose en tiempo real los lugares estratégicos de Cuenca a
través de Internet. El sistema de visitas virtuales debería de
permitir navegar por el patrimonio arquitectónico y monumental
de la ciudad, facilitando la comprensión de su evolución
histórica. Las visitas virtuales irían acompañadas de textos
informativos, audiciones, planos, fotografías de archivo y
actuales.
Se propuso desarrollar un paseo para la aplicación en el tiempo,
que permitiese avanzar, retroceder, ir a la derecha o a la
izquierda, desplazarse verticalmente, mover la cámara para
navegar por el patrimonio arquitectónico, monumental y
artístico, pudiéndose observar cualquier punto de vista,
permitiendo volar sobre la ciudad, entrar en el interior de sus
barrios e incluso ver el presente y pasado del mismo escenario.
Los contenidos se muestran dentro de una interfaz accesible que
incluye controles para realizar la visita de forma libre y de forma
visita guiada.
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Cuenca Islámica: Es el momento de fundación de la
ciudad. Las tropas musulmanas aprovecharon uno de los
mejores emplazamientos defensivos de la serranía
conquense, entre las hoces de los ríos Huécar y Júcar.
Crearon esta ciudad-fortaleza para controlar un amplio
territorio entre el centro y el levante peninsular a finales del
siglo X.
Figura 2. Pantalla inicial de la Cuenca Islámica
41
Por las condiciones del terreno, la zona daba al espacio un
carácter inexpugnable y de indudable ventaja ante posibles
ataques.
La población de Al Madinat-Kunka contaba con todos los
elementos arquitectónicos básicos de la ciudad islámica.
Destacaban el Alcázar y el Castillo, pero también tuvo
mezquitas, mercados, baños y diferentes tipos de viviendas
para sus habitantes. Protegía a este conjunto urbano una
muralla defensiva que contaba con varias puertas de acceso.
Las primeras descripciones de la ciudad las hicieron los
cronistas árabes El-Idrisi y Sahib-al-Sala dando cuenta de
que existían en Cuenca una inexpugnable muralla, un foso,
una laguna artificial, un gran puente y diferentes torres y
puertas.
Cuenca cristiana: en 1177 el rey Alfonso VIII conquistó
la ciudad reorganizando su fortificación y otorgándole un
Fuero para garantizar su desarrollo. La población a partir de
entonces aumentó significativamente. Se constituyó un
concejo y sede episcopal. La ciudad comenzó a crecer por
encima de las viejas murallas musulmanas y muchas de las
construcciones árabes se adaptaron a las nuevas
necesidades. La vida se desarrolló a partir de ese momento
en torno a la Plaza Mayor, alrededor de la cual se tejía un
entramado de callejuelas y rincones donde se alternaban
casas, talleres de artesanos y tiendas de mercaderes
distribuidos en catorce parroquias con sus correspondientes
iglesias que se levantaron en la ciudad. Sus torres
caracterizaban el paisaje urbano de Cuenca junto a la
construcción de casas adosadas a la muralla, en algunos
casos y, en otros, construidas directamente sobre la roca.
La parte alta de la ciudad seguía protegiéndose por la
muralla y presidida por el Castillo. Durante los siglos XIV y
XV se construyeron las casas nobiliarias en el antiguo
barrio del Alcázar y surgieron los barrios de San Antón y el
de Tiradores en la zona de los antiguos arrabales. Durante
el siglo XV también se desarrolló una importante industria
textil que convirtió a Cuenca en una pujante ciudad
industrial, con una notable expansión económica que se
mantuvo durante todo el siglo XVI. En este siglo las
murallas se mantuvieron configurando el espacio urbano,
tal y como se aprecia en las vistas de Van Der Wyngaerde
dibujadas en 1565.
Pero el hundimiento de las pañerías conquenses durante el
siglo XVII como consecuencia de la subida del precio de la
lana, repercutió enormemente en el urbanismo de la ciudad
y en su población. Cuenca sufrió un importante descenso
demográfico en la parte alta de la ciudad y la poca
población que quedó fue abandonando la zona para
instalarse en los arrabales y en la parte baja. El estamento
eclesiástico, que presidía en esos momentos la ciudad, fue
habitando los edificios religiosos que se construyeron
entonces.
Cuenca en el siglo XVIII: La ciudad se adentró de una
manera dramática en el siglo XVIII con la Guerra de
Sucesión. Durante estos años sufrió asedios, saqueos y
desmantelamientos que provocaron que la ciudad quedara
prácticamente arrasada. Pero con la llegada de la paz se
inició un tímido proceso de recuperación. De hecho, en el
último tercio del siglo XVIII Cuenca tuvo un crecimiento
moderado demográfico y económico que influyó en la
renovación arquitectónica de la ciudad promovida por los
obispos José Flores Osorio y Antonio Palafox y Mendoza.
El trazado del plano resultante es herencia de las fases más
dinámicas de su historia, dando como resultado un proceso
acumulativo en el que el paisaje natural dominado por la
ciudad musulmana, a la que superpuso la ciudad cristiana,
determinó las relaciones de los diferentes grupos sociales,
de sus modos de vida y de sus ideas. Por suerte se han
conservado hasta nuestros días los dibujos panorámicos
realizados por Juan Llanes y Massa que ofrecen una vista
desde el Oeste y otra desde el Sur.
Figura 4. Recreación de un barrio del siglo XVIII
4. Características de navegación
Una vez obtenida toda la documentación se procedió a la
realización de la topografía de la zona que se quería representar
en modelado 3D. Sobre el mismo, se situaron todos los edificios
y monumentos de las rutas
que se desarrollaron con
posterioridad.
Figura 3. Reconstrucción de la Catedral
Dentro de cada época se seleccionaron las distintas rutas que se
ofrecen y dan a conocer una visión general de cada momento.
Para la elaboración de las rutas multimedia se elaboró una ficha
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42
general de cada ruta con los contenidos de los puntos de interés,
edificios o monumentos, que aparecían en los itinerarios.
Dentro del mapa de cada ruta concreta, se situaron tantos
puntos interactivos así como las fichas de contenidos, con toda
la documentación gráfica existente: fotografías, dibujos, planos,
croquis para ayudar a la reconstrucción virtual de dicho punto y
su texto explicativo. Los contenidos escritos se presentaron en
formato Word mientras que las imágenes en formato Tif para el
proceso y elaboración del proyecto.
En la Cuenca del siglo XVIII, la presentación está basada en
los dibujos realizados en 1773 por Llanes y Massa, que hacen
referencia a los lugares concretos que se detallan en el recorrido,
presentándose fotografías actuales del lugar así como el texto y la
audición explicativa.
El sitio web Cuenca, realidad virtual, está dividido en tres grandes
bloques: Cuenca Islámica, Cuenca Cristiana y Cuenca Siglo
XVIII.
Estando dentro del apartado de Cuenca Islámica, podemos
realizar la visita por el exterior de la muralla que rodea Cuenca
de forma guiada o bien recorrer el interior de la ciudad en dos
modos diferentes: de forma guiada o de forma libre.
Figura 7. Interfaz de la recreación de Cuenca en el siglo XVIII
Esta aplicación desde el 2008 puede
www.cuenca.es/realidad_virtual/index.htlm
consultarse
en:
En la actualidad, se está habilitando una sala en el antiguo
edificio El Almudí, para ubicar en ella un Centro de
Interpretación el Patrimonio de la Ciudad Histórica, donde
podrá accederse a la aplicación y fichas didácticas interactivas
para uso de diferentes colectivos de la ciudad y de los visitantes.
Figura 5. Interfaz de la recreación de la Cuenca Islámica
En el ángulo inferior izquierdo de la pantalla se encuentra un
mapa interactivo con la ruta completa en el cual sabemos en
todo momento en que punto del recorrido nos encontramos.
Pinchando sobre un punto concreto podemos ir a él
directamente sin necesidad de hacer toda la ruta. Acompañando
el mapa se encuentra otra pestaña que contiene fotografías
correspondientes al lugar en que nos encontramos, y a la derecha
del mismo, se encuentra el texto explicativo de dicho punto.
Este texto podemos también oírlo gracias a la locución que
posee.
Figura 6. Interfaz de la Cuenca Cristiana
En el apartado de la Cuenca Cristiana podemos realizar la
visita por el exterior a vista de pájaro siempre guiada. Para la
visita interior se han elegido las tres rutas más representativas
para conocer este momento histórico mediante las cuales, se
ofrece una visión general del conjunto, pasando a continuación a
los detalles de cada zona.
Agradecimientos
El equipo técnico del Museo de Cuenca agradece especialmente la colaboración de Mariano Aragón Marín, Técnico del Ayuntamiento de
Cuenca, del arqueólogo Michel Muñoz García, del Archivero Municipal Miguel Jiménez Monteserín, del profesor Jesús López Requena,
de Ahmed Lahmar Cherif y a la empresa Eptron que ha desarrollado este proyecto.
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Espacios expositivos virtuales: Proyecto UMUSEO,
una nueva opción para la difusión artística.
Francisco Javier Caballero Cano
Departamento de Bellas Artes. Facultad de Bellas Artes de Murcia. Murcia. España.
Resumen
La revolución tecnológica ha supuesto en los últimos años una transformación en nuestra manera de percibir el arte y, paralelamente, en la forma de entender los
espacios de exhibición artística. Las nuevas obras exigen espacios renovados y diferentes formas para albergarlas.
Los primeros en responder a estos cambios fueron los museos norteamericanos, que comenzaron a plantearse sus objetivos y los medios con que alcanzarlos. A lo
largo de la década de los ochenta, se gestó un proceso revolucionario que se orientó hacia el cambio de actitudes y la apertura a una audiencia cada vez mayor y más
diversa. Pronto se exportó al resto del mundo y poco a poco comenzaron a integrarse en la corriente de apertura y cambio de concepto que, según los resultados, era
lo que la sociedad actual estaba esperando y demandando. Los museos no cambiaron sus colecciones: cambiaron la interpretación que hacían de ellas, la forma de
hacerlas llegar a los usuarios, la comunicación con el público, el papel de los visitantes.
Las nuevas tecnologías de la información (sobre todo las más recientes) ofrecen a los museos una oportunidad para responder a los requerimientos de la sociedad. El
acceso a los museos toma una dimensión diferente. Además de la utilización tradicional, el arte en Internet ofrece dos nuevas posibilidades: la interactividad y la
desaparición de las barreras físicas. Los museos en Internet están abiertos a cualquier persona y a cualquier hora, accesibles y relacionables.
Con la aparición de Internet se han roto las fronteras de espacio y tiempo, y ha permitido la comunicación en tiempo real con personas de cualquier continente, esto
significa que la difusión de cualquier mensaje ya no tiene límites.
El proyecto Museo Virtual de la Universidad de Murcia, UMUSEO, es además una aportación innovadora sobre las posibilidades que presentan las nuevas
tecnologías en el ámbito de la producción artística y su difusión. Un proyecto de investigación que se diseña como Centro de Arte con presencia exclusiva en internet,
especializado en exhibir el patrimonio Artístico de la Universidad de Murcia. En las décadas de los sesenta y setenta, se planteó el papel de los museos y su futuro
y ya se planteó la idea de que los museos habían sido los centros pasivos de exposición. Hoy se encuentran en una continua evolución, convirtiéndose en centros
activos de experimentación en los que la participación del público toma una especial relevancia.
Palabras Clave: ESPACIO EXPOSITIVO VIRTUAL, NUEVAS TECNOLOGÍAS, DIFUSIÓN PATRIMONIO,
COMUNICACIÓN ESPECTADOR
Abstract
The technology revolution has, in recent years, meant something of a transformation in the way we perceive art and, at the same time, in our way of understanding
art exhibition spaces. New works demand updated spaces and different approaches to their care and exhibition. American museums were the first to respond to
these changes and begin to put resources behind the necessary objectives. Throughout the 1980s a revolutionary process unfolded which focused on changing attitudes
and opening up to a growing and increasingly diverse audience.
This process soon spread to the rest of the world and gradually museums and exhibition spaces started to become part of an overall impulse of opening-up and
conceptual change that, judging by the outcomes, was precisely what society was waiting and asking for. Rather than change their collections, museums changed their
interpretation of them, the way in which they were brought to their publics, their approach to external communications and the role of visitors.
New information technologies (particularly the most recent) offer museums the chance to respond to society’s requirements. Hence access to museums takes on a
whole new dimension. As well as the traditional uses of the Internet, art online offers two new possibilities: interactivity and the removal of physical barriers.
Museums online are open to anybody and everybody, at any time of day, offering easy access and the scope for users to relate directly with a virtual exhibition space.
The emergence of the Internet has transcended the barriers of space and time, enabling real-time communication with people from all continents, meaning that
messages can be conveyed with limitless reach.
The University of Murcia´s Virtual Museum project – UMUSEO – makes an innovative contribution to the possibilities offered by new technologies in the
realm of artistic production and its dissemination. This is a research project designed to be a Centre for a range of art-forms operating exclusively online and
specialising in exhibitions relating to the artistic heritage of the University of Murcia.
In the 1960s and 70s questions started to be asked about the role of museums and their future, giving rise to the idea that museums had become passive exhibition
centres. Today they are continually evolving, becoming centres of active experimentation in which public participation takes on a special relevance.
Keywords: VIRTUAL EXHIBITION SPACE, NEW TECHNOLOGIES, HERITAGE OUTREACH,
COMMUNICATION SPECTATOR
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1. Introducción
La universidad de Murcia contaba desde su instauración en 1914
con una escasa cantidad de obras de arte propiedad de la misma,
y no será hasta unos años después del retorno de la actividad
docente en 1939 cuando comience a exhibir en sus paredes
algunas obras de arte.
En la actualidad la universidad cuenta con un Patrimonio
Artístico
inventariado
y
catalogado
que
asciende
aproximadamente a unas 400 obras pictóricas, escultóricas y
fotográficas, fundamentalmente, que se hallan repartidas por casi
la totalidad de los edificios y centros universitarios, albergando
un gran número de ellas el edificio del Rectorado (100 obras). La
mayor parte de las obras que componen el fondo artístico
procede de donaciones provenientes de particulares como la
acaecida en 1948 tras el acuerdo firmado entre el entonces
Rector D. Manuel Batlle y D. Alvaro D’Estoup Barrio, Marqués
de Corvera, por el se cedían un total de nueve obras de los Siglos
XVII y XVIII pertenecientes a la colección particular de este
heredero de una familia que, hacia finales del Siglo XIX, poseía
la segunda mejor pinacoteca privada de España.
La imposibilidad de que toda la comunidad universitaria pudiera
acceder a este patrimonio artístico, nos movió a elaborar este
proyecto con en objetivo primordial de que además de todos los
universitarios, la sociedad en general contemplara estas obras al
tiempo que accedía a una información precisa y concreta; y,
precisamente en un museo donde no existieran problemas de
espacio....... El espectador solo necesitaría entonces estar
conectado a una terminal de internet.
El proyecto Museo Virtual de la Universidad de Murcia,
UMUSEO, es además una aportación innovadora sobre las
posibilidades que presentan las nuevas tecnologías en el ámbito
de la producción artística y su difusión. Un proyecto de
investigación que se diseña como Centro de Arte con presencia
exclusiva en internet, especializado en exhibir el patrimonio
Artístico de la Universidad de Murcia.
La primera parte del proyecto requirió la recopilación de
documentación, información y fotografiado de la totalidad de las
obras pertenecientes al fondo artístico, con unos requisitos de
calidad necesarios para su ubicación en formato virtual. También
fue necesario realizar un estudio de las diversas formas en que
se están empleando en el diseño de museos virtuales, los
diversos enfoques para la creación de este tipo de museos y el
estudio de una forma específica que se adapte al objetivo
principal del proyecto.
En la creación del “UMUSEO”, se han utilizado técnicas de
modelado interactivo de Realidad Virtual, para ser consultado y
participado mediante Internet. Utilizando tecnologías avanzadas,
se desarrolla el Centro de Arte Virtual, que permite al usuario
navegar por las áreas que lo conforman e interactuar con las
exhibiciones que éstas contienen. Las tecnologías de la
información y la comunicación están transformando el ámbito
de los museos, en los cuales se ha observado el gran potencial
que pueden proporcionar las nuevas tecnologías para la
didáctica y difusión de su conocimiento.
La revolución tecnológica ha supuesto en los últimos años una
transformación en nuestra manera de percibir el arte y,
paralelamente, en la forma de entender los espacios de
exhibición artística. Las nuevas obras exigen espacios renovados
y diferentes formas para albergarlas.
El Centro de Arte no es sólo un lugar de exposición y creación.
La afluencia de público que reciben los museos y galerías de arte
se incrementa en la medida en que éstos no sean únicamente
contenedores donde se ubiquen las diferentes obras artísticas,
sino que estas edificaciones deberán acoger sus obras en espacios
que sean inherentes a las propias obras.
El Centro de Arte Contemporáneo es un espacio que se
complementa con la obra, o más bien opera con ella. En este
sentido, el espacio físico, el contexto exterior inmediato, el
paisaje, los flujos, que pueda ofrecer/mostrar son importantes.
2. El Proyecto de Investigacion “UMUSEO”.
2.1. Introducción a la idea original
En las décadas de los sesenta y setenta, se planteó el papel de los
museos y su futuro y ya se planteó la idea de que los museos
habían sido los centros pasivos de exposición. Hoy se
encuentran en una continua evolución, convirtiéndose en
centros activos de experimentación en los que la participación
del público toma una especial relevancia.
Los primeros en responder a estos cambios fueron los museos
norteamericanos, que comenzaron a plantearse sus objetivos y
los medios con que alcanzarlos. A lo largo de la década de los
ochenta, se gestó un proceso revolucionario que se orientó hacia
el cambio de actitudes y la apertura a una audiencia cada vez
mayor y más diversa. Pronto se exportó al resto del mundo y
poco a poco comenzaron a integrarse en la corriente de apertura
y cambio de concepto que, según los resultados, era lo que la
sociedad actual estaba esperando y demandando. Los museos no
cambiaron sus colecciones: cambiaron la interpretación que
hacían de ellas, la forma de hacerlas llegar a los usuarios, la
comunicación con el público, el papel de los visitantes.
Las nuevas tecnologías de la información (sobre todo las más
recientes) ofrecen a los museos una oportunidad para responder
a los requerimientos de la sociedad. El acceso a los museos toma
una dimensión diferente. Además de la utilización tradicional, el
arte en Internet ofrece dos nuevas posibilidades: la interactividad
y la desaparición de las barreras físicas. Los museos en Internet
están abiertos a cualquier persona y a cualquier hora, accesibles y
relacionables.
Los principales museos del mundo se encuentran desde hace
tiempo accesibles vía Internet, y cada vez ofrecen mayores
posibilidades a sus usuarios. Los museos españoles comenzaron
a incorporarse a Internet desde los años noventa.
Los Museos Virtuales en Internet utilizan entre otras técnicas,
multimedia e hipertexto, y muy pocos de ellos presentan videos
virtuales u ofrecen una vista virtual de 360º. Hasta donde
conocemos, no existe ningún Centro de Arte que utilice la
tecnología de realidad virtual y que, además, permita la
interacción con los componentes de las exhibiciones.
Con la aparición de Internet se han roto las fronteras de espacio
y tiempo, y ha permitido la comunicación en tiempo real con
personas de cualquier continente, esto significa que la difusión
de cualquier mensaje ya no tiene límites. De hecho, los únicos
límites de Internet son las propias limitaciones técnicas de la red,
algunas de las cuales seguramente serán superadas en un futuro
próximo como son el número máximo de polígonos en las
animaciones, la resolución de las imágenes, tiempo de
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46
transmisión, amplitud de banda, plataforma de la máquina y
programas (navegadores y plugins).
2.2. Antecedentes.
Los museos en la actualidad tienen un desfase entre lo que
contienen y lo muestran o, lo que seria lo mismo, entre lo que el
público puede ver, pero no encuentra, debido fundamentalmente
a la escasa disponibilidad de un gran número de piezas. La
organización de las salas de manera atractiva y segura requiere
disponer de una gran cantidad de superficie útil (la mayoría de
los museos sólo exhiben una pequeña parte de su colección). Si
además se quiere ofrecer la posibilidad de participar más
activamente en las visitas, la necesidad de espacio crece
considerablemente. Los grandes museos se encuentran situados
en el centro de las ciudades donde el suelo es un bien escaso y de
elevado precio, lo que hace muy difícil las ampliaciones. Esta
limitación espacial recorta las posibilidades de acceso a los
recursos y obliga a seleccionar una pequeña muestra de las piezas
que se guardan: las restantes son prácticamente inaccesibles a
cualquier otro usuario que no sea el personal técnico del museo.
Incluso en muchos museos no disponen de suficiente personal,
están situados en lugares alejados, se encuentran en obras de
remodelación, y no cuentan con presupuesto suficiente para
abrir todas sus salas ni pueden programar actividades paralelas.
En los últimos años el desarrollo de las nuevas tecnologías de la
información y la comunicación ha permitido establecer nuevos
escenarios con un despliegue de recursos nunca antes
conseguido. Por ello este modelo es un centro virtual, es decir,
sin existencia en el espacio real, diferenciándose así de aquellos
museos virtuales instalados en Internet pero que hacen
referencia a instituciones de realidad física. La presencia del
UMUSEO Virtual, permitiría el acercamiento de individuos
localizados en cualquier lugar del mundo y conectados a internet,
accediendo al patrimonio artístico de la Universidad de Murcia y
obteniendo una integración intergeneracional a través del
intercambio de información incluso entre distintas culturas.
Desde el punto de vista museológico el proyecto profundiza en
los conceptos de museo y virtualidad. Desde esta óptica se está
tratando de definir un espacio que reúna varias propuestas
artísticas, tanto tangibles como intangibles, que constituya la
identidad de un grupo social determinado y cuya localización sea
excluyentemente el espacio virtual o ciberespacio. Es decir, que
su virtualidad se ve acentuada por no referir a espacio físico
alguno. El acervo de este Centro de Arte estará constituido por
bienes que serán simulaciones de lo tangible y de lo intangible a
partir del universo discursivo del arte.
En las últimas décadas, la museología científico-técnica ha
experimentado una intensa renovación; se han creado
numerosos centros de ciencia y técnica, y los museos ya
existentes han actualizado sus temáticas y sus estrategias de
presentación. Es evidente que hoy el museo ha pasado a
convertirse en un lugar de encuentro y de referencia cultural
propio de la sociedad avanzada. A las funciones tradicionales
centradas en las colecciones como conservar, exponer e
investigar, actualmente se añaden otras nuevas como la
comunicación, la difusión y la divulgación.
Comunicar no es solo el objetivo de la propuesta, sino
formalizar también un discurso con el público, el cual adquiere
una experiencia más intensa del arte, es decir, interactuar con el
visitante de manera que sus conocimientos, sentimientos y
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actitudes no sean los mismos antes que después de visitar la
exposición.
Un estudio de la consultora “Acctiva” indica que los museos
españoles no aprovechan las posibilidades que ofrece Internet,
no sacan suficiente partido de las posibilidades que ofrece el
ciberespacio y que incumplen la normativa de accesibilidad en
línea. Según “Acctiva”, los sitios web de los museos aportan
información interesante pero no ofrecen servicios adicionales a
los visitantes.
En palabras del director de la consultora, Andrés Amorós, “los
museos de España tendrían que dar un salto cualitativo en
cuanto a la oferta de servicios por Internet. Es necesario pasar
del opúsculo electrónico al museo virtual”. El informe advierte
que los usuarios, además de conocer el precio de las entradas u
obtener información sobre las exposiciones, deberían poder
visitar los museos de manera virtual, como es habitual en las
webs de museos de otros países europeos o de Estados Unidos.
(www.acctiva.com)
3. Objetivos del Proyecto
Entre los objetivos primordiales del proyecto y otros de carácter
general podemos citar los siguientes:
1. Evaluación de la tecnología disponible en la actualidad.
2. Dar a conocer el fondo artístico de la universidad
3. Búsqueda de metodologías para el desarrollo de ntornos
virtuales en aplicaciones de carácter creativo y orientados
a la educación y difusión artística.
4. Facilitar el acceso mayoritario a universitarios e
investigadores para completar el trabajo y estudios de las
diferentes obras y autores.
5. Desarrollo de procedimientos de evaluación en la eficacia
del uso de esta tecnología en la enseñanza del arte.
6. Crear el Museo de la Universidad con técnicas de
modelado interactivo de realidad virtual, para su consulta
a través de Internet.
7. Interactuación del espectador (crea tu propia sala)
8. Crear una nueva sala para exponer (Sala temporal)
Exposición y catálogo digital
9. Poner al servicio de la sociedad exhibiciones virtuales
sobre arte.
Al tratarse de un proyecto de investigación, los contenidos
variarán en el tiempo y el Sistema deberá incrementar el grado de
inmersión con el que el usuario se enfrenta a la actividad,
ofreciendo una uniformidad en la ejecución de aplicaciones.
La generación de módulos virtuales interactivos permitirá al
visitante navegar por las diferentes áreas que integran el Centro e
interactuar con las exhibiciones contenidas en ellas, desde
cualquier equipo conectado a Internet. En este entorno virtual se
debe intentar crear la experiencia a los participantes de que se
sientan desplazados a una nueva localización; y se debe dar la
posibilidad de interactuar con los objetos y el entorno en mayor
o menor grado, de manera que las respuestas que se observen se
correspondan con las acciones esperadas, en el caso que sean
objetos reales. Los participantes deben ser capaces de percibir
algún tipo de equivalencia entre el entorno virtual y el entorno
47
real, en términos de sus interacciones con objetos y las
interacciones de unos objetos con otros; de la misma manera, las
interacciones entorno virtual-participante deben ser reflejadas en
tiempo real, o lo más rápidamente posible. Por último, los
participantes deben tener libertad para moverse a través del
entorno virtual, y el entorno virtual debe proporcionar ayuda
para que el participante pueda moverse dentro de él, sin
obstáculos a la navegación hasta alcanzar la sensación de
inmersión y presencia dentro del entorno virtual.
3.0.- Presentacion
Siguiendo a García Canclini (1) haremos nuestra su idea de
museo y diremos que este museo Virtual de la Universidad de
Murcia, UMUSEO, se nos presenta como una oportunidad para
repensar nuestro patrimonio artístico, el patrimonio de la propia
universidad, su historia, su memoria y sus olvidos, con el fin de
que la institución y su política cultural se renueven con algo más
que con astucias publicitarias.
Este museo debía ser un proyecto abierto y dinámico en el cual
las obras y el espectador fuesen los verdaderos protagonistas.
Esta premisa fue fijándose desde el primer planteamiento del
proyecto cuando desde el Vicerrectorado de Extensión
Universitaria se nos brindó la oportunidad de crear un museo
virtual para la Universidad de Murcia.
El equipo de trabajo se fue configurando pensando en que, sin
los perfiles adecuados, era imposible que este proyecto llegara a
buen puerto. Para ello fue necesario contar con un equipo de
personas que en primer lugar poseyeran la sensibilidad artística
necesaria, una sólida base de experiencia en diseño
tridimensional 3D, así como en la configuración y creación de
espacios virtuales. Todas estas características confluían en el
profesor de la Facultad de Bellas Artes, Gerardo Robles. Sin su
valiosa colaboración y apoyo desde los inicios del proyecto éste
no se hubiera realizado. La profesionalidad en el mundo de la
fotografía y la experiencia en la configuración de páginas web
convergían en la persona de Alfredo Ramón Verdú.
Pacientemente fue recorriendo los diferentes centros
universitarios hasta localizar todas y cada una de las obras que
componen el fondo artístico y que le fueron reseñadas por el
equipo de gestión. Por ultimo se contó con el inestimable apoyo
de todo el Servicio de Actividades Culturales y, especialmente, de
Carmen Veas, en la localización y seguimiento de toda la parte
documental del proyecto, la gestión de la base de datos que
soporta este espacio virtual, así como en la labor de comisariado
de las diferentes salas del museo y en la distribución de espacios
y obras.
Por otra parte, a la hora de seleccionar las obras que se
exhibirían en UMUSEO consideramos imprescindible la rigurosa
opinión de profesionales tanto de la Facultad de Letras y, en
particular, los integrantes del Departamento de Historia del Arte,
cuyo director acogió con entusiasmo el proyecto y lo hizo
extensivo a todos los miembros del departamento; como del
director del Departamento y profesores de la Facultad de Bellas
Artes que nos proporcionaron una visión fundamentalmente
técnica. Este grupo lo completarían una conocida galerista y
habitual colaboradora de la Universidad, Mª Angeles Sánchez
Rigal, el entonces director del Servicio de Actividades Culturales,
Fernando Navarro Aznar,y el propio Vicerrector de Extensión
Universitaria, quienes desde el principio hicieron un exahustivo
seguimiento de todo el proceso.
El diseño de este edificio que vamos a contemplar es el fruto de
una larga reflexión y trabajo de creación de un espacio virtual
que albergara una parte significativa de las obras que componen
la colección de la Universidad. Las líneas sencillas y colores
neutros y la forma cúbica en torno a un patio central interior
delimitaron un espacio que intenta no robar protagonismo a las
obras expuestas. El edificio consta de dos plantas que acogen, a
su vez, trece salas, siete en la planta baja y seis en la primera
planta. La madera, el cemento y el cristal fueron los materiales
elegidos para el edificio, enluciéndolo en su interior con paredes
de colores neutros como el gris que no distorsionaran la
contemplación de cada una de las obras, fuera cual fuera su
técnica, estilo o predominio de color.
La distribución interna del museo es fundamentalmente temática
como podremos comprobar en el panel de información;
destinándose además dos salas de la planta baja para
exposiciones temporales. El museo exhibe en su espacio virtual
un total de 135 obras, y se accede a través de la base de datos
documental que lo soporta a la totalidad del fondo artístico
compuesto por más de cuatrocientas.
Este proyecto contempla además la posibilidad de que tanto los
investigadores y especialistas del mundo del arte, como cualquier
espectador interesado pudieran participar, interactuar con los
espacios y diseñaran “su propia sala”; o completar la base de
datos documental dando la oportunidad a historiadores, críticos
y estudiosos en general de comentar o realizar un estudio
iconográfico de cualquiera de las obras. También nos queda
pendiente la difícil incorporación del fondo escultórico, pues la
visualización tridimensional de las esculturas exige un
tratamiento diferente al de las obras bidimensionales. Pero todo
ésto queda pendiente para una segunda etapa. Con todo ello
pretendemos ofrecer a la comunidad universitaria y al público en
general un verdadero museo vivo. Ustedes, como espectadores,
con su visitas, se convertirán en la razón de ser de su
pervivencia.
3.1.- Desarrollo del Proyecto
3.1.1.- Directrices Técnicas
En el Centro Virtual, se toman en cuenta aspectos
relacionados con el logotipo, tipografías, reproducción y
usos de la imagen identificativa.
Para su desarrollo se tomó en cuenta el uso y aplicación de
estándares internacionales en la programación y desarrollo
de mundos virtuales. En la implementación e integración
del sistema, se utilizan lenguajes que se soportan estos
estándares para el desarrollo de sistemas para Internet, entre
los que se pueden mencionar, el HTML, JavaScript, Java y
por supuesto, el VRML.
Para el desarrollo de los mundos virtuales se utiliza el
lenguaje VRML 2.0 el cual es la versión 97 del estándar
internacional. Este es un lenguaje extensible para la
especificación y el desarrollo de mundos virtuales
tridimensionales en Internet; y como apoyo al modelado y
diseño de ambientes tridimensionales, donde se utilizan
herramientas “authoring” como el 3D Studio Max v.6, y
VRML Pad.
----------------------(1) García Canclini, Néstor : Para un diccionario herético de
estudios culturales.- Rev. Fractal. On line: www.fractal.com.mx
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En la edición de imágenes y texturas se utiliza “Adobe
photoshop v.7”. y en la edición web se utiliza el paquete de
“Macromedia MX ( Dreamweaver, Flash y Fireworks)”
Teniendo en cuenta el perfil de investigación y las
necesidades de adaptación del proyecto, se ha apostado
con fuerza por productos de calidad profesional de
reconocido prestigio y se ha dado prioridad al uso de
estándares sobre desarrollos propietarios. De esta manera se
garantiza la máxima distribución de los resultados.
3.1.2.- Tratamiento del fondo artístico
En una primera fase se procedió a la identificación y
localización de las obras de arte ubicadas en la mayor parte
de los espacios universitarios, en estrecha colaboración con
el Servicio de Patrimonio y según los datos contenidos
tanto en su inventario como en el realizado por el Servicio
de Actividades Culturales, para control de las obras donadas
a la Universidad con motivo de las exposiciones realizadas
en la Sala Luis Garay del Colegio Mayor Azarbe, y otras
donaciones particulares.
Tras esta labor de investigación, localización y clasificación
de las obras en los diferentes centros universitarios, se
procedió a la impresión de cartelas identificativas de las
mismas, comenzando por las ubicadas en el edificio del
Rectorado. En la actualidad se han identificado por este
sistema unas ochenta obras. En una segunda etapa posterior
se procederá al encargo de las cartelas de las obras ubicadas
en el resto de centros y espacios universitarios.
Paralelamente, se ha llevado a cabo el fotografiado de las
obras de arte relacionadas en el inventario del Servicio de
Patrimonio, cotejado con el realizado por el Servicio de
Actividades Culturales, ya mencionado; dejando para una
etapa posterior el fotografiado del amplio fondo
documental y artístico donado por la viuda del escultor D.
José Nicolás Almansa, cuyas obras se encuentran ubicadas
en el Museo de la Universidad.
En cuanto al grado de incidencias registradas durante el
desarrollo del proceso de fotografiado en diferentes centros
universitarios, podemos afirmar que, en general, se ha
realizado con toda normalidad y de manera satisfactoria,
destacando el hecho de que la inmensa mayoría de las obras
reseñadas se encontraban exactamente en el lugar indicado
en los inventarios, a pesar de lo cual se cree pertinente hacer
una serie de consideraciones que deberían materializarse
para la consecución de un buen control sobre el fondo
artístico y patrimonial de la Universidad:
1.- Designación de personal responsable con los
conocimientos museísticos necesarios para supervisar dicho
control.
2.- Establecimiento de normas específicas encaminadas a la
protección de las obras pertenecientes al fondo artístico,
tales como la prohibición de cambiar la enmarcación de
cualquier obra si no obedece a razones de conservación de
la misma; o la imposibilidad de traslado de obras sin la
previa autorización del Servicio de Patrimonio y el
Vicerrectorado pertinente.
3.- Seguimiento continuado del estado de conservación de
las obras del fondo artístico.
Una vez clasificado y fotografíado todo el fondo artístico se
procedió a la introducción de las fichas técnicas
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correspondientes en la base de datos confeccionada
expresamente para tal fin.
3.1.3.- Cronología del Proyecto
1.- Entre mayo y septiembre de 2007 se procedió a la
primera fase de Fotografiado del fondo artístico
2.- Septiembre-Diciembre/2007. Se procedió a realizar los
trabajos de documentación y clasificación de las obras, a sí
como su distribución en los diferentes centros y servicios
universitarios
3.- Diciembre/2007 – Febrero/2008.- Se realizó el diseño
del edificio que contendrá el Museo Virtual. Planteamiento
y diseño en plano a escala del museo y diseño de la Base de
Datos. Creación de las distintas salas en formato a escala.
4.- Enero-Marzo/2008.- Trabajos técnicos de realización de
la Bases de datos Documental para el tratamiento de las
diferentes obras que componen el fondo artístico de la
Universidad.
5.- Abril-Junio/2008.- Ejecución y montaje de la página
Web de pruebas del Museo Virtual. Primera demostración
de diseño
6.- Mayo-Julio/2008.- Segunda fase de los trabajos de
fotografiado de obras ubicadas en diferentes centros
universitarios. Introducción de fichas técnicas del fondo
artístico en la Base de Datos para su tratamineto específico.
7.- Junio/2008.- Trabajos de la Comisión de Selección de
Obras creada al efecto para realizar la selección de obras
que -además de formar parte de la base documental del
Museo- se exhibirán en las diferentes salas virtuales del
mismo, es decir constituirían la Exposición Permanente del
Museo.
Dicha Comisión estuvo compuesta por las siguientes
personas:
Dª Victoria Sánchez Giner, profesora de Pintura de la
Universidad de Murcia
D. Javier Gómez de Segura Hernández, Profesor de
escultura de la Universidad de Murcia
D. Francisco Javier Caballero Cano, Director y Diseñador
del Proyecto Museo Virtual y Profesor de la Universidad de
Murcia
Dª Mª Ángeles Sánchez Rigal, Galerista.
D. Jesús Rivas Carmona, Catedrático de Historia del Arte
de la Universidad de Murcia, quién, como Director del
Departamento de Historia del Arte dio acceso a todos los
miembros de dicho Departamento para participar en la
selección.
Dª Mª Carmen Sánchez-Rojas Fenoll, Profesora de Historia
del Arte de la Universidad de Murcia
D. Pedro Segado Bravo, Profesor de Historia del Arte de la
Universidad de Murcia
8.- Julio/2008.- realización de modificaciones en la base de
datos para proceder a la publicación de las obras
seleccionadas que constituyen la exposición permanente del
Museo.
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9.- Septiembre-noviembre/2008.- Impresión en papel a
escala de las 110 obras seleccionadas para su implantación
real en la maqueta de las diferentes salas también
confeccionada a escala en cartón pluma. Fotografiado de
cada una de las diferentes salas.
Director Adjunto y Técnico Diseño Espacios Virtuales
10.- Noviembre-2008.- Confección de fichero específico
con la distribución de las obras en las diferentes salas del
museo, en plano, con indicación expresa de sus medidas.
Estos datos servirán de base para las referencias necesarias
en el desarrollo de los trabajos a realizar en la confección
del edificio virtual
Alfredo Ramón Verdú, fotógrafo profesional
11.- Finales de Noviembre-principios de Diciembre /2008.Trabajos de distribución en el espacio virtual del Museo.
Estos trabajos incluyen la incorporación de las opciones
“crea tu propia sala” donde el espectador podrá conformar
la sala con las obras por él escogidas, así como las salas
temáticas creadas por investigadores, galeristas, y
especialistas. Visto bueno del coordinador del proyecto
12.- Noviembre-2008.- Trabajos paralelos de introducción
del formato HTML.
13.- Día 17 de Diciembre/2008.- Primera demostración del
proyecto en línea: “yndo.com/umuseo”
3.1.4.- Integrantes del Proyecto UMUSEO
Gerardo D. Robles Reinaldos, Profesor de la Facultad de
Bellas Artes de la Universidad de Murcia
Fotografía, Diseño y maquetación página WEB
Documentación y Coordinación de trabajos:
Carmen Veas Arteseros, Técnico Gestión Cultural, Servicio
de Actividades Culturales de la Universidad de Murcia
Colaboraciones:
Servicio de Actividades Culturales
Vicerrectorado de Economía e Infraestructuras
Leonor Ruiz Guerrero, Licenciada en Bellas Artes, Personal
Contratado Área de
Artes Plásticas
Departamento de Historia del Arte, Facultad de Letras
Departamento de Bellas Artes, Facultad de Bellas Artes
Josefa Cárceles Martí, Jefa de Sección, Servicio de
Contratación y PatrimonioCristina Vidal-Abarca Gutiérrez,
Servicio de Contratación y PatrimonioIgnacio Moreno
Tormo, Servicio de Contratación y Patrimonio
Director y Diseñador del Proyecto:
Francisco J. Caballero Cano, Profesor de la Facultad de
Bellas Artes de la Universidad de Murcia
Agradecimientos:
Soledad Pérez Mateos, Conservadora del Museo Romántico (Inventario del fondo artístico de la Universidad de Murcia por encargo del
Consejo Social, 2002-2004), en colaboración con Luis Urbina, fotógrafo)
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Integración de sensores aéreos y terrestres
para la producción de cartografía multiescala 3D
en la Alhambra y su territorio.
Antonio Manuel Montufo Martín1, José Manuel López Sanchez2, Stefano Ferrario1, Isidoro Gómez Cápitas2,
Isabel García Garzón1
1
Patronato de la Alhambra y Generalife. Consejería de Cultura. Junta de Andalucía. Granada. Spain
2 TCA Geomática. Sevilla. Spain
Resumen
La elaboración de una nueva cartografía digital y ortofotografía para el conjunto monumental de la Alhambra y Generalife se inscribe en el marco del proyecto
SIALH, para el desarrollo del Sistema de Información de la Alhambra. La producción cartográfica en el ámbito de la Alhambra supone un reto por el carácter
patrimonial de los elementos a representar, la complejidad orográfica del territorio objeto de estudio y unas necesidades de precisión y nivel de detalle que exceden los
estándares usuales en cartografía. El carácter multiescala de la cartografía, que debe dar soporte tanto a trabajos de escala local (hasta 1:5.000) como a
levantamientos planimétricos de detalle, constituye otro de los desafíos del proyecto. La metodología empleada combina sensores aéreos y terrestes para garantizar la
máxima precisión a la vez que enfatiza la importancia del modelo de datos como elemento clave para garantizar el carácter multiescala de la información y su
empleo en proyectos de escalas muy diferentes.
Palabras Clave: ALHAMBRA, SIG, MODELOS DE DATOS, LIDAR, LÁSER ESCÁNER, GESTIÓN DEL
PATRIMONIO CULTURAL.
Abstract
The production of new digital cartography and ortophotos for the monuments of the Alhambra and Generalife is part of the SIALH project, which aims for the
development of the Information System of the Alhambra. Map production in the area of the Alhambra is a challenge due to various factors such as the heritage
value of the elements to be represented, the complex topography of the territory under study and the requirements of precision and detail exceeding the usual
standards in cartography. The need for a multiscale cartography which must support both local-scale projects (up to 1:5000) and detailed planimetric surveys also
constitutes a challenge. The methodology employed combines aerial (LiDAR, digital photogrammetry) and ground sensors (laser scanning) to ensure maximum
precision while emphasizing the role of data model as a key element for ensuring the multi-scale information and its usability in projects of very different scales.
Key words: ALHAMBRA, GIS, DATA MODELS, LIDAR, LASER SCANNER, CULTURAL HERITAGE MANAGEMENT.
1. Introducción
El programa de elaboración de una nueva cartografía digital y
ortofotografía de la Alhambra y el Generalife y su territorio se
inscribe en el marco del proyecto SIALH, para el desarrollo del
Sistema de Información de la Alhambra.
El objetivo de SIALH es el de dotar al Patronato de la Alhambra
y Generalife (en adelante PAG) de un sistema de información
corporativo que proporcione el soporte tecnológico necesario
para las actividades de investigación, protección, conservación y
difusión del conjunto monumental.
SIALH se implementa sobre la base de un Sistema de
Información Geográfica (GIS), por lo que la exigencia de una
información geográfica de calidad es ineludible. Así, se desarrolla
este proyecto para la elaboración de una nueva cartografía base y
ortofotografía que proporcionen una representación fidedigna,
precisa y actualizada del territorio Alhambra.
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Para la toma de datos se han combinado los métodos más
avanzados en la producción cartográfica, integrando sensores
aéreos como el LIDAR, cámara de barrido de última
generacióny cámara matricial, y sensores terrestres como el láser
escáner; todo ello apoyado con técnicas de georeferenciación
GPS y topografía clásica.
Asimismo se ha trabajado en la definición de un modelo de
datos multiescala que permite abordar de forma unitaria tanto la
representación cartográfica a escalas urbanas como la
representación planimétrica detallada de los elementos
patrimoniales.
Como resultado de los trabajos se ha obtenido una cartografía
digital 3D, de precisión, y multiescala que cubre la totalidad del
territorio Alhambra, unas ortofotografías aéreas de elevada
resolución, una red de referencia para los levantamientos
planimétricos y un protocolo de actuación topográfica que
contiene las normas técnicas de captura y el modelo de datos.
51
2. Definición de los trabajos
Red Básica Topográfica
Ámbito de estudio
Se ha establecido una red básica o trigonométrica y una red
secundaria o topográfica, formadas por bases topográficas
distribuidas por todo el Conjunto Monumental. El
establecimiento de la red se ha efectuado siguiendo las
especificaciones del Protocolo de Actuación Topográfica.
La zona de estudio se extiende desde el propio recinto
amurallado de la Alhambra, pasando por las laderas que
descienden desde la colina de la Sabika hacia la ciudad, e
incluyendo el valle del río Darro aguas arriba, donde se localizan
las captaciones que surten de agua al complejo alhambreño.
Se trata de un ámbito extenso y variado, en el que se combinan
zonas urbanas con una trama urbanística densa y compleja y
suelos rústicos extensivos, con densa cubierta boscosa en
algunas zonas. Estas características han motivado que se
distinguieran dos zonas de trabajo, en las que se establecían
condiciones de restitución y representación diferentes.
Así en las zonas urbanas la restitución ha contado con un apoyo
en campo de gran entidad, incluyendo el levantamiento
exhaustivo con escáner 3D terrestre de todas las estructuras e
inmuebles en el interior del recinto amurallado, mientras que en
los ámbitos rústicos, el grueso de los trabajos se ha desarrollado
por fotogrametría aérea.
Se han empleado sistemas GNSS, concretamente GPS, para la
obtención de coordenadas de cada una de las bases a cielo
abierto, mientras que para las localizadas en el interior de
inmuebles se aplicaron métodos clásicos. Estas observaciones
han sido complementadas con una radiación topográfica de
todas las base, mediante itinerarios cerrados por topografía
clásica empleando el método de Moinot.
La altitud de la red se ha establecido a partir de dos bases de la
red de nivelación de alta precisión, trasladándose a la totalidad de
bases por medio de nivelación geométrica doble cerrada.
3. Toma de datos
Geodesia
Vuelo Fotogramétrico
La nueva estructura geodésica del Conjunto Monumental de la
Alhambra está formada por el sistema de referencia geodésico y
una red básica topográfica, donde se deben de apoyar la totalidad
de trabajos planimétricos a desarrollar en el futuro.
Se ha planificado un proyecto de vuelo con un GSD entorno a 5
cm/píxel. La compleja orografía del territorio Alhambra y la
exigencia de una elevada resolución han determinado una
cuidadosa planificación del vuelo y la selección de una aeronave
que permitiese abordar los requisitos del vuelo con los
necesarios márgenes de seguridad. Se ha empleado el avión
Partenavia P68TC Observer, propiedad del grupo empresarial de
TCA Geomática, y que presenta grandes ventajas por su
versatilidad, tamaño y baja velocidad.
El sistema de referencia geodésico es el ETRS-89, establecido
como sistema de referencia espacial oficial en España (Real
Decreto 1071/2007). Éste queda materializado por el marco
geodésico definido por la red andaluza de posicionamiento
(RAP), la red de estaciones de referencia GPS y la red geodésica
nacional (REGENTE), así como todas sus posibles
densificaciones.
El sistema de referencia de coordenadas (CRS) empleado para la
representación planimétrica de todo el conjunto de datos
geográficos será la ETRS89 – Transversa de Mercator huso 30
(ETRS89-TM30), mientras que la altitud se ha establecido en
base a la Red de Nivelación de Alta Precisión, RENAP,
utilizados de referencia altimétrica.
Protocolo de Actuación Topográfica
Se han definido las normas técnicas para la elaboración de la
nueva cartografía del Conjunto y los futuros trabajos
planimétricos, estableciendo las especificaciones para:
Definición de los sistemas de referencia de coordenadas
(CRS).
Definición de los trabajos a desarrollar en el empleo de
sistemas GNSS.
Definición de los trabajos a desarrollar en el empleo de
técnicas de topográfica clásica.
Definición de los tipos de transformación de coordenadas
entre CRS diferentes.
Normalización de los productos a entregar.
Posteriormente se ha realizado un segundo vuelo, circunscrito a
la zona monumental, con una cámara matricial Ultra Cam XPWA, con la idea de comparar los resultados con las imágenes
realizadas por la cámara de barrido.
Una vez analizados ambos vuelos, se ha empleado el primero
para la realización de las ortoimágenes, ya que ofrece mejores
resultados para la ortorrectificación, y para la restitución en las
zonas rústicas. El segundo vuelo se ha empleado para la
restitución fotogramétrica de la zona urbana y monumental de la
Alhambra y el Generalife, por disponer de un GSD menor
resolución y una menor sombra arrojada.
Vuelo Lídar
Como complemento a las labores de la fotogrametría, ha sido
realizado un tercer vuelo con sensor LiDAR (Light Detection
and Ranging), con el objetivo de producir un modelo digital de
elevaciones del territorio de la Alhambra.
El LiDAR consiste en un sensor aerotransportado con un láser
que emite pulsos que se emplean para determinar el tiempo que
tardan en rebotar en el suelo y regresar al sensor. Al estar
integrado con sistemas de navegación GNSS y sistema inercial
INS, permite medir la posición y altitud del sensor y la distancia
al suelo.
La densidad de rayos emitidos permite incluso que en zonas de
cubierta boscosa se puedan obtener datos de la altimetría real del
suelo subyacente así como de la cubierta vegetal. Así en la figura
1 se aprecia como el perfil muestra las copas de los árboles, los
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puntos correspondientes a la vegetación arbustiva y el nivel de
cota del terreno.
Figura 2: nubes de puntos obtenidos con láser escáner, se observa el nivel
de detalle alcanzado
Figura 1: Datos LiDAR de la Alhambra
Como resultado del estudio se han registrado una media de 5
puntos altimétricos por m2, generando un modelo digital de
superficies y elevaciones que constituye el mejor conjunto de
datos de este tipo del conjunto monumental.
Láser Escáner.
Para la documentación y registro de los inmuebles que
conforman el recinto alhambreño se ha empleado el láser
escáner. El objetivo ha sido el de obtener una buena precisión de
los elementos que no son visibles en el vuelo fotogramétrico y
que necesitan del mismo grado de definición que el resto; es el
caso de las fachadas y aleros de los edificios del conjunto y
determinadas zonas arqueológicas.
El láser escáner garantiza una serie de ventajas que lo hacen
idóneo en la documentación de edificios patrimoniales como la
rapidez de la toma de datos, intervención indirecta en el objeto,
posibilidad de representación de elementos a distinto nivel (suelo
y cubiertas), obtención de gran cantidad de datos de forma
objetiva, lo que facilita el trabajo en gabinete, y el poder generar
una réplica virtual tridimensional de enormes posibilidades para
el conocimiento, difusión y gestión de los elementos
patrimoniales.
El escáner utilizado, propiedad de TCA Geomática, corresponde
al modelo Leica ScanStation C10.
4. Captura de la información
La complejidad que presenta el Conjunto Monumental de la
Alhambra y Generalife en cuanto a su extensión, orografía,
extensas zonas arboladas y boscosas y sobre todo la calidad y
riqueza de su arquitectura, ha obligado a emplear varias técnicas
de captura de información, en parte redundantes entre sí y a la
vez complementarias.
Diciembre 2012
Las disciplinas utilizadas de forma integrada han sido la
restitución fotogramétrica, la restitución desde los datos LiDAR,
la restitución desde los datos de láser escáner y la topografía
clásica.
De una manera generalizada la tecnología más utilizada en todo
el proyecto ha sido la fotogrametría aérea, a la que se le ha
añadido la utilización del resto de disciplinas, en especial el láser
escáner para la representación de los edificios en el recinto
amurallado, donde los niveles de precisión y la abigarrada trama
urbana complicaban el uso exclusivo de la fotogrametría.
Los datos recogidos por el sensor LiDAR y el Láser Escáner han
sido combinados en una única base de datos y clasificados en
una única base de datos. Partiendo de ésta, se ha procedido a
capturar desde la nube de puntos generada, los elementos que
normalmente son añadidos a la minuta de restitución para la
revisión de campo.
Básicamente los elementos capturados por este sistema han sido
los siguientes: línea de fachada, línea de cornisa y vuelo de
tejados, estructura de las cubiertas, estructura principal del
pavimento, vegetación (troncos y setos), curvas de nivel, puntos
de cota en todos los diferentes niveles de los elementos
edificados, elementos de infraestructura hidráulica, electricidad,
mobiliario urbano, etc.
5. Modelo de datos
Modelo de datos de Producción
El modelo de datos que TCA ha utilizado para la producción
cartográfica GIS de la Alhambra, consiste en un modelo 3D,
definido por elementos como el empleo de línea única, con
generación de superficies, orientado a objetos, con criterios
específicos de captura, controles de calidad en el proceso de
producción, exportación directa a SIG y coherencia entre
escalas.
53
El modelo de datos incluye varios elementos como el Catálogo
de entidades cartográficas, el Modelo de producción y el
Control de calidad.
El catálogo de entidades cartográficas recoge los contenidos
de la información, el modo de adquisición, la codificación y la
estructura gráfica y de asignación.
Por otro lado, la Alhambra no deja de ser un elemento vivo y
dinámico en el que junto a los bienes patrimoniales conviven
elementos de infraestructura urbana como en cualquier ciudad y
en el que se desarrollan y planifican de manera continua
programas de conservación y mantenimiento, de restauración o
intervención arquitectónica. La praxis habitual de trabajos que
se desarrollan por el PAG y sus agentes colaboradores incluye la
realización de planimetrías y proyectos en CAD.
Esta realidad hace que el formato CAD deba convivir con el
GIS, a la vez que se entiende que la información debe ser única y
unívoca.
Se ha realizado por tanto un esfuerzo notable para establecer un
modelo de datos jerárquico y multiescala, válido en CAD y en
GIS, que permite combinar los elementos estándares en
cartografía básica con aquellos específicos derivados del carácter
patrimonial de la Alhambra.
Figura 3: cartografía de línea única (abajo izqda.), y superficies (arriba)
en 3D (abajo dcha.)
El contenido de dicho catálogo es fruto de un análisis en
profundidad e intenta recoger toda la casuística que se presenta
en este Conjunto Monumental. Se trata de un componente
fundamental, por cuanto las necesidades de articulación de
entidades en un ámbito de la relevancia patrimonial de la
Alhambra exceden ampliamente los requisitos habituales en la
producción de cartografía básica a escalas urbanas.
El modelo de producción detalla los criterios de restitución y
edición para cada uno de los objetos cartográficos definidos en
el catálogo.
El control de calidad pretende asegurar la integridad de la
información generada, mediante una validación de los datos
recogidos, tanto en la fase de captura de la información
geográfica, como en la fase de revisión de campo y edición final.
Modelo de datos de explotación
El ciclo de vida de la cartografía en la Alhambra no finaliza con
su aceptación y validación. Al contrario, la explotación de la
misma en el PAG requiere la implantación de unos protocolos y
de un modelo de datos adaptado a la praxis habitual de trabajo
en la organización.
La elaboración del modelo de datos de explotación constituye así
un reto técnico en un doble sentido, tanto porque un objetivo es
el de diseñar un modelo de datos multiescala, como porque debe
ser válido para su explotación en GIS y en CAD.
La justificación para este doble objetivo viene dada por las
particularidades de la Alhambra. Hablamos de un conjunto
monumental integrado por elementos patrimoniales de una
inmensa relevancia (declarados Patrimonio Mundial por la
UNESCO), que deben ser documentados planimétricamente con
un nivel de detalle y precisión muy elevados, y al mismo tiempo
hablamos de un extenso territorio, que se extiende unas 11 km2
que demanda un nivel de representación cartográfica equiparable
a las escalas urbanas.
El modelo de datos permite trabajar de forma multiescala, con
niveles de codificación jerárquicos referidos a niveles de detalle y
precisión crecientes, válidos para levantamientos planimétricos
detallados y para cartografías más generales. Se ha optado por un
sistema de codificación de capas abierto, que sigue el modelo
jerárquico en tres niveles de la cartografía catastral, adaptado a
las necesidades de representación y codificación de las entidades
existentes en la Alhambra.
Se trata de un sistema versátil que puede desarrollarse para una
mayor definición de las entidades, admitiendo las ampliaciones a
que puede ser sometido el sistema para dar cabida a los grandes
saltos entre la escala cartográfica y la planimétrica de detalle.
Finalmente, se ha definido el protocolo para el mantenimiento
de la información cartográfica y planimétrica en el que las bases
de datos geográficas GIS constituyen el elemento nuclear,
establecidas como repositorio de información y publicadas como
documentación cartográfica a través de SIALH. Estas bases de
datos geográficas tienen un versionado en CAD, empleado para
su uso técnico especializado en redacción de proyectos de
actuación e intervención.
La actualización de la cartografía se llevará a cabo respetando las
especificaciones técnicas contenidas en el Protocolo de
Actuación Topográfica.
Todas las actuaciones que tengan lugar en el Conjunto
Monumental y supongan una modificación de la planimetría
existente, deberán quedar reflejadas en la base cartográfica y
planimétrica, siguiendo un proceso circular articulado en tres
fases.
La primera corresponde a la Cartografía Base, que reproduce el
estado actual de la Alhambra en el momento previo a la
actuación y sirve como base para la redacción del proyecto.
La segunda es la Planimetría de Proyecto, que define el proyecto
de actuación y las modificaciones planimétricas previstas,
tratándose de una fase intermedia.
La tercera fase corresponde al Estado final de las Obras que
alimentará el sistema, integrándose los nuevos elementos y
modificaciones en la cartografía general, con lo que volverá a ser
planimetría base para las siguientes actuaciones, cerrando así el
ciclo.
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Figura 4: Modelo jerárquico de datos para la cartografía y planimetría
en la Alhambra
Agradecimientos
Los autores agradecen el apoyo prestado por el Patronato de la Alhambra y el Generalife, en especial a su Directora General, Dª. María del
Mar Villafranca y a D. Francisco Lamolda, Jefe del Servicio de Conservación y Protección.
Bibliografía
CRUTCHLEY, S. (2009). “Using LiDAR in Archaeological Contexts: The English Heritage Experience and Lessons Learned”, in Laser Scanning for the
Environmental Sciences (eds G. L. Heritage and A. R. G. Large), Wiley-Blackwell, Oxford, UK.
LERMA, J.L., NAVARRO, S., CABRELLES, M. y VILLAVERDE, V. (2010) “Terrestrial laser scanning and close range photogrammetry for 3D
archaeological documentation: the Upper Palaeolithic Cave of Parpalló as a case study” Journal of Archaeological Science, Volume 37, Issue 3, pp. 499–507.
REAL DECRETO 1071/2007, de 27 de julio, por el que se regula el sistema geodésico de referencia oficial en España Sistema Geodésico
Oficial de España. BOE número 207 de 29/8/2007, páginas 35986 a 35989.
REMONDINO, F., GIRARDI, S., RIZZI, A. y GONZO, L. (2009) “3D modeling of complex and detailed cultural heritage using multi-resolution
data”, Journal on Computing and Cultural Heritage, Volume 2, Issue 1, pp. 1-20
REMONDINO, F. y RIZZI, A. (2010) “Reality-based 3D documentation of natural and cultural heritage sites—techniques, problems, and examples.”
Applied Geomatics Volume 2, Number 3, pp. 85-100
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Digitalización 3D y Difusión en Web del Patrimonio de las
Universidades Andaluzas mediante X3D Y WebGL
Juan Gabriel Jiménez1, Manuel García1, Jorge Revelles2 y Fco. Javier Melero2
AgeO C.A.I., Dpto. Backup3D
Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos, Universidad de Granada. Granada. España
2
2
Resumen
En el marco del Proyecto Atalaya se ha procedido a la digitalización exhaustiva de diversos elementos del patrimonio cultural de las universidades andaluzas. En
una primera fase se han digitalizado a escala submilimétrica 24 esculturas de las universidades de Sevilla y de Granada, así como siete salas de ésta última,
resultando modelos que van desde los 70 hasta los 240 millones de polígonos. Esta documentación se ha utilizado para insertarla en el portal digital de patrimonio
de las universidades andaluzas, donde los visitantes podrán acceder a las fichas perfectamente documentadas e ilustradas con fotografías y videos y se presenta
además la posibilidad de explorar en 3D las esculturas digitalizadas, así como navegar por el interior de las salas escaneadas con total realismo sin necesidad de
plugins externos, gracias al uso de estándares como X3D y WebGL.
Palabras Clave: DIGITALIZACIÓN 3D, WEBGL, DIFUSION WEB, X3D
Abstract
Under the auspices of the Atalaya Project we have digitalized a set of artworks and historical rooms that belong to the Cultural Heritage of andalusian
universities. In a first phase we have scanned with submillimetric accuracy 24 sculptures from Universities of Seville and Granada, as well as seven historical rooms
of the latter, obtaining models that have from 70 to 240 million polygons. These datasets have been used in the newly-created website about the Cultural Heritage
of the Andalusian Universities, where visitors can visualize not only text, photographs and videos, but also can examine in real 3D the scanned sculptures, and
even perform walkthroughs inside the scanned rooms without any need of installing external plugins, by having used in its development standards such as X3D
and WebGL.
Key words: 3D SCANNING, WEBGL, WEB DISSEMINATION OF CH, X3D
1. Introducción
Las técnicas digitales en 3D son una herramienta cada vez más
habitual en la documentación del Patrimonio Histórico y
Cultural, y hoy en día estos datos son utilizados por diversos
actores del sector, no sólo por los investigadores y restauradores,
sino también como elementos para la difusión de las obras de
arte, los yacimientos arqueológicos y los monumentos históricos
al público general.
Los recientes avances en la visualización 3D a través de WebGL
y la potencia del estándar HTML5 para la interacción y
generación de contenido dinámico en la web permiten a los
museos y a los gestores de patrimonio resolver de forma
relativamente sencilla alguna de las inquietudes y objetivos que se
plantean en su labor, a saber:
Llegar a público lo más diverso posible. El contenido del
portal debe permitir satisfacer las necesidades de
conocimiento de la mayor parte de los visitantes, teniendo
en cuenta que procederán de niveles educativos, culturales y
económicos muy distintos y que sus intereses,
disponibilidad temporal y capacidad serán tan diversos
como en los museos físicos.
Ofrecer contenido de calidad, incluyendo contenido
multimedia, de forma que los visitantes virtuales reciban
una experiencia complementaria a la visita real.
Facilitar la actualización de contenidos, de forma que la
web se actualice por el propio personal de la institución, de
forma que periódicamente se actualicen los contenidos.
Con la idea de desarrollar estos objetivos se ha comenzado el
trabajo en el e-Portal de Patrimonio de las Universidades
Andaluzas. Además de la creación de una web accesible y
autogestionable por los responsables de patrimonio mueble e
inmueble de las universidades implicadas, se ha procedido en
una primera fase a la digitalización de veinticuatro obras de arte
que datan desde el s. XV hasta mediados del s. XX, así como de
varias salas históricas que servirán, además de como contenido
multimedia per se, para la creación de escenarios para la
realización de exposiciones temporales virtuales, lo que supone
sin duda una novedad en la difusión del patrimonio cultural en
España.
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pues el láser era incapaz de capturar correctamente la
textura.
Figura 2: Digitalización de Patrimonio Inmueble con escáner Faro LS.
Figura 1: Digitalización Patrimonio Mueble
2. Digitalización 3D
El trabajo de digitalización ha supuesto la aproximación a
diversos problemas fruto de la gran diversidad en materiales,
dimensiones y detalle de las obras y espacios digitalizados.
Además, se ha procedido a la digitalización con un nivel de
precisión tal que sirva no sólo para la visualización sino también
para la documentación precisa de la obra o espacio de forma que
puedan ser utilizados los datos para posteriores estudios de
restauración. El tamaño de las piezas oscila entre los 5 y los 20
millones de polígonos, y los modelos de salas y edificios oscilan
entre los 40M y los 120M de polígonos.
Para la digitalización de las obras de patrimonio mueble se han
utilizado dos tecnologías distintas:
Escáner láser: Minolta Vivid 9i (fig. 1) y Minolta Vivid 910i
Inmaculada Concepción. (SANCHEZ-MESA 2006) Esta
obra atribuida al taller de Pedro de Mena, a finales del s.
XVII, es una clara muestra del barroco y cómo este estilo
lleva al límite la captura de geometría con un altísimo nivel
de detalle, numerosas concavidades y oclusiones y una
policromía cercana al negro. Está situada en el Salón Rojo
del Rectorado de la UGR.
Papelera (fig. 3). (MARTÍNEZ 2006, pp.126-127) Mueble
con materiales tan diversos como la madera de ébano
(negra) con detalles dorados y concha de carey (con alta
reflectividad) que obligaba a realizar varias tomas sobre la
misma zona para conseguir la geometría total de esta obra
de mediados del s. XIX.
Retablo de S. Juan Bautista (fig. 4). Obra con cinco
paños salidos de la gubia de Juan Martínez Montañés en el
s. XVII. Numerosas oclusiones y los dorados abundantes
en los más mínimos detalles requieren una alta calidad en la
reconstrucción.
Escáner de luz estructurada Breuckmann Smartscan HE
Para la digitalización de los espacios inmueble se ha utilizado un
equipo Faro LS guiado con esferas (fig. 2).
2.1. Patrimonio Mueble
Se ha procedido a la digitalización de 18 obras situadas de la
Universidad de Granada, bien propiedad de la propia institución
o cedidas en depósito por otras entidades como el Museo del
Prado o el Museo de Bellas Artes de Granada, así como cuatro
grandes tallas propiedad de la Universidad de Sevilla realizadas
por la gubia de Martínez Montañés. Como muestra de la
diversidad de obras trabajadas podemos citar:
S. Juan Evangelista y S. Juan Bautista. (GILA
MEDINA, 2006). Dos tallas de 40cms. de altura, de
principios del siglo XVI que posiblemente formaron parte
de un altar portátil de Isabel la Católica. Los estofados
dorados y la reducida dimensión de las obras, aparte de su
importante valor, supusieron sin duda un gran reto que
requirió un re-escaneado con el equipo de luz estructurada,
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Figura 3: Papelera (Univ. Granada). Original (izda) y modelo digital
(dcha).
Todas estas obras han sido digitalizadas bajo condiciones
lumínicas controladas mediante el uso de focos de luz fría no
parpadeante, de forma que la textura capturada por el escáner
tiene la calidad suficiente para la visualización.
57
Independientemente de ello, se han tomado fotografías de alta
resolución para conservar documentación gráfica de la textura
original de los objetos por si fuese necesario realizar una
visualización aún más realista.
Figura 5: Paraninfo Facultad de Derecho
(Univ. Granada).
Figura 4: Retablo S. Juan Bautista (Univ. Sevilla).
Para el procesamiento de las nubes de puntos se han utilizado
principalmente ciertas rutinas del software MeshLab© y el
paquete comercial Geomagic Studio©, siguiendo el proceso
clásico de tratamiento de datos adquiridos con escáner 3D:
1.
Captura de datos,
2.
Eliminación de ruido,
3.
Registrado de tomas,
4.
Eliminación de solapamientos,
5.
Fusión de nubes de puntos,
6.
Tapado de agujeros,
7.
Remallado,
8.
Generación y procesado de textura,
9.
Simplificación guiada por curvatura (para visualización
web y render artístico),
10. Exportación a .obj y .x3d.
3. El Portal Web
Para el desarrollo del portal web http://patrimonio3d.ugr.es (fig. 6)
se ha optado por el uso de tecnologías libres, tanto a nivel de
plataforma servidor (Apache + MySql + PhP), como de CMS
(Joomla!) y para la visualización de los datos 3D (X3D y la
biblioteca X3DOM). Se ha desarrollado en tecnologías libres en
primer lugar para garantizar la sostenibilidad de la información y
por otro lado para permitir a cualquier visitante,
independientemente del sistema operativo que utilice, la
visualización de los modelos 3D, ya que el uso de HTML5 y el
estándar WebGL permite la compatibilidad total sin necesidad
de uso de plugins con Firefox, Safari o Chrome en cualquier
sistema operativo, y con Internet Explorer mediante la
instalación de un complemento.
El sistema es altamente escalable, e incorpora una agenda de
eventos relacionados con el patrimonio cultural de las
universidades, como pueden ser las visitas guiadas o las
exposiciones temporales. También se proporciona una zona de
acceso a investigadores donde pueden solicitar información más
detallada o permisos especiales para el acceso a las salas o
espacios gestionados por los distintos vicerrectorados de
Extensión Universitaria.
2.2. Patrimonio Inmueble
La documentación digital y difusión del patrimonio inmueble
tiene especial importancia en las universidades más antiguas,
pues entre sus instalaciones se encuentran edificios y salas de
hasta cinco siglos de antigüedad que no son accesibles por el
público general.
Se ha procedido a la digitalización de las siguientes estancias de
la Universidad de Granada:
Hospital Real: Salón Rojo, Crucero Bajo y Crucero Alto
(Biblioteca General).
Antiguo Colegio de San Pablo (Fac. Derecho): Paraninfo
(fig. 5), Salón Rojo, Zaguán y Patio Porticado.
Colegio Máximo de Cartuja: antigua Capilla (fig. 8) y Salón
de actos.
Figura 6: Entrada al Portal Web.
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La información se encuentra estructurada de forma tal que su
migración futura a soportes distintos se pueda realizar de forma
semiautomática, pues somos conscientes que la tecnología
evoluciona y los sitios webs han de ser lo suficientemente
flexibles para adaptarse a dicha evolución.
Para cada obra de patrimonio mueble se han creado unas fichas
tipo (figura 7) con la siguiente información: Inventario, Autoría,
Cronología, Técnica, Medidas, Localización, Titularidad,
Registro, Fotografía, Descripción, Bibliografía, Vídeo y Modelo
3D.
Figura 8: Muchacha tocando el Violín
(Univ. Granada)
3.2. Generación de videos
Dado que los modelos 3D interactuables en web son de una
resolución baja, aunque con el realismo que aportan las texturas
originales, se ha procedido a generar unos videos con modelos
de 1M de polígonos para las piezas, y 20M de polígonos para las
salas de forma que el usuario pueda apreciar de una forma más
artística y fiel al original los detalles de las obras (figs. 8, 9 y 10).
Se han utilizado motores de rendering comerciales (3DStudio y
Cinema4D) para la generación de estos videos en HD,
intentando que el recorrido de la cámara y la iluminación
potencien aquellos elementos más destacados de las obras, o
aportando información sobre el proceso de digitalización
realizado. Asimismo, se han generado breves renders de ciertas
obras pictóricas de calidad para que el usuario pueda acceder en
detalle a perspectivas que una imagen estática no permite.
Figura 7: Ficha tipo para esculturas
3.1. Visualización 3D en la web
La visualización de los modelos 3D en la web se ha procedido a
la generación de archivos X3D con los modelos.
Si bien el estándar X3D y WebGL (KHRONOS, online) no
imponen ninguna limitación en cuanto al tamaño de los mismos,
con miras la comodidad en la interacción con el portal y para
evitar largos tiempos de descarga, se ha limitado el tamaño de los
modelos de piezas individuales a 90K polígonos, de forma que la
descarga se produce en pocos segundos.
Para las salas y edificios, se han dividido los modelos en piezas
independientes de menor tamaño, que se cargan en paralelo de
forma independiente. Además, el modo de interacción pasa a ser
flythrough, permitiendo al visitante virtual pasear por las salas e
interactuar con los objetos allí expuestos. Si existe ficha del
objeto, se redirige al usuario a la ficha del mismo para que pueda
verlo en detalle.
La transferencia de los datos desde el servidor al cliente se realiza
utilizando JQuery y JSON, de forma que el modelo 3D nunca se
almacena en la caché del navegador y es transferido en formato
comprimido y encriptado. Se ha tomado esta decisión para
intentar minimizar en lo posible la captura de la geometría y su
posible uso como base para réplicas.
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Figura 9: Renderizado del modelo digitalizado de la Capilla del Colegio
Máximo de Cartuja (Univ. Granada).
4. Conclusiones y trabajos futuros
El trabajo realizado en el marco de este proyecto ha supuesto un
enorme esfuerzo multidisciplinar tanto en el desarrollo del portal
como a la captura, procesado y visualización de los modelos
digitales. Se ha puesto casi al límite la capacidad de las
herramientas software comerciales para el procesamiento de las
nubes de puntos de las salas, y se ha realizado un exhaustivo
estado del arte de los diversos equipos disponibles para la
realización de este trabajo.
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En cuanto a la visualización en 3D, durante este proyecto se ha
trabajado junto al equipo de desarrollo de la biblioteca X3Dom
(BEHR et al., 2010) del Fraunhofer Institute de Darmstadt para
la realización de nueva funcionalidad y sin duda que esta
colaboración seguirá activa en el tiempo.
Entendemos que es un enfoque pionero en la visualización y
difusión del patrimonio cultural, especialmente de unas entidades
que por su tradición disponen de unas obras que se encuentran
en espacios privados de difícil acceso al público general y con
esta herramienta se permite su estudio y difusión por parte de la
población general.
También se utilizarán en próximas fases nuevos dispositivos de
adquisición mucho más precisos y con una fidelidad de color
mayor, que permitirán optimizar el proceso de generación de los
modelos virtuales.
En sucesivas fases se irá aumentando el catálogo de salas y
edificios digitalizados, hasta tener representación de las diez
universidades participantes, de forma que este proyecto se
convierta no sólo en un elemento de difusión del patrimonio
cultural de las universidades andaluzas, sino también una acción
que genere documentación fiel y precisa de las obras de arte
mueble e inmueble.
Figura 10 Inmaculada Concepción (Univ. Sevilla)
Agradecimientos
Agradecemos especialmente la colaboración prestada por el Secretariado de Patrimonio Mueble del Vicerrectorado de Extensión
Universitaria de la Universidad de Granada, en la persona de Leonardo Sánchez-Mesa, al servicio de Conservación de Patrimonio de la
Universidad de Sevilla, dirigido por Maria Fernanda Morón, y a Concha Mancebo y Amparo García de Artemisia Gestión de Patrimonio
S.L, por la facilidad en fijar las fechas de digitalización de obras y salas.
Este proyecto ha sido financiado por la Consejería de Cultura de la Junta de Andalucía en el marco del proyecto Atalaya.
Bibliografía
BEHR J. et al (2010): “A scalable architecture for the HMTL5/X3D integration model x3dom”. En Proceedings of the 15th International Conference on
Web 3D Technology (New York, NY, USA, 2010), Web3D ’10, ACM, pp. 185–194.
GILA MEDINA, L. (2006): “San Juan Evangelista y San Juan Bautista”. En Obras Maestras del Patrimonio de la Universidad de Granada. [Catálogo
de la Exposición] vol. II. Granada: Universidad, pp.18-20.
KHRONOS: [Online. URL]: https://cvs.khronos.org/svn/repos/registry/trunk/public/webgl [Consulta: 1-5-2012]
MARTÍNEZ PELÁEZ, A. (2006): “Papelera y mesa”. En Obras Maestras del Patrimonio de la Universidad de Granada. [Catálogo de la
Exposición] vol. II. Granada: Universidad.
SÁNCHEZ-MESA MARTÍN, D., y LÓPEZ-GUADALUPE MUÑOZ, J.J. (2006): “Inmaculada Concepción”. En Obras Maestras del
Patrimonio de la Universidad de Granada. [Catálogo de la Exposición] vol. II. Granada: Universidad, pp.78-79.
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60
Formación de profesionales para la educación en los museos
y la puesta en valor del Patrimonio.
Máster Universitario en Educación y Museos:
Patrimonio, Identidad y Mediación Cultural
Rosa María Hervás Avilés1, Raquel Tudela Romero2, Elena Tiburcio
Sánchez3 y José Mariano Luján González2
1Universidad
de Murcia. Centro de Estudios de Arqueología Virtual. Máster eMus. Murcia. España.
2Universidad de Murcia. Máster eMus. Murcia. España.
3Universidad de Murcia. Doctorado Educación y Museos. Murcia. España.
Resumen
En esta comunicación se presenta un modelo de formación online basado en la web 2.0, el Máster Universitario en Educación, Museos. Patrimonio, Identidad y
Mediación Cultural (eMus). Este título se desarrolla en el “Aula Virtual” de la Universidad de Murcia, basada en la plataforma de software libre Sakai que
facilita el uso de herramientas interactivas y que permite la comunicación, la generación de ideas y el aprendizaje colaborativo en un entorno social. Se trata de un
título innovador en un entorno C-Learning en donde profesorado y alumnado interactúan desarrollando procesos educativos alejados de una estructura tradicional
de enseñanza aprendizaje. Se ha conseguido diseñar una interfaz intuitiva que provoca la construcción del aprendizaje, el desarrollo de la creatividad y del
pensamiento crítico1.
Palabras Clave: ENSEÑANZA VIRTUAL, INNOVACIÓN, TECNOLOGÍA, WEB 2.0
Abstract
This communication presents an educational model based on the web 2.0 through the online Masters Degree in Education and Museums. Heritage, Identity and
Cultural Mediation (eMus). This program is hosted at the "Aula Virtual", University of Murcia's C-Learning enviroment, based on the open source software
"Sakai" which facilitates communication, discussion and collaborative learning. It is an innovative program designed for an eLearning platform where students and
teachers interact developing non-traditional teaching and learning processes. We have achieved to create a friendly and intuitive interface to present the contents that
encourages knowledge building, creativity development and critical thinking.
Key words: VIRTUAL LEARNING, INNOVATION, TECHNOLOGY, WEB 2.0
1. Introducción1
Los cambios recientes experimentados en Internet convierten a
la Red en un espacio social que da cobertura a la gran cantidad
de información que genera y distribuye la sociedad actual. La
web de los datos (web 1.0) ha dado paso a la web de las personas
(web 2.0) que potencia la interacción social (CASAMAYOR,
2008). Con la aparición de la web 2.0 se han desarrollado nuevos
instrumentos online de interacción, debate e intercambio. Uno
de los más extendidos actualmente son las redes sociales,
herramientas de comunicación y participación, que permiten la
creación de comunidades sociales con intereses afines y
1
El Máster eMus ha sido reconocido recientemente con una
mención de Honor en los premios TWSIA (Teaching With Sakai
Innovation Award) por las innovaciones realizadas.
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perspectivas diferentes utilizando códigos escritos, auditivos e
icónicos (LLADÓ, 2010). La web 2.0 favorece la interactividad
en sitios dinámicos de participación. En el ámbito cultural,
museístico y patrimonial, facilita la interacción social de los
profesionales y del público de museos, centros patrimoniales y
culturales (GÓMEZ, 2010). Abre los museos al público,
posibilita, no solo la difusión, sino también el contacto activo
con sus visitantes y la comunicación colaborativa. Con la web 2.0
la interacción bidireccional, tanto entre las diferentes
instituciones, como entre sus usuarios es una realidad.
La transformación educativa derivada del uso generalizado de la
red y la presencia de la web 2.0 en los ámbitos vinculados al
patrimonio, nos permite presentar el Máster Universitario en
Educación y Museos (eMus) como un modelo de enseñanza y de
aprendizaje basado en la utilización de los recursos que ésta
facilita.
El máster eMus tiene su origen en la escasez de títulos oficiales
online interdisciplinares, relacionados con la educación, los
museos, el patrimonio, la identidad y la mediación. Una de sus
61
características fundamentales es el aprendizaje comunitario y
colaborativo gracias al uso de herramientas de comunicación
como medio potente y facilitador del mismo. (HERVÁS et al.,
2011). Presentamos un modelo pedagógico centrado en el
estudiante, en el que cada asignatura se desarrolla a través de una
guía de contenidos que incluye recursos en red, enlaces a webs,
podcast e imágenes. Se inserta en una plataforma que favorece
el intercambio de ideas y los espacios de colaboración gracias a
herramientas como los foros, los wikis, los chats o las
videoconferencias.
2. La Web 2.0
Desde que en 2004 se registró el término Web 2.0 éste se
relaciona con un espacio donde el usuario decide directamente
qué hacer. Las herramientas disponibles permiten, a quienes las
utilizan, producir y crear sus propios contenidos y trabajar a
distancia y en red. Esta evolución elimina la concepción de la
web como un espacio solamente informativo donde el usuario
era un receptor pasivo. La web 2.0 es una red social abierta a
todos los que desean participar en los procesos comunicativos
de producción, difusión, recepción e intercambio de archivos
(texto, audios, videos, enlaces, etc.). En ella es fácil ampliar,
debatir y reflexionar sobre los contenidos (CEBRIÁN, 2008). Lo
importante es conectar con las fuentes pues el conocimiento
fluye con gran rapidez. Para CASAMAYOR (2008) la web 2.0
supone un cambio de paradigma. Es el paso de la interacción a la
colaboración.
Para los profesionales del patrimonio, la arqueología, la
educación y los museos, la web 2.0 es un espacio global y
abierto. Las redes sociales y las diferentes herramientas de la
web 2.0 facilitan a las instituciones museísticas una nueva
relación con el público. Se apoyan en la web para dar a conocer
el patrimonio, tanto a sus visitantes reales como potenciales.
3. Herramientas 2.0
Los recursos desarrollados en la web 2.0 se conocen como
software social creado para facilitar procesos grupales como
compartir, participar e interactuar. En la web 2.0 los desarrollos
tecnológicos están orientados a potenciar la colaboración. Los
recursos multimedia, los juegos interactivos, los blogs, las
aplicaciones de la telefonía móvil y las redes sociales son una
muestra de ello.
El desarrollo de los recursos multimedia como los podcast
(archivos de audio y de vídeo distribuidos por suscripción a los
oyentes) o los códigos QR, cada vez más generalizados para
almacenar información disponible de forma simple, caracteriza
también a la web 2.0. La aparición de sitios web como YouTube
o Flickr, donde el usuario puede subir, compartir, comprar o
vender recursos multimedia (videos o imagen) de forma libre es
otro de los elementos de la web 2.0.
Estas herramientas son utilizadas por las nuevas empresas
(startup) para el desarrollo de utilidades y aplicaciones en red en
distintos dominios, que permiten ir mucho más allá de la
interacción a través de la web. Se han convertido en propuestas
innovadoras de primer orden asociadas a la propia evolución
tecnológica, que en el ámbito en el que nos encontramos,
modifican sustancialmente la forma de relacionarse el público
con su territorio.
Todos los museos buscan la colaboración con su público. La
mayoría disponen, para su difusión, de un canal propio en
Youtube o Flirck o, como en el Tate Museum2, desarrollan sus
propios podcast, presentando los fondos de sus colecciones
para mejorar la accesibilidad de las mismas.
La creación de las redes virtuales supone también un avance
cualitativo en el desarrollo de la interacción en la red 2.0. En ellas
los usuarios crean su propia vida virtual y eligen cómo
desarrollarla. Es el caso de la plataforma Second Live
(ECHEVERRÍA, 2000). Existen multitud de museos que
exponen de forma virtual sus exposiciones como por ejemplo
The Second Louvre en Second Live o El Museo del Prado en
Google Earth. La realidad virtual y la creación de espacios en 3D
permiten a los usuarios de la red descubrir yacimientos
arqueológicos y conocer la época histórica a través la
reconstrucción virtual.
Una de las herramientas de comunicación más utilizadas por los
usuarios de la red son los blogs, conocidos también como
weblogs o bitácoras. Espacios en los que es posible la expresión
libre de opiniones y reflexiones personales, que a su vez reciben
los comentarios de sus seguidores. Son un lugar para compartir e
intercambiar ideas sobre cualquier tema de interés de forma
ordenada y cronológicamente inversa. Su capacidad para
incorporar imágenes, sonido, vídeos, enlaces y archivos adjuntos
las convierten en unas herramientas efectivas, versátiles y
adaptativas para la generación de conocimiento. Pueden
incorporar tecnología de sindicación que les permite la
notificación sincrónica de sus entradas a todos los interesados a
través de las redes sociales. Existen multitud de variantes como
los fotoblogs, audioblogs, videoblogs, teleblogs o moblogs.
(CASAMAYOR, 2008; CEBRIÁN et al., 2007). Las instituciones
culturales y museísticas se apoyan en los blogs para crear
espacios de reflexión y tratar temas de forma más extensa.
Los blogs son utilizados también por los investigadores para
difundir sus trabajos y los resultados de sus investigaciones.
Permiten a los usuarios de la red interesados en el arte encontrar
un amplio repertorio, no solo de obras de arte, sino también de
2
Expuesto por Jane Burton. El II Encuentro sobre Redes
Sociales en Museos y Centros de Arte Contemporáneo celebrado
el 11 de mayo en el Museo de Arte Contemporáneo de Castilla
León (MUSAC), donde mostró las innovaciones realizadas en el
Tate Museum a través de su Departamento Tate Media.
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información aportada por los artistas y expertos en la materia.
Destacamos el proyecto “La exposición expandida”3 idea
original de Montaña Hurtado Muñoz quien, junto con otras
curadoras, desarrollan un proyecto expositivo alojado en la web.
La finalidad es crear una muestra digital en la que las distintas
salas de exposición son blogs virtuales. Cada uno de ellos con un
discurso expositivo y un hilo conductor: la ciudad.
La web 2.0 y las redes sociales se han visto impulsadas por el
gran desarrollo y popularización de la telefonía móvil y el uso de
smartphones. Con la llegada de la web móvil se ha
experimentado un cambio en el uso de Internet. El teléfono
permite a los usuarios asiduos de estas herramientas 2.0
mantener una comunicación constante y permanente. La función
multitarea y el acceso a Internet han generado la producción de
multitud de aplicaciones para adaptar los recursos en red y redes
sociales al soporte móvil. Asimismo, ha motivado la creación de
aplicaciones exclusivas para smartphones como juegos, sistema
de comunicación móvil, ya sea a través del texto escrito o por
voz.
Al igual que ha sucedido con el desarrollo de la web 2.0, las
instituciones culturales y museísticas han utilizado telefonía
móvil como una herramienta de comunicación con sus
visitantes. El desarrollo de aplicaciones ha permitido la creación
de contenidos multimedia
como guías de consulta de
exposiciones, enlaces web o podscast. La telefonía móvil y la
realidad aumentada proporcionan a los visitantes de los
yacimientos arqueológicos información sobre la localización y las
características de elementos patrimoniales.
Por último, las redes sociales abren un espacio
a la
comunicación e interacción directa entre artistas, instituciones,
investigadores e interesados en patrimonio y arte. Facilitan su
difusión y la generación de ideas y reflexiones conjuntas.
(OJEDA, 2009). Multitud de instituciones y artistas disponen de
un perfil, tanto personal como institucional, en diferentes redes
sociales como Twister, Facebook o Linkedin, esta última
desarrollada con la finalidad de conectar perfiles profesionales.
Conscientes de la importancia de las redes sociales, el máster
eMus tiene presencia en Facebook y Twitter, redes que facilitan
su difusión y además permiten una comunicación entre
diferentes instituciones museísticas y expertos en patrimonio,
creando un lugar de encuentro entre la formación de expertos y
su práctica laboral.
3
http://laexposicionexpandida.net/
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4. El Master eMus en la web 2.0
La consideración de la Red como espacio social influye en la
metodología de enseñanza aprendizaje. La evolución de la web y
las herramientas de comunicación han permitido la innovación
en la enseñanza online. Asimismo, el desarrollo de plataformas
educativas virtuales y de herramientas de comunicación,
promueven nuevas formas de aprendizaje donde el alumnado
está generando formas de relacionarse con la información, más
activas, significativas, colaborativas, constructivas y sociales.
(HERVÁS et al., 2011). La web 2.0 permite que sean los propios
estudiantes quienes elaboren y compartan los contenidos y las
actividades que serán el núcleo de su proceso de aprendizaje. En
el caso del máster eMus, se ha trabajado con la plataforma de
software libre Sakai cuyas herramientas facilitan el aprendizaje
colaborativo gracias a
la participación de estudiantes,
profesorado, tutores y coordinadores. Todos ellos forman un
entramado de recursos personales que se comunican, colaboran
y participan en actividades comunes gracias a herramientas
sincrónicas y asincrónicas como los foros, la mensajería
instantánea o la videoconferencia (HERVÁS et al., 2011).
Además, este título está destinado a un amplio perfil de
estudiantes, dado el carácter multidisciplinar de su plan de
estudios, elaborado con la finalidad de investigar sobre el
patrimonio desde diferentes y complementarias disciplinas.
“Patrimonio integral e identidad”, “Paisaje y patrimonio” o
“Contribuciones de la investigación en patrimonio integral e
identidad”, son algunas de las asignaturas del máster en las que
la arqueología del paisaje, por ejemplo, ayuda a los estudiantes a
su interpretación a través de los objetos arqueológicos que lo
concretan, favoreciendo el conocimiento de las formas de vida
de las sociedades del pasado insertas en el territorio. Asimismo,
el conocimiento de las técnicas y disciplinas como la
geoarqueología, la arqueología aérea o la arqueología de la
percepción facilita la profundización del conocimiento adquirido
por los estudiantes.
Como ya se ha dicho anteriormente este máster online ofrece
gran variedad de posibilidades desde distintas perspectivas de
comunicación. En cada asignatura se utilizan herramientas y
recursos multimedia que facilitan la interactividad en el proceso
de enseñanza aprendizaje.
El tipo de agrupamiento de los estudiantes difiere según el tipo
de actividad. Los estudiantes trabajan individualmente, en grupos
reducidos y en gran grupo. Las tareas de gran grupo tienen
como finalidad dotar de contenidos contextuales, información
general y facilitar una comunicación fluida y abierta entre el
63
profesorado y los estudiantes. Las herramientas del Aula Virtual
que más se utilizan para el aprendizaje en gran grupo son los
denominados contenidos, recursos, anuncios, videoconferencia y
chat.
Para facilitar la comunicación y el debate enriquecido con la
participación activa de los estudiantes en grupos reducidos se
utilizan los foros y la Wiki. Para una relación individual con los
estudiantes la mejor herramienta es la tutoría virtual o los
mensajes instantáneos.
Los contenidos en cada una de las asignaturas se estructuran a
partir de una guía de contenidos y recursos complementarios
que ofrece a los estudiantes una síntesis de la asignatura y en la
que se incluyen hipertextos para ampliar la información, enlaces
directos a webs relacionadas con el tema tratado, podcast e
imágenes. Cada asignatura tiene en la herramienta recursos un
repositorio para organizar todos los contenidos del curso, incluir
bibliografía más extensa y contenidos adicionales.
El chat y la videoconferencia son las dos herramientas del
máster que se utilizan cuando lo que se pretende es una
comunicación bidireccional y directa para conseguir una
respuesta instantánea del tutor y los compañeros.
La videoconferencia es una herramienta muy versátil que
facilita la comunicación bidireccional, con todos los miembros
del grupo simultáneamente, en grupos reducidos o
individualmente. Asimismo, permite establecer una relación más
próxima y fluida, generando un amplio debate que aclara dudas y
concreta la finalidad de cada actividad. Realizada siempre que
los estudiantes lo necesitan y durante los primeros días de cada
asignatura, la videoconferencia le sirve al alumnado para exponer
sus dudas sobre contenidos y tareas, intercambiar ideas, sugerir
propuestas para la resolución de problemas y concretar
respuestas instantáneas de su tutor y del propio grupo.
En el máster, los estudiantes han construido su propia
comunidad en torno a la herramienta del chat, lugar donde
pueden compartir sus puntos de vista sobre las actividades o
incluso dar apoyo a los compañeros. En este espacio de
comunicación desinhibida los estudiantes se expresan libremente
entre ellos por iniciativa propia, se conocen, resuelven dudas
conjuntamente y valoran el desarrollo de cada asignatura. El
equipo docente tiene acceso a esas conversaciones, los
estudiantes mantienen sus debates abiertos y la frescura de sus
aportaciones no disminuye.
La herramienta anuncios es fundamental para enviar noticias a
toda la comunidad educativa del máster en el Aula Virtual. Su
finalidad es informar. No permite la comunicación bidireccional.
La coordinación del máster, los tutores o los coordinadores de
cada asignatura envían desde aquí información general sobre el
máster para todo el grupo y también es posible dirigir anuncios
solamente a los alumnos de cada una de las asignaturas
(obligatorias u optativas). Además en este espacio los estudiantes
reciben la bienvenida al máster y la presentación que sus tutores
hacen de sí mismos y de los contenidos de las materias.
Es importante destacar la importancia que tiene en este proceso
de construcción compartida de conocimientos la tutoría virtual.
Sobre ella se fundamentan los procesos de enseñanza
aprendizaje caracterizados por la promoción de un conocimiento
intuitivo, constructivo, creativo y crítico. El sistema tutorial es
esencial en la formación online. La calidad con la que el
profesor-tutor desarrolla su función tutorial es importante para
que los estudiantes adquieran las competencias previstas y logren
sus objetivos. La diversidad del alumnado4 en el e-learning
requiere un contexto en el que se facilite la interacción, la
flexibilidad, la apertura y la comunicación inmediata. En la
enseñanza virtual, el tutor es el que proporciona
retroalimentación a los estudiantes sobre sus procesos
educativos, debe tener capacidad para motivar a cada estudiante
acompañándolo en todo momento, facilita el acceso a la
información y a la comunicación interactiva, aporta recursos
complementarios y de ampliación. La interacción profesorestudiante-contenidos implica atender, dinamizar, socializar y
aprender en colaboración.
En los foros se generan los debates propuestos en cada
actividad, los estudiantes exponen sus reflexiones y el tutor
realiza un análisis del trabajo individual, plantea propuestas de
mejora y, finalmente, sintetiza las conclusiones elaboradas entre
el grupo. Los foros promueven la reflexión y la creación de
conocimiento conjunto sobre un tema propuesto gracias a la
lluvia de ideas que se produce con las reflexiones de cada uno de
los estudiantes.
Finalmente, la herramienta mensajes privados se utiliza
principalmente para la comunicación entre el tutor y los
estudiantes. Los mensajes privados permiten una comunicación
personalizada con cada uno de los miembros del grupo.
Una de las innovaciones y mejoras del máster eMus es la
implantación de nuevas herramientas de comunicación, entre
ellas la Wiki, esta facilita el aprendizaje colaborativo, abre un
4
El perfil de los destinatarios de este máster es muy amplio,
véase:http://www.um.es/educacionymuseos/alumnado/
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espacio de comunicación entre el alumnado donde cada
estudiante aporta sus ideas e informaciones sobre un tema
concreto, creándose de forma conjunta un texto único. Esta
herramienta no propicia el debate sino que todo el alumnado va
modificando un mismo documento.
Para finalizar coincidimos con quienes afirman que la web 2.0 ha
supuesto la aparición de muchos y variados modelos,
herramientas y formas de hacer en la Red que afectan a los
procesos de aprendizaje. La web ha dejado de ser un lugar donde
leer y se ha convertido en un espacio para escribir. Se trata de un
aprendizaje activo centrado en la práctica (CASAMAYOR et al.
2008).
Bibliografía
BURTON, Jane (2012): “Innovación y contenidos en la web del museo”. II encuentro sobre redes sociales en Museos y centros de arte contemporáneo. Museo de
Arte Contemporaneo de Castilla León (MUSAC), 11 mayo (en video). http://musac.es/index.php?ref=142400
CASAMAYOR, Gregorio (Coord.) (2008): La formación on-line. Una mirada integral sobre el e-learning, b-learning. Barcelona: Graó.
CEBRIÁN, Mariano (2008): “La Web 2.0 como red social de comunicación e información”. En revista: Estudios sobre el mensaje periodístico, nº 14, pp.
345-461. http://www.ucm.es/info/emp/Numer_14/Sum/4-04.pdf
CEBRIÁN, Mariano et al. (2007): Blogs y periodismo en Internet. Madrid: Fragua.
ECHEVERRÍA, Javier (2000): Un mundo virtual. Barcelona: Debolsillo.
FONTAL, Olaia (2004): “Museos de arte y tics: usos, tipologías, ejemplos y derivaciones”. En Formación de la ciudadanía: las TICs y los nuevos problemas.
En Simposio XV Internacional de Didáctica de las Ciencias Sociales. Alicante, 30, 31 de marzo, 1,2, abril.
GÓMEZ, Mª Soledad (2010): “Museos&red. Estadísticas”. En mediamusea: http://mediamusea.com/
HERVAS, et al. (2011): “Diseño y desarrollo de materiales interactivos y multimedia en el Máster Universitario Educación y Museos: Patrimonio, Identidad y
Mediación Cultural (eMus)”. Congreso Internacional de innovación docente. Cartagena, 6 al 8 Julio (en papel).
HERVAS, et al. (2011): “Master’s negree and PhD program in Education and Museums: Heritage, Identity and Cultural Meditation. En Conference on
Education and New Learning Technologies (EDULEARN11) Barcelona, 4-6 julio, (en papel).
LLADÓ, Magali et al. (2010): “La interactividad y la web”. En Joan Santacana et. al. (Coord.) Manual de museografía interactiva. Gijón: Trea, pp.
337-368.
LAUZIRIKA, A. (2003): “Arte en Internet”. En espacios artísticos y educación. Encuentros de arte y cultura. Bilbao: UPV-EHU/BCU, pp. 15-16.
OJEDA, Carlos (2009): “Museo y web social: formas de plantearse una relación” En NeoMuseos: http://neomuseos.wordpress.com/
RIVERO, Mª Pilar (2010): “Cibermuseología interactiva on-line”. En Joan Santacana et. al. (Coord.) Manual de museografía interactiva. Gijón: Trea,
pp. 369-390.
UNESCO (2003): “Charter on the Preservation of Digital Heritage”, en: http://unesdoc.unesco.org/images/0013/001331/133171e.pdf#page=80.
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Serious games para la puesta en valor de la cultura.
Un caso práctico: SUM
Jon Arambarri Basañez, Leire Armentia Lasuen y Unai Baeza Santamaría
Virtualware. Bilbao, España.
Resumen
Los videojuegos y los Serious Games comparten la tecnología, pero sus objetivos y usos son totalmente distintos. Trabajar objetivos y adquirir competencias para la
vida, incitar a cooperar con los demás… en definitiva todas las premisas que persiguen los videojuegos serios como una herramienta inmejorable para poner la
cultura en manos de la sociedad haciendo uso de las Tecnologías de la Información y la Comunicación.
A continuación vamos a presentar el caso práctico Sum, un serious game on-line que tiene como objetivo dar a conocer la cultura de España como una cultura
global surgida de la unión de los acontecimientos históricos que han sucedido a lo largo de su geografía.
Palabras Clave: Videojuego Serio, Videojuego, Gamificación, Realidad Virtual, On-Line
Abstract
Although video games and serious games are based on similar technologies, their uses and purposes are completely different. Some examples of what serious games
are designed for include achieving objectives, acquiring complex life skills and promoting cooperation at work. The main goal of a serious game is to make culture
accessible to everyone using Information and Communication Technologies.
This paper will present the case study of Sum, an on-line serious game which aims to promote Spanish culture as a global culture that has been directly influenced
by the historical events that have taken place in the past throughout the country.
Key words: SERIOUS GAME, VIDEOGAME, GAMIFICATION, VIRTUAL REALITY, ON-LINE
1. Los Serious Games
Los videojuegos y los Serious Games comparten la tecnología,
pero sus objetivos y usos son totalmente distintos. Según el
último informe de ADESE (Asociación Española de
Distribuidores y Editores de Software de Entretenimiento),
España se sitúa como el cuarto país europeo más importante en
venta de videojuegos y el sexto a nivel mundial (ADESE, 2012).
A pesar de que aún existen ciertas reticencias en determinados
ámbitos de la sociedad respecto al uso de videojuegos y medios
digitales, cada vez son más palpables los valores positivos de
estas aplicaciones y de las ventajas que suponen su utilización.
Y es que Las tecnologías desarrolladas para llevar a la pantalla un
escenario interactivo y el conocimiento técnico asociado con la
narrativa del juego, son cada vez más utilizados para la
capacitación y transmisión de conocimientos.
2. ¿Por qué serious games y cultura?
“Los ordenadores y los videojuegos no son tan malos como se
dice” Marc Prensky, especialista en videojuegos y aprendizaje
(PRENSKY, 2005).
Figura 1. Lanian - Serious Game de emprendizaje.
Un Serious Game debe cumplir las siguientes características:
trabajar objetivos y adquirir competencias para la vida, adaptados
a las necesidades de la nueva generación de estudiantes, mostrar
ejemplos que son difíciles de enseñar en la vida real,
proporcionar alegría y placer, tener un objetivo (motivación),
incitar a cooperar con los demás, agudizar la creatividad,
recompensar los logros conseguidos y ser inmersivo (FELICIA,
2009).
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Estas premisas se presentan como una herramienta inmejorable
para poner la cultura en manos de la sociedad haciendo uso de
las TIC.
desarrollo de la vida de los españoles (desde el megalitismo hasta
la actualidad) y la música.
El proyecto ha sido cofinanciado por el Ministerio de Cultura y
Virtualware y ha sido recientemente publicado (febrero 2.012),
accesible on-line desde el portal http://www.geugames.com.
3. Storyboard y objetivos del proyecto
“Sum qui sum” es una historia gráfica en la que los jugadores
tendrán que recuperar la identidad cultural de un pueblo.
Figura 2. La educación y la cultura tuvieron un peso importante en el 1º
Congreso Internacional Fun & Serious Game Festival (Bilbao, 2012).
Combinando las habilidades de los cuatro protagonistas (Adiba,
Iris, Alvaro y Jai), con la ayuda de una pluma, un diario y el
apoyo de los personajes secundarios, deberán recoger todos los
objetos, recorrer todas las pantallas y descubrir los mensajes
necesarios para recuperar la identidad de su pueblo.
Los serious games ya están demostrando su utilidad y ventajas en
muchos de los ámbitos a los que se dirigen, entre ellos la puesta
en valor del patrimonio.
3. Un caso práctico: Sum
Sum es un videojuego serio on-line que tiene como objetivo dar
a conocer la cultura de España como una cultura global surgida
de la unión de los acontecimientos históricos que han sucedido a
lo largo de su geografía.
La pérdida de la memoria cultural es hilo que conduce la historia,
siendo el propio jugador el responsable de reconocer y devolver
a los diversos elementos culturales a su lugar y época, tejiendo de
esta manera los caminos de la cultura de España.
Figura 4. El usuario interactúa con los personajes que se encuentra para ir
resolviendo enigmas.
Para ello, tendrán que resolver enigmas relacionados con la
historia de España, visitarán lugares de interés cultural y
descubrirán obras de arte, textos, música, inventos, idiomas y
tradiciones que forman parte de la cultura actual y se han forjado
y han evolucionado a lo largo de la historia.En la historia se
mezclarán arte con ciencia, literatura con música y personajes y
tendencias actuales con las pasadas.
4. Sum y patrimonio arqueológico: los dólmenes
de Gorafe
Figura 3. Avatar se encuentra en el 1º escenario a Picasso “pintando” un
cuadro que no le pertenece.
En el juego destacan 3 lugares o niveles, en los que se dan a
conocer personajes de la cultura de España (Picasso, Don
Quijote de la Mancha, Manuela Malasaña y Félix Rodríguez de la
Fuente), fragmentos de trabajos de Rubén Darío, Cervantes,
Velázquez etc.), y características de la cultura como la influencia
del árabe en el castellano, la importancia de la ciencia para el
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En este contexto es protagonista el escenario de Gorafe. El
jugador podrá navegar y explorar el poblado del Neolítico final
del valle del río Gor en busca de herramientas y apoyo para
construir el gran gigante de piedra.
En la ribera encontrará los materiales necesarios para el
transporte de las rocas. Combinando materiales conseguirán
crear palas para preparar el terreno, e interactuando con los
personajes de la época y ayudándoles en sus quehaceres diarios
conseguirán la ayuda para levantar el dolmen.
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Todo ello en 3D y de manera interactiva para conseguir que Don
Quijote de la mancha recuerde quien es y dónde podrá encontrar
a su amada Dulcinea.
Es destacable que el informe Horizon (NEW MEDIA
CONSORTIUM, 2011), referencia internacional para la
identificación de necesidades y tendencias en el mundo
educativo, define como una de las tendencias a corto plazo el
uso de aplicaciones móviles en el mundo educativo.
El Game play learning (aprendizaje basado en juegos) y la
realidad aumentada (RA), a medio plazo, se identifican como las
principales vías de innovación en el mundo educativo en un
plazo de 2 a 3 años. El desarrollo del serious game, la versión
multiplataforma (para Smart phones-móviles-, tablets y PCs) y la
tecnología RA permite hacer frente a estas necesidades,
aportando antes de lo previsto las soluciones que se han
identificado necesarias para la difusión de conocimientos y
competencias en los jóvenes en edad escolar.
Figura 5. Poblado neolítico de escenario de SUM.
Alineado con esto, el proyecto presentado, accesible para PC y
MAC de manera on-line así como para dispositivos móviles
Android, se presenta recientemente publicado como una
ilusionante apuesta estratégica del impulso de los serious games
como herramienta divulgativa del patrimonio histórico y cultural.
5. Conclusiones
Las nuevas tecnologías están irrumpiendo en el ámbito del
patrimonio arqueológico, histórico y cultural como instrumentos
de transmisión del conocimiento. En este contexto, los serious
games nos brindan una magnífica oportunidad de difundir
nuestro legado cultural de una manera muy diferente, haciendo
más fácil el acceso a toda la sociedad, empezando desde los más
jóvenes.
Agradecimientos
Agradecemos la implicación en el trabajo tanto al equipo de desarrollo de Virtualware, que ha puesto un especial empeño en diseñar la
mejor solución para poner en marcha el videojuego on-line.
Bibliografía
ADESE - ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE DISTRIBUIDORES Y EDITORES DE SOFTWARE DE ENTRETENIMIENTO
(2012): “El consumo en el sector del videojuego se situó en 980 millones de euros en 2011” [online]
http://www.adese.es/index.php?option=com_content&view=article&id=85:el-consumo-en-el-sector-del-videojuego-se-situo-en-980-millones-de-euros-en2011&catid=0:adese.
FELICIA, PATRICK (2009): “Videojuegos en el aula: manual para docentes”, [online] http://games.eun.org/upload/GIS_HANDBOOK_ES.pdf.
EUROPEAN SCHOOLNET. Bruselas.
NEW MEDIA CONSORTIUM (2011): “Horizon Report 2011”, [online] http://www.nmc.org/pdf/2011-Horizon-Report.pdf
PRENSKY, MARC (2005): “Don’t Bother Me Mom—I’m Learning!”. Paragon House. EEUU.
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“Matera: tales of a city” project:
an original multiplatform guide on mobile devices
Eva Pietroni
Abstract
Matera città Narrata is a project coordinated by CNR ITABC and financed by the Agency of Tourist Promotion of Basilicata region, aimed at the creation of a
digital platform able to support the public before and during the visit of Matera (World Heritage since 1993), providing cultural contents by multiple
communicative formats and access possibilities. The main components of the project are: 1) the web site, accessible in remote and adapted also from smartphone, 2)
cultural contents and applications for mobile devices (old style mobile phone, smartphone, iPad) with different operative systems. Every user can reach cultural
contents in a simple way, choosing the communicative format he prefers and supported by the technology he owns. In this paper we'll describe, more in detail, the
applications developed.
Keywords: MULTIMEDIA GUIDE, MOBILE TECHNOLOGIES, MULTIPLATFORM SYSTEM, STORYTELLING,
USABILITY, INCLUSIVITY, 3D RECONSTRUCTIONS.
Resumen
Matera città Narrata es un proyecto coordinado por el CNR ITABC y financiado por la Agencia de Promoción Turística de la región de Basilicata, dirigido a la
creación de una plataforma digital capaz de guiar al público antes y durante la visita a la ciudad de Matera (Patrimonio de la Humanidad desde 1993),
proporcionando contenidos culturales en múltiples formatos de comunicación y posibilidades de acceso. Los componentes principales del proyecto son el primer lugar
el sitio web, accesible y adaptado también a smartphone, y, en segundo término los contenidos culturales y las aplicaciones para dispositivos móviles (teléfono móvil
convencional, smartphone, iPad) con diferentes sistemas operativos. Cada usuario puede llegar a los contenidos culturales de una manera sencilla, elegir el formato
de comunicación que prefiera en función de la tecnología que posee. En este artículo se describen, más en detalle, las aplicaciones desarrolladas.
Palabras clave: GUÍA MULTIMEDIA, TECNOLOGÍAS MÓVILES, SISTEMA MULTIPLATAFORMA,
NARRACIÓN, USABILIDAD, INCLUSIÓN, RECONSTRUCCIONES 3D.
1. Matera, an uninterrupted continuity
“Matera: città narrata” (Matera: Tales of a City) is a project
developed by the ITABC – CNR in collaboration with public
and private organizations and supported by APT Basilicata (the
tourist agency for regional promotion).
Matera (World Heritage since 1993), is an extraordinary place in
South Italy, where the human presence can be perceived in its
uninterrupted continuity best than everywhere,
from 12.000
years ago until today. The morphology of the environment
characterized by thousands of natural caves, allowed men and
women to be hosted and protected (LAUREANO, 1993),
developing very particular kind of civilization in accordance with
the rupestrian habitat. Matera seems an enormous sculpture
excavated in the rock, the symbiosis between nature and urban
environment is total. The city has gained international fame for
its ancient town, the "Sassi", houses dug into the calcareous
rock, which is characteristic of Basilicata and Puglia. Many of
these "houses" are really only caverns, and the streets in some
parts of the Sassi often are located on the rooftops of other
houses. The ancient town grew in height on one slope of the
“Gravina”, a canyon created by a river that is now a small
stream. Because of the very bad condition of life, in the 1950s,
the italian government forcefully relocated most of the
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population of the Sassi to areas of the developing modern city.
Until the late 1980s this was considered an area of poverty, since
these houses were, and in many areas still are, mostly unlivable.
Current local administration, however, has become more
tourism-oriented, and has promoted the re-generation of the
Sassi with the aid of the European Union, the government,
UNESCO, and cinema industries (as many famous movies were
realized in this scenario, from Pasolini to Mel Gibson). Now
many Sassi have been restored and re-occupied for touristic and
craft activities or for living.
2. Matera tales of a city project: aims and target
The overall objective of the project is the realization of an
integrated, multidisciplinary and multidimensional network of
virtual heritage that connects ideally, places, times, authors, users,
the real world and virtual dimensions. The main target of the
project are tourists and occasional visitors. Today the visit of
Matera is usually included in wider package tours (from the
Adriatic and Ionic coasts) and generally people visiting this place
remain just few hours or one day, an insufficient time to be able
to enjoy and understand the place and its extraordinary cultural
heritage. Given this situation, the final purpose of the project is
69
to encourage tourists and families to spend a longer time in the
town and in its territory through an improved cultural offer.
The general design of the system, the organization of cultural
contents, the choice of itineraries, sites, communicative formats
were prepared by an accurate and fundamental monitoring
activity of tourists' preference, provenance, alphabetization and
condition.
The core of the work consists in a digital platform containing
multimedia, virtual reality, storytelling contents aimed to support
the cultural experience of people who are visiting the town or
are going to. Such contents, living in a website, can be accessed
through your mobile device (cell phone, smart phone, computer)
using the phone network or a wi-fi connection. The
communicative approach is
completely differently from
traditional guides. In fact it does not describe or inspect
monuments just mentioning who made them and when; it tells
the stories that took place in ancient sites, real fragments of life,
myths, characters, memories. The system thus consists of two
parts and two modes of use in order to simplify and promote
maximum access and use:
the multimedia website
the material for portable systems (telephone, smartphone,
devices, laptops, tablet..) with different Operative systems.
The technology is used to the minimum necessary for the
purposes to be achieved and in the simplest version available for
the various functionalities, according to the urser's need and
abilities; cultural content and services are given for free.
Images, sounds, 3D reconstructions, movies concerning a
specific historical site rather than gastronomy or local crafts, try
to involve the user in an emotional dimension.
The web site has a vital role, both for the preliminary planning
of the visit and during the visit itself.
The web site (http://www.materacittanarrata.it) has been developed
in Flash but with a back-end structure allowing people with
proper rights to add new contents or new graphic items very
quickly and simply. On the site the user can explore itineraries,
sites, personal stories, 3d reconstructions of the city and its
landscape through nine different chronological phases; he can
also download content to his phone or laptop (.pdf documents,
movies, .mp3 audio files, applications), useful during the
successive visit to the sites.
Figure 1: matera città narrata web site for smartphone
He can also download a stand alone application if he owns a
smartphone, in order to avoid to connect to the internet in the
successive steps of the visit.
On the contrary, if he has not the internet connection, he can
call the toll free number indicated on the sign. In this case a
synthetic voice (IVR, Interactive Voice Response) will answer
asking to choose the preferred language (Italian, English,
German); after it will ask the monument ID and finally if the
user's preference is for an audio guide (2-3 minutes) or an MMS
(multimedia message, 30-40 seconds and 5 images). After this
third choice the proper content will be sent.
The “Guide” Mode is optimal when the user accesses the
website from home, school or every other static base and he
finds cultural contents organized in thematic itineraries or more
structured sections; he can explore or download them in
different formats in order to use these materials while the real
visit of Matera.
2. Contents
The web site has been developed also in HTML and declined
also to be accesses from smartphone.
In the following part of the paragraph we are going to explain
the main sections of the application.
From the begin a fundamental issue of the project has been the
“transparency” of the technological infrastructure: solidity and
stability of the system are a “must” but also facility for public to
use technology and to access to cultural contents. These ones
can automatically fit to personal mobile devices (technological
profiling), in order to include, as potential target, all the
categories of people.
Fly on the territory:
The contents can be accesses in several ways.
The “Database” Mode is optimal while moving through the site:
the visitor stops in front of a monument and finds a sign with its
name and ID, together with an internet website and a toll free
number. He has many possibilities. If he can connect to the
internet (the place is in a wi-fi area or he uses his own charges
profile) he can access to the web site and, keying in the ID, he
reaches information about the monument and other related
contents (fig.1).
This section aims to the real time 3D exploration of the territory
all around Matera. It is an “holistic” vision of the context where
the user has the possibility to visualize and locate the main
typologies of cultural heritage present in the area (fig. 2).
In fact the rupestrian civilization is not only referred to the
central historical neighborhoods of the town but also to the
territory of the Rupestrian Churches Park all around, including
thousands of prehistorical, neolithic, medieval
sites
(FONSECA, 1978). The 3D reconstruction of the context is
based on a GIS project, where all the data are geo-referred and
integrated. The DEM was generated from topographical surveys
with different resolutions: 1:10.000, 1:2.000, 1:500 (thanks to
Ufficio Sassi of Matera) and its final resolution is 2 mt, to be
managed with many LODs (level of details) because for the real
time visualization in iPad 1st generation we need to limit the
Diciembre 2012
70
calculation to 20-25.000 polygons. The 3D geometry, divided in
many tiles according to the level of detail adopted, was mapped
with Quickbird satellite photos (80 cm resolution), and with an
IGM map where it is easier lo locate and identify all the
topographical themes. The virtual exploration is controlled by a
very particular third person camera: moving and tiping the iPad
the user must guide a Lesser Kestrel (a typical little hawk living
of Basilicata) flying all over the territory; it can lose or gain
altitude and speed, turn left and right acting the proper
animations. Even if the user decides the direction to apply to his
movement, the bird keeps a certain degree of autonomy. The
camera has not a rigid constrain and a fixed distance from the
avatar-hawk but a flexible behavior and this solution produces a
very nice effect.
The passing of the time:
The section is dedicated to the evolution of the landscape and of
the urban context of Matera through the time. This evolution
process is described and shown through video clips based on 3D
rendering showing the context in eight different ages: the
emersion of lands from the sea more than two million years ago
(TROPEANO, 2003), the terrain and “gravina” formation, the
birth of the first Neolithic entrenched settlements (5000-4000
b.C.), the diffusion of the life in the caves, the construction of
the “built” and fortified space in the Middle Ages, the expansion
from the Civitas to Sassi suburbs, from Sassi to the planar area
where the modern and contemporary city developed (GATTINI,
1882; VOLPE, 1818;
FONSECA, DEMETRIO,
GUADAGNO, 1999; DEMETRIO, 2009). The 3D rendering
are supported and combined with historical documentation,
iconography, literary citations; a critical info-graphic apparatus
was also elaborated in order to highlight, on the actual images of
the town, the
interpretation process followed and the
correspondences between the 3D reconstructions of the past
and what is still visible today.
Views through the time:
The 3D reconstructions of the past chronological phases have
been used in this section in order to create an experience of
“augmented reality” (GIBSON, 1979; FORTE, 2008;
CAMERON & KENDERDINE, 2007).
Figure 2. Ipad application: real time exploration of the territory
The user can modify the textures of the territory choosing the
map or the satellite image, he can also visualize some thematic
layers, as 3D icons located on the landscape: prehistorical sites,
rupestrian churches, shepherd's settlements, manor farms, new
urban quarters, towns near Matera and so on. Some of these
icons are interactive and let the user access to more detailed
information about specific sites.
The GiS project integrates also data connected with the
reconstruction of the potential ancient landscape of Matera
(FORTE, 2008) (vegetation and soils maps, geological and
paleobotanic data, thanks to the Park authority and HSH
company) that we propose in another section of the application.
Guide:
As mentioned before our goal wasn't to create a guide following
the traditional descriptive approach of monuments and sites.
The places we meet are occasions to tell stories, fragments of
real life, memories, events, legends, through the voices of
characters lived in different times – counts, knights, saints,
governors, chroniclers, historians, archaeologists, artists, farmers,
abbesses - and following a progression where many cultures and
building techniques meet and cross each other. Each place/story
is told through a slide-show and an audio comment, a not heavy
format in terms of resources but efficacious from a
communicative point of view (if the user is in front of the real
place he doesn't need an oversized multimedia format). The sites
can be accessed directly from a map or following thematic
itineraries (there are four, two in the Sassi neighborhood, one up
to the Civita and one in the territory outside Matera, along the
Gravina).
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The views through the time, in fact, are views on the urban and/or
natural urban landscape that can be observed in their process of
historical evolution and transformation. Six main views
(indicated on the map with orange icons) are panoramas in 3D
reconstructed in eight chronological phases, from 2 million
years ago until today. In each of them the actual image and the
3D reconstructions of the past are perfectly overlapping and it is
possible to perceive and understand the whole chronological
progression. A cursor allows to modify the transparency of the
levels in order to have more possibilities of comparisons and
analysis (fig. 3a - 3b).
Other views consist in historical images taken inside the Sassi
areas (blue icons on the map, fig.4). Every couple of images
shows the life and the places before and after the depopulation
of 1950s or their successive restoration (fig. 5)
Witnesses:
Many people living in Matera supported our project: they
described places and events in the light of their memories,
encounters, visions, works, life experiences. The space become
place: a new identity emerges, a new “speaking” portrait of the
town, after that one, very famous, by Carlo Levi, "Lucania
1961", today preserved in the National Museum of Medieval
and Modern Art in Palazzo Lanfranchi. In our application these
witnesses are fixed in video clips, each one two- three minutes
long.
3. Conclusions
The project introduces a new approach in the re- qualification
and valorisation of the cultural landscape of Matera
(archaeological, historical, artistic, natural contexts), focusing not
only on the most important sites but on the diffused cultural
heritage. The main idea is to provide people a system able to
support the visit experience before it begins and while it is in
71
progress through a variety of communicative formats. These
contents are resident in a web site and can be accessed also
through many kinds of mobile device with different operative
systems, using a free wi-fi (the wi-fi hardware infrastructure has
been created within the project in the historical centre of the
city) or a telephone connection. We didn't want to confuse the
instruments (new technologies subjected to fast obsolescence)
with the final purpose: cultural dissemination, innovative models
for the Cultural heritage fruition. For this reason we decided to
invest mainly on the capitalization of the intangible heritage, in
order to strengthen the unicity of this territory.
Figure 4. The interactive map with the views through the time indicated
with orange and blue icons.
Figure 5. Historical photos taken from the same point of view, showing
people living inside the Sassi neighbourhoods before 1950s and the same
place after the depopulation.
Progress.
Figure 3a – 3b: . Interactive panorama, from the “Belvedere della
Murgia”: the first image refers to the end of the IXX century, the second one
to the Neolithic age (5000-4000 B.C.). Ipad application developed in
Unity 3D.
For the first time Matera and its evolution through the time has
been represented in 3D thanks to an imposing work of data
collection, interpretative study and computer graphic. The 3D
reconstruction of the context enables to appreciate the town in a
wide visual field. Our goal was to give the idea of Matera as a
unitary object and not as a combination of different particles.
We wanted to represent the town as a unique body, evolving
stage by stage (fig. 6).
The project has been concluded from a technical point of view
and the applications are already available in the web. The
evaluation on public is in
Figure 6. Virtual reconstruction of Matera during the Renaissance, realized
in 3D Studio Max and Vue (Raffaele Carlani, Stefano Borghini, CNR
ITABC)
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Acknowledgements
My acknowledgements to APT Basilicata for supporting the project, Francesco Antinucci from CNR-ISTC for the scientific coordination
of the storytelling, the Superintendency for Architectonic and Environmental Heritage of Basilicata Region together with Francesca
Sogliani and Dimitris Roubis from CNR IBAM for the historical support, the members of the scientific committee of the project, our
colleagues from CNR ITABC that collaborated to the creation of cultural contents: Stefano Borghini and Raffaele Carlani, Nicola
Montesano, Claudio Rufa, Bartolomeo Trabassi, Sofia Pescarin, Marco Di Ioia, Augusto Palombini, Sara Zanni, Belen Jimenez an all the
people that gave their fundamental contribute.
References
ANTINUCCI, F. (2004): Comunicare nel Museo, Laterza.
ANTINUCCI, F. (2007): Musei Virtuali, Laterza, Bari
CAMERON, F. & KENDERDINE, S. (2007): Theorizing Digital Cultural Heritage: a critical discourse, Mit Press.
DEMETRIO, R. (2009): Matera. Forma et Imago urbis, Laterza, Bari.
FONSECA, C.D., DEMETRIO, R., GUADAGNO, G. (1999): Matera, Laterza, Bari.
FONSECA, C.D. (1978): Habitat – Strutture – Territorio, Galatina.
GATTINI, G. (1882): Note storiche sulla cittˆ di Matera, Stab. Tip. Perotti, Napoli.
GIBSON, J. (1979): The Ecological Approach to Visual Perception, Lawrence Erlbaum Associates. Hillsdale NJ.
FORTE, M. ET AL. (2008): La Villa di Livia, un percorso di archeologia virtuale, Erma di Bretschneider, Roma.
LAUREANO, P. (1993): Giardini di pietra: i Sassi di matera e la civiltà mediterranea, Bollati Beringhieri, Torino.
LEVITA, M. (2008): Il castello di Melfi. Storia e architettura, Mario Adda Editore, Bari.
TROPEANO, M. (2003): Il Parco Archeologico, Storico, Naturale delle Chiese Rupestri del Materano, in “Geologia dell'Ambiente” Suppl 1/2003.
ROTA, L., CONESE, F., TOMMASELLI, M. (1990): Matera:storia di una città, BMG, Matera.
VOLPE, F.P. (1818): Memorie storiche profane e religiose sulla città di Matera, Stamperia Simoniaca, Napoli.
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The everyday-life in neanderthal times:
a full-immersive Pleistocene reconstruction for the
Casal De' Pazzi Museum (Rome)
Augusto Palombini1, Antonia Arnoldus-Huyzendveld2, Marco Di Ioia1, Patrizia Gioia3,
Carlo Persiani3, Sofia Pescarin1
1
Consiglio Nazionale delle Ricerche – Istituto per le Tecnologie Applicate ai Beni Culturali – Roma. Italy
2 Digiter s.r.l. Italy. 3 Comune di Roma – Sovraintendenza ai Beni Culturali. Italy
Resumen
El Museo de Casal De' Pazzi (Roma) se construyó hace unos diez años en un terreno pleistocénico, en el que hace aproximadamente 200.000 años se encontraba
el antiguo cauce del río Aniene. Desde su apertura, el Museo se ha caracterizado por un fuerte enfoque narrativo y comunicativo. El proyecto digital realizado por
el CNR italiano (Instituto de las Tecnologías aplicadas a Bienes Culturales) incluye tres aplicaciones: una simulación de las inundaciones, que muestra como se
anegó del antiguo lecho del río; una película de
animación por ordenador, en la que se presenta al público cómo era el antiguo hombre de Neanderthal y la vida de los elefantes antiguos, y un juego educativo, que
fomenta el aprendizaje de los niños, el Plei-sto-station, implementado mediante un sistema dinámico con pantalla de interacción táctil.
Palabras Clave: MUSEO VIRTUAL , PLEISTOCENO, NEANDERTHAL, SIMULACIÓN DE INUNDACIÓN
Abstract
The Museum of Casal De' Pazzi (Rome) is built since about ten years on a Pleistocene floor consisting in the ancient riverbed of the Aniene river, at about
200.000 bp. Since its opening, it has been characterized by a strong narrative approach, and communication effort. The digital project realized by the Italian
CNR (Institut for Technology applied to Cultural Heritage) implies three applications: a flood simulation, to show the water refilling of the ancient riverbed; a
movie in computer-graphic, to be shown to the public, explaining neanderthal man and ancient elephant's life, and an edu-game, for children's learning, the Plei-stostation, implemented by touch-screen interaction dynamics.
Key words: VIRTUAL MUSEUM, PLEISTOCENE, NEANDERTHAL, SIMULATION
1. The site and the museum
The Pleistocene Museum of Casal De' Pazzi in Rome is built on
a prehistoric floor consisting in the ancient riverbed of the
Aniene river, at about 200.000 bp (fig. 1a,b).
It is located at an altitude between 30 and 34 m a.s.l. along the
lower Aniene valley. The Aniene is one of the major tributaries
of the Tiber river, and in this area is running from east to west,
with a valley floor gently sloping down from about 19 m to 16 m
a.s.l.
The archaeological site is located in a point where the river
crossed rather resistant volcanic formations like the Tufo
lionato. On the site of the excavation the Lionato tuff layers are
slightly dipping. The portion of the river bed preserved at the
site is made up of pebbles with a clear volcanic component, and
moreover of sand and silt layers. The protruding and slightly
sloping hard tuff layers must have played a decisive role in
trapping the river’s sediment load.
More than 2000 faunal remains were discovered in the deposit:
straight-tusked elephant (Elephas antiquus), extinct aurochs,
hippopotamus, bear, rhinoceros, horse, wild boar, hyena, wolf,
fallow deer, deer, waterfowl, and also fossil leaves of a tree of the
Ulmaceae family. The remains of Elephas antiquus stroke the
imagination of people already during excavation, because of their
size and quantity: some thirty tusks were found, together with
molars, skull and basin fragments, as well as some long bones.
The human presence is also attested: in 1983 the fragment of a
human parietal bone was discovered under a tuff block;
according to the suggested chronology, this is the time when the
Neanderthals peopled Europe. Furthermore, more than 1,500
stone tools were collected, made from small pebbles, as it is
usual in this coastal part of central Italy.
The value of the deposit relies on many issues: it is exceptionally
well preserved, in the heart of the modern city; it allows to
reconstruct and depict an ancient landscape as well as identify
the animal species; it shows the presence of hunter-gatherer
human groups in the territory of Rome since early times; and it is
the only Pleistocene site to be preserved and visible today in the
lower Aniene valley
The partnership among many institutions made possible the
realization of this unusual museum. Many actions were carried
out to realize a widespread appreciation of the site.
The archaeological excavation of the 80s brought to light an area
of 1200 m2. After that, 300 were preserved under a shield of
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foamed clay, plaster and wood planks. In the following years, up
to 1995, the site was totally neglected. In 1996, the site
management was assigned to the Municipality of Rome
(Sovraintendenza ai Beni Culturali).
labs. The aim is to make the visitor interact with the
informations and also to keep his/her attention alive.
The first project for a permanent shelter, laid out in the 80s, was
aimed mainly at protecting the deposit from natural hazards and
from vandalism and envisaged a built large canopy. In the year
2000 the new building was completed, and a transparent roof
was added over the visitors path.
The deposit was then restored in 2001, in collaboration with the
Istituto Centrale per il Restauro, and the finds were replaced in
their original location.
Figure 2 . The outside appearance of the Casal De' Pazzi Museum, with
the majolica painted panels
The outside visibility of museum is provided by two large panels
of majolica tiles painted with artistic reconstructions of the
Pleistocene environment. Many ongoing activities are designed
and planned inside the framework of the close relationships
established with the urban study and research institutions. Thus
the museum has set up contacts with the nearby Rebibbia jail,
with local and city environmental associations, with primary
school pupils and large groups of university students who carry
out their internships there.
2. The digital project
The Museum is, since its origin, a valid example of didactic
approach targeted to educational purpose. More recently, a
system developed by the Institute of Technologies Applied to
Cultural Heritage of Italian CNR, has even enhanced such a
dimension, by the spectacular immersive reconstruction of a
spot of Pleistocene everyday life.
Starting from detailed studies of the geomorphological and
environmental conditions, the virtual reconstruction process led
to a highly impressive application, through the most advanced
photorealistic terrain generator software and fluid simulators.
The whole communication system implies 3 main elements.
2.1. The flood simulation
Figure 1 (a-b). The Casal De' Pazzi Museum deposit
Then, museological and museographic actions followed to these
works, based on a communication systems that uses textual,
verbal,
symbolic
and
technological
communication.
Nevertheless, in addition to the traditional forms of exhibition,
more direct communication tools were preferred, like those of
visual and / or interactive type, as well as new educational
techniques such as real and virtual reconstructions and hands-on
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One couple of projectors targeted to the deposit, aimed to show
on the Pleistocene ground, in the darkness and with an
immersive audio track, the effect of river refilling (fig.3a,b).
This reconstruction has been obtained through the most
updated algorithms for fluid dynamics and waves/splash/foam
generation. The model geometry is imported, and is interpreted
by the fluid particles as “rigid body” to impact on. Once particles
are rendered in an image sequence, on transparent alpha-channel
background, it is superimposed in post-production to the fluid
movie already rendered by Global Illumination engines,
obtaining the final result of flood simulating.
75
labs of archaeological excavation, stone flaking, use of flint tools,
etc.
Figure 3 (a-b). The flood simulation on the riverbed
2.2. The movie
A second projectors couple is targeted to the wall in front of
visitors platform, and a movie on Elephas Antiquus and
Neanderthal man's life is projected (fig.4a,b,c).
For this movie, the landscape reconstruction has been created
starting from GIS data. The reconstruction of the paleo-valley,
apart from the geological map (FUNICIELLO & GIORDANO
2008), has been performed through contour lines series at an
equidistance of 10 meters, as well as the known local distribution
of the paleolithic sites. The exact correspondence between the
real model and the virtual reconstruction allows to perform
video transitions by virtual cameras placed in the users position:
the museum platform (fig 1a). DEM's are then textured with
procedural plants and materials based both on basic software
libraries and specific pleistocene plant features (species, height,
density, seasonality, etc.); and placed according to terrain slope,
proximity to streams, chemical and geological aspects and so on,
on the basis of experts' indications. Even shores profiles and
single stones have been modelled under geologists supervision.
The Elephas Antiquus character has been created starting from
the photo-restitution of the Casal De' Pazzi Museum's elephant
teeth, through Computer-vision data post-processing in cloud
computing. The result is a hi-poly model placed in right scale in
the 3d model of elephant body (both skeleton and external
aspect have been validated by paleontologists). Then, the work
has been completed with rigging and animation operations.
Figure 4 (a-b-c). Three scenes from the movie on pleistocene life, with the
Elephas Antiquus character
2.3. The Plei-sto-station
The third creation is the so-called The Plei-sto-station: an
educational application targeted to childhood's learning,
implemented by a touch-screen interaction dynamic (fig.5a,b).
The goal of the four quests is to find the every-day life elements
in common between the upper (Pleistocene kid) and the lower
(today kid) domain, thus checking couples of objects referring to
the same functions (fruits, leaves, elephant teeth, etc.)
The next museum steps, which will be realized soon, consist in
setting up the large outdoor space with a thematic garden
exemplifying part of the Pleistocene flora. Here new spaces
equipped for hands-on labs will also be done, to carry out future
Figure 5 (a). Quests of the Plei-sto-station educational application for
children
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Figure 5 (b). Quests of the Plei-sto-station educational application for children
Acknowledgements
We want to express our thanks to the many scholars and students who worked in the site of Casal De' Pazzi since its descovering. Their
careful work has been essential for the realization of the Museum.
We also thank Lola Vico Lopez, author of the spanish abstract.
References
FUNICIELLO R., GIORDANO G. (2008): “La geologia di Roma - Dal centro storico alla periferia”. Memorie descrittive della Carta Geologica
d'Italia n. 80/2008 – Servizio Geologico Nazionale - APAT
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Computer Simulation of Multidimensional
Archaeological Artefacts
Vera Moitinho de Almeida and Juan Anton Barceló
Department of Prehistory, Universitat Autònoma de Barcelona. Spain
Resumen
El principal propósito de esta investigación consiste en comprender la(s) función(es) más probable(s) de los artefactos arqueológicos a través de un proceso de
Ingeniería Inversa. Además, intentamos proporcionar nuevos datos y, en la medida de lo posible, explicaciones, del registro arqueológico de acuerdo con lo que
sabemos de las actividades sociales y procesos de trabajo, por medio de la simulación de las potencialidades de esas acciones en términos de relaciones input-output.
Nuestro proyecto se centra en el sitio lacustre neolítico de La Draga (Banyoles, Girona). En este artículo empezamos proporcionando un resumen exhaustivo de los
procedimientos usados para capturar y procesar datos digitales 3D de diversos objetos de madera. A continuación presentamos el uso de métodos semi-automáticos
de extracción de rasgos relevantes. Finalmente, se discuten cuestiones preliminares acerca de simulación computacional.
Palabras Clave: DIGITALIZACIÓN 3D, INTELIGENCIA ARTIFICIAL, INGENIERÍA INVERSA,
SIMULACIÓN, RECONSTRUCCIÓN VIRTUAL.
Abstract
The main purpose of this ongoing research is to understand possible function(s) of archaeological artefacts through Reverse Engineering processes. In addition, we
intend to provide new data, as well as possible explications of the archaeological record according to what it expects about social activities and working processes, by
simulating the potentialities of such actions in terms of input-output relationships.
Our project focuses on the Neolithic lakeside site of La Draga (Banyoles, Catalonia). In this presentation we will begin by providing a clear overview of the major
guidelines used to capture and process 3D digital data of several wooden artefacts. Then, we shall present the use of semi-automated relevant feature extractions.
Finally, we intend to share preliminary computer simulation issues.
Key words: 3D SCAN, ARTIFICIAL INTELLIGENCE, REVERSE ENGINEERING, SIMULATION,
VIRTUAL RECONSTRUCTION.
1. Introduction
2. Multidimensional Archaeological Data
The archaeological lakeside site of La Draga is located on the
eastern shore of the Banyoles Lake (Catalonia, Spain). It was
discovered in 1990 during the construction works of the
Olympic channel and it is the first prehistoric site in a lakeside
environment found in the Iberian Peninsula. This early Neolithic
village dates from the second half of the 6th millennium cal BC.
Before proceeding with the technical procedures of three
dimensional data capturing, processing and extraction, it is
crucial to define previously what sorts of information are
archaeologically relevant to solve a specific problematic. In other
words, in which way can such data generate useful information
and how can we translate it into knowledge? These kinds of
questions are not very usual in our disciplines, and as a result,
archaeological data are insufficiently described, and historical
knowledge cannot be extracted. Even when using complex
technology as photogrammetry, 3D scan and the like,
archaeological data remain passive entities, whose descriptions
are so ambiguous that no explanation is possible. In this paper
we approach this problem distinguishing data capture from data
representation, and introducing the need of archaeological
artefacts as dynamic entities, whose description should enable
researchers and the public to “use” them in the way scientific
hypotheses suggest.
One of the aspects that make this settlement so unique is the
recovery of a vast number and variety of wooden and other
vegetable fibres objects. The contact between the archaeological
level and the water table in two of the excavated sectors enabled
the preservation of the most important collection of organic
materials finds from this period, like the remains of large
rectangular huts with oak posts, various wooden and basketry
objects and large quantities of cereal grains and animal bones.
Hence, making this settlement a very rich source of information
and contributing substantially to our knowledge of early
Neolithic settlements in the Iberian Peninsula, as well as in the
Mediterranean area [BOSCH, 2006; TARRÚS, 2008].
It is our view that the real value of archaeological data should
come from the ability to extract useful information from them.
This is only possible when all relevant information has been
captured and coded. Nevertheless, archaeologists usually tend to
only consider very basic physical properties, like size and shape.
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Sometimes, texture, that is, the visual appearance of a surface is
also taken into account, or the mineral/chemical composition.
The problem is that in most cases, such properties are not
rigorously measured and coded. They are applied as subjective
adjectives, expressed as verbal descriptions preventing other
people will use the description without having seen the object.
Instead of traditional data files, the best way to code size and
shape information, and even textural details of archaeological
objects, we suggest to use full solid models, as generated using
3D scanning and appropriate softwares. The same problem
affects the temporal and spatial location of the object. If spatial
coordinates or dates have been measured, they are neither
integrated in the same database, nor formalized as basic
properties of the historical object.
Nowadays, it is popular to discuss about cultural heritage data
semantics and “metadata”. Metadata can provide more insight
into the object, by overlaying them with increasing meaningful
information. Therefore, ease the interpretation and exchange of
the descriptive data and ensure that these are more accessible
and retrievable for digital archives and repositories. However,
the lack of 3D documentation standards lead us to follow the
3D-COFORM [3D-COFORM, 2009] recommendations and a
conjunction of scattered data fields to set out what information
to record in our archaeological dataset. In the near future we
intend to start converting this dataset to the CARARE’s
metadata schema [PAPATHEODOROU, 2012], as well as including
it in the PADICAT system [PADICAT].
Data representation must be so complex because archaeological
objects must be documented in their past functional terms. What
the current metadata lacks are structural properties, relevant for
technical and functional knowledge of physical movements that
were possible with that object given what we know about their
use in the past. There are not yet any formalized semantics for
technical and functional properties, therefore we are working
from the point of view of current research in Artificial
Intelligence and Object Recognition. Our approach to document
the functional aspects of historical objects involves applying
Reverse Engineering processes, by simulating the artefacts’
function(s) and inferring possible inherent working processes
[MOITINHO, 2011].
3. Reverse Engineering Archaeological Artefacts
3.1. 3D Surface Data Capture
Even though these artefacts have been restored and given its still
fragile nature, we used a non-contact close-range 3D structured
light scanner (SmartSCAN3D Duo System, Breukmann) to first
proceed with the capture of the three dimensional geometric
digital models and new data concerning to the individual form of
each item.
Because of the specificities of these artefacts – overall
dimensions, type of raw-material, macro-topography and desired
level of detail (as these artefacts are very fragile and made of a
perishable material, it is important for us to document them with
as much detail as possible, to avoid manipulating them further,
for cyclic monitoring and preservation, and for future
researches) – we decided to use the shortest FOV available for
this scanner, the 90 mm set of lenses, which has the highest
resolution and gives the maximum level of detail (x,y resolution:
50 µm).
Diciembre 2012
Due to logistic matters and to the short time available, after
calibrating the scanner we decided to continue only with the
point cloud capture – including their pre alignment and
alignment, to ensure that there weren´t any relevant parts of the
form missing, as well as the quality of the recorded data – at the
MACB, using the scanner’s capturing software Optocat 2009.
It is crucial to have a thorough understanding of these sequential
steps, because the final outcome depends intrinsically on all of
them. Consequently, each step’s parameters must be specially
tailored according to clear objectives previously set. Nonetheless,
the resulting geometric model is not exact. There are many
factors that limit the precision and even reliability of the 3D
geometrical data. Among them we can mention: alterations of
the original artefact in form, size, texture and colour, due to
taphonomic or post-excavation factors; the present and overall
geometry of the artefact (i.e. the macro-topography of the
object); the type of raw material and archaeological surface
finishing (e.g. wood hardened with fire); distinct surface
characteristics on a specific area (e.g. wood hardened with fire,
plus restoring product, plus natural wood surface); restoration
techniques; identification code on the artefact’s surface;
environment lightning conditions; and hardware-software issues.
3.2. 3D Surface Data Post-processing
The 3D surface data post-processing stage consists in processing
the 3D data formerly captured by the acquisition system – from
scan data cleaning, to point clouds final alignment, scans
merging and polygonal mesh generating. At the end of this stage,
we aim to obtain a 3D surface model.
As mentioned earlier, since each stage of the process depends on
the outcome of the previous ones and determines the following
ones, here again all parameters must be tailored accordingly.
Finally, the 3D surface model was ready and we were able to
carry on with feature extraction.
3.3. 3D Surface Feature Extraction
This stage consisted in extracting quantitative data from the 3D
surface model, in a way it could be decoded and understood by
the archaeologist. We used both Rapidform XO Scan 2010
(INUS Technology) and MeshLab V1.3.0 (Visual Computing
Lab, ISTI-CNR) softwares.
We used mostly MeshLab software to compute geometric data
(e.g. width, height, depth and diagonal of bounding box; mesh
volume and surface; mass and volume centres) and topological
measurements; and Rapidform to semi-automatically analyze the
curvature angles of the surface. Analyzing these curvatures
allows detecting edges and patterns, in other words possible usewear macro traces and working surfaces (Fig. 1).
These new information provide meaningful data to distinguish
one artefact from another.
3.4. Computer Simulation
The purpose of documenting historical objects is to be able to
“use” them in the same way they were used in the past.
Obviously, historical objects cannot be used in a real way,
because they must be preserved, but we can approach them in a
virtual way. Computer simulation is then a fundamental aspect
79
of heritage documentation because it allows seeing ancient
artefacts as dynamic entities and not as passive objects. Artificial
Intelligence techniques, in particular computer simulation,
permit to test different features and replicate distinct behaviours
on a specific 3D digital model of an archaeological artefact –
here described as a mathematical model that incorporates several
variables. That is to say, the use of computer simulation as an
experimentation and validation tool towards a better
understanding of archaeological artefacts, by endowing 3D
digital models with both physical and mechanical properties, and
thereafter manipulate virtually these enhanced multidimensional
models [REICHENBACH, 2003; KAMAT, 2007; PERROS, 2009].
3.4.2. Material Composition
Including mass and assigning the raw-materials’ physical
and mechanical properties to each artefact and its
components can benefit reasoning about object
functionality. In fact, these are properties that should be
included – along with, for instance, geometry, texture,
colour or weight of the raw-material – whenever describing
an artefact.
Each type of simulation analysis and material model
determines which mandatory properties’ values fields must
be filled in – i.e. mass density, tensile strength, compressive
strength, yield strength, elastic modulus, shear modulus,
material damping ratio, thermal conductivity, thermal
expansion coefficient and specific heat values.
Since we weren’t able to find neither existing material
libraries with the woods which the artefacts of our study
are made of – Taxus baccata, Buxus sempervirens, Salix sp,
Cornus and Corylus Avellana –, nor in the available
literature all the required physical and mechanical
properties’ quantitative data, the only way out was to
conduct real-world tests to obtain these values.
Figure 1. 3D digital surface model of spear (D03-JF88-3), curvature
extraction.
Given that we already have the 3D digital surface model, we can
now convert it to a 3D digital solid model, to then simulate and
analyze possible functions of each of the archaeological artefacts
initially scanned. Here we present a work in progress. For this
project we are using Solidworks Simulation Premium 2011
software (Dassault Systèmes). It provides several tools for
testing and analyzing the form, motion, function, and multiphysics of artefacts, wether they are parts or assemblies, by
setting up virtual real-world environments and operating
conditions. Before running any type of simulation tests it is
necessary to follow a few steps, to ensure best results.
3.4.1. 3D Solid Model
The objective of this step is to obtain a 3D digital solid
model. It comprises, first of all, preparing the surface mesh.
Next, creating a filled surface. Last, converting the surface
into a solid model, by generating parabolic tetrahedral solid
elements.
Finite Element Analysis (FEA) allows the body of an
artefact, or even a component, to be divided in a discrete
number of interconnected smaller elements, where each
element intersection, a node, can have different degrees of
freedom. This permits to model more complex behaviours,
by combining the information obtained from all its
elements and nodes.
Even though the geometry of the model has to be
optimized before a simulation can be achieved, the final
solid model has to carry all the relevant information. The
accuracy of the simulation results is intrinsically linked to
the quality of this new mesh, while being easier to handle
and process than the initial form directly.
All the wood samples were cut according to the ASTM D
international standard. Yet, both physical and mechanical
tests had to be conducted according to the equivalent
Spanish standards UNE, since these require smaller
samples and some of the wood logs were rather small.
The fundamental structure of wood, from the molecular to
the cellular or anatomical level, determines the properties
and behaviour of wood. Because of the fact that this
material is heterogeneous and anisotropic – i.e. its structure
and properties vary in different directions: radial
(perpendicular to the grain in the radial direction),
tangential (perpendicular to the grain, but tangent to the
growth rings) and longitudinal (parallel to the grain) – in
both its hygroscopic and mechanical behaviours [Forest,
1999], it is necessary to perform tests not only parallel but
also perpendicular to the wood’s grain. We are currently
entering the outcome data into Solidworks Simulation
software, and finally starting to create a material library
specifically for the artefacts of La Draga to then proceed
with the simulation tests [Moitinho, 2012].
3.4.3. Tests and Analysis
This step will consist in first selecting the type of
simulation, namely static, which calculates displacements,
reaction forces, strains, stresses, and factor of safety
distribution; frequency, calculates stresses caused by
resonance; buckling, calculates large displacements and
failure due to axial loads; fatigue, calculates the total
lifetime, damage, and load factors due to cyclic loading;
nonlinear, calculates displacements, reaction forces, strains,
and stresses at incrementally varying levels of loads and
restraints; dynamic, calculates the model's response due to
loads that are applied suddenly or change with time or
frequency [Solidworks, 2012]. Another possibility is to
conduct motion simulation, which allows defining
parameters such as gravity, type of contact and position
relationship between components or assemblies. Besides
Diciembre 2012
80
simulation type and settings, the form and dimension of the
model, the material(s) properties, the relation between the
artefacts’ components, the mechanics of human movement
(kinematics), the type of medium and physics, are all
considered in order to conduct tests, analyze and predict
how the virtual artefact would behave as a physical object
in possible scenarios of real world operating conditions.
Then, in defining the parameters for the simulation and
assigning the parameters’ values and settings. In addition,
FEA enables to determine how each node will react to
distinct forces and magnitudes, such as certain stress levels,
while indicating the distribution of stress, displacement and
potential body deformation. As mentioned before, it is also
possible to apply restraints to the whole assembly.
After that, running the real-time simulation test. And last,
analyzing, comparing and evaluating the output data or
checking possible behaviours and functions of the
enhanced multidimensional virtual artefact under certain
working conditions. If necessary, one can modify the mesh
density and other characteristics (FEA), redefine
parameters, assign new values and settings or any other
input data, select another simulation study or run a new
simulation test, to troubleshoot problems or equation the
validity of the model itself.
Simulation results may provide new insights into the
complex dynamics of certain phenomena, such as eventbased motion or kinematics. Here, the computer simulates
the motion of an artefact or an assembly and tries to
determine its behaviour by incorporating the effects of
force and friction – e.g., ballistic, where the parameters of
possible trajectories, elements positions, velocity,
acceleration, friction and distance can be successively
changed and tested. Meshes density, component contacts
and connections, and material properties are also to be
taken into account, when simulating motion capabilities to
assess artefacts’ functions. Mechanism Analysis allows to
understand how the mechanism of an artefact assembly
performs – e.g., to analyze the needed force to activate a
specific mechanism or to exert mechanical forces to study
phenomena and processes such as wear resistance.
Of course, one should keep in mind that depending on the
problematic and artefacts to be studied, some of these
simulations might be more or less suitable, not suitable at
all, or should even be used in conjunction with each others.
4. CONCLUSIONS
At the methodological level, we haven´t fully implemented RE
processes in our project, for the reason that we haven´t yet
reached all the stages and steps of the workflow. There is still
much work ahead.
When planning survey strategies, there are technical issues,
operational imperatives and environmental conditions which
must be taken into account, in order to prevent or troubleshoot
problems. Likewise, on the one hand, it is fundamental to have a
thorough understanding and knowledge of how the workflow
functions, since each stage of the process depends on the
outcome of the previous ones and determines the subsequent
ones. On the other hand, to set clear objectives when tailoring
each step’s parameters.
The archaeological artefact can be faced as an enhanced
multidimensional model, and computer simulation can be
understood as an experimentation and validation tool that takes
care of many different tasks, as well as a kind of coordinator
between the different artefact’s components, properties and
behaviours
Aknowledgements
This research is part of the project PADICAT ("Patrimoni Digital Arqueològic de Catalunya), funded by the Obra Social la Caixa and the
Asociació d'Universitats Catalanes (Programa RecerCaixa, RECER2010-05), as well as of the project "Social and environmental
transitions: Simulating the Past to understand human behaviour", funded by the Spanish Ministry for Science and Innovation, under the
program CONSOLIDER-INGENIO 2010, CSD2010-00034. This research also benefits from Vera Moitinho’s Ph. D. grant from the
Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), Portugal.
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The Marcus Caelius Project: a transmedial approach
to support cultural communication and educational activities
at the Civical Archaeological Museum of Bologna
Laura Bentini1 y Daniele De Luca2 y Cristina Donati3 y Paola Giovetti1 y Antonella Guidazzoli2 y Federica
Guidi1 y Marinella Marchesi1 y Alessandro Pirotti4 y Micaela Spigarolo2
Museo Civico Archeologico. Bologna. Italy.2 CINECA. Bologna. Italy.
Key user and moderator for the Italian Sims Community.4 Young composer.
1
3
Resumen
El proyecto de "Marcus Caelius, el valor de la memoria" es una breve película de animación de 8 minutos ambientada en la Bolonia romana (Bononia) durante el
periodo del emperador Augusto, que surge de una iniciativa del Museo Arqueológico de Bolonia, en colaboración con Cineca. Este proyecto, basado en un famoso
hecho histórico (la batalla de Teutoburgo), quiere proponer un enfoque filológico dentro de un proceso emocional/narrativo, definiendo una pipeline de producción
apropiada (que incluye renderizado de Blender, Chroma key y animación Machinima) para definir tiempo y costes que puedan ser cubiertos por un pequeña
producción. Nuevas reconstrucciones filológicamente adecuadas (restos arqueológicos en la Colección del Museo), se integran dentro de sets en 3D que proceden de
proyectos anteriores de Cineca.
Palabras Clave: EDUTAIMENT, MUSEO VIRTUAL, REPOSITORIO3D, TRANSMEDIALITY, REUTILIZACIÓN
Abstract
The project “Marcus Caelius – the Value of Memory” is a 8 minute short animation movie located in the Roman Bologna at the Augustan Age. It originated
with the Civical Archaeological Museum of Bologna in collaboration with Cineca VisIT-Lab. The project emploies a well known historical fact (the Battle of
Teutoburg) to enable a philological approach within an emotional/narrative process. New philologically accurate reconstructions (i.e archaeological finds hedged in
the Museum’s collection) are integrated with 3D historical sets caming form previous Cineca projects. Mixed movie-making techniques, such as Blender rendering,
Chroma key and Machinima animation, implemented an ad hoc production pipeline in order to define times and costs which could be supported by a small
production.
Key words: EDUTAIMENT, VIRTUAL MUSEUM, 3D REPOSITORIES, TRANSMEDIALITY, REUSABILITY
1. Introduction
An opportunity can come from reusing three-dimensional
reconstructions already submitted to a rigorous historical or
archaeological validating process.
The project “Marcus Caelius – the Value of Memory” is a 8
minute short animation movie located in the Roman Bologna
at the Augustan Age. This project originated with the Civical
Archaeological Museum of Bologna and involved the skills in
Virtual Heritage gained by Cineca with VisIT-Lab projects
(BORGATTI, 2004: 30). (www.comune.bologna.it/museoarcheologico)
(www.cineca.it)
Up to now Cineca is storing many three-dimensional
philologically-accurate
historical
and
archaeological
reconstructions coming from projects of the past with the
University of Bologna, with CNR ITABC, with the Cultural
Department of Bologna, the Civic Museum and recently with the
Genus Bononiae cultural heritage project (DELLI PONTI,
2011).
Starting from a well known historical fact (the Battle of
Teutoburg), the story is a ploy to intrigue the largest number of
people (with different ages and background) in order to prompt
them to discover items seen in the movie within the museum
itself.
The Open Source consolidated approach adopted by Cineca for
Virtual Heritage projects allows historical and archaeological
assets to be reused as open contents in future upcoming
projects. It is a transmedial experiment which is included into
the Workpackage 5 of VMusT, a new European Network of
Excellence dedicated to Virtual Museums (www.v-must.net).
This aim raised a twofold challenge concerning both
communicational and reusability issues.
From one hand, edutainment products increasingly rely upon
storytelling in order to catch the audience interest. When joined
to CG applications, this solution risks to make costs unbearable,
in particular for museums always struggling with expense cuts.
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On the other hand, the peculiar production pipeline especially
designed for this work take advantages from mixed film making
techniques, such as Machinima and chroma key animation, in
order to preserve graphic quality while defining times and costs
which could be supported by a small production.
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The reminder of this paper is structured as follow: Sec. 2
discusses the way in which cultural communication is pursued.
In Sec. 3 the mixed production pipeline is related. Finally we give
some conclusions and we will point to future developments.
“Apa the Etruscan and 2700 years of Bolognese History”, a 3D
stereoscopic movie for the Museum of the History of Bologna
(http://www.v-must.net/virtual-museums/vm/genus-bononiae).
Figure 1. Marcus Caelius' stelae.
2. Story-telling for cultural communication
This work enables a philological approach within a narrative
process. 3D models and computer-based visualization methods
can help people to be more active in visiting a museum and to
correctly interpret items on the basis of their original meaning,
thus reaching a new audience (ANTINUCCI, 2010).
The movie is a mean to divulge historical and archaeological
contents in a way which aims to be attractive for the largest
number of people (with different ages and background),
especially for the youth who are often inattentive on museum
tours.
The concept comes from a well known historical fact occurred
in 9 AD, the clades Variana, the Varian disaster, or Battle of
Teutoburg, when three Roman legions, led by Publius
Quinctilius Varus, were ambushed and destroyed by Germanic
tribes, during the expansion northward of the Roman empire.
The event was handed down by the historian Tacitus and by a
burial monument in memory of the centurion Marcus Caelius,
from Bologna, conserved at the Museum of Bonn (Figure 1).
The plot is just around Marcus Caelius and tells the moment
when his brother Publius become aware of the military defeat
and of the death of Marcus.
Figure 2. Three versions of the 3D historical reconstruction of the Augustan
Bononia created by Cineca/CNR: the procedural reconstruction by CNR,
the model employed in the Apa project and the one employed in the Marcus
Caelius Project with different communicational aims.
A comparison between the different emotional approach for the
Augustan Bononia reconstruction is shown in Figure 2.
3. A transmedial approach
A reusability approach can be especially suitable if models have
been submitted to a rigorous historical or archaeological
validating process (YOUG, 2011).
If a 3D reconstruction requires time and a large amount of
human work, it can lead to many visual 3D experiences
employing the same model (or causing just some changes). The
project followed this idea and pursued a new communicational
aim for the procedural reconstruction of the Roman Bologna
(i.e. Bononia) at the Augustan Age created by Cineca/CNR for
Along this path are currently going the efforts displayed at
Cineca for creating a 3D repository (Framework WP4 for VMust Virtual Museum Transnational Network www.v-must.net),
and the Marcus Caelius project was in the position to take
advantage of the procedural reconstruction of the Roman
Bologna (i.e. Bononia) at the Augustan Age, recently created by
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Cineca/CNR ITABC for “Apa the Etruscan and 2700 years of
Bolognese History”, a 3D stereoscopic movie for the Museum
of the History of Bologna (http://www.v-must.net/virtualmuseums/vm/genus-bononiae).
The shared model (i.e. Bononia) was added with objects coming
from the collection of the Archaeological Museum of Bologna
(in fact, their valorization is one of the aims of the project), as
well as with sets, which were especially modeled for the movie.
It is worth noting that the modeling task, as time consuming as it
is, is just a fraction of the effort required in creating and
animating virtual characters. The solution has been found in a
mixed use of heterogeneous movie making techniques, such as
Blender, Chroma key and Machinima animation.
Furthermore, the Blender Open Source feature entered in the
process many benefits which Cineca has been able to experience
in previous projects, such as code availability, great compatibility,
scripting customizability and a rich developers community,
which not only supports problem solving, but also entails an
Architecture of Participation that O'Reilly points out as a more
representative property for the Open Source model today, than
in fact the source availability (O'REILLY, 2003).
Virtual worlds (i.e. Metaverses such as OpenSim or Second Life,
and game engines such as the Sims 3 by EA) and modding tools
delivered by communities, such as The Sims, can limit time and
costs relating to characters modelling and animating tasks, while
assuring a scientific accuracy with a notable graphic quality for
the final product. Avatars (i.e. Virtual characters) will be
employed as actors in the virtual world.
4. The mixed production pipeline
As already mentioned, we were interested in having a strict
scientific accuracy with a notable graphic quality for the final
product, while defining times and costs which could be
supported by a small production. So sets are integrated with
archaeological finds hedged in the Museum’s collections in order
to enable spectators to compare real and virtual. As an example,
see the Blender screenshot shown in Figure 3.
In the same way, the design of characters, most of which are
truly documented, reckon with attitudes, rituals and social
customs of the Augustan Bologna. As a result, this work
required a continuous check by historians and archaeologists to
create new models (props and locations) which are as rigorous
and fair as possible and to integrate them within the procedural
models of Roman Bologna.
The pipeline production has been developed to specially address
such challenges. So we selected heterogeneous movie-making
technologies which sometimes are often used in discordant
contexts: Blender rendering, Chroma key compositing and
Machinima animation.
Figure 4. The Sims 3 screenshot for avatar customization as an ancient
roman of the Augustan Bologna.
Two worlds (Second Life and the Sims 3) have been taken into
account for this project and a chroma key test has been checked
within The Sims 3 machinima game engine. This software allows
users to customize characters with a high degree of accuracy
(Figure 4) and to make them acting as in a real set thanks to the
process termed machinima (i.e machine cinema). The use of
such sets avoids the phases of modelling, animating and
rendering the characters and their actions, required instead with
a 3D software such as Blender, since the scenes are shot directly
inside The Sims’ environment. As an example, the machinima
can be performed in chroma key: avatars plays inside the scene
on a monochromatic green or blue background.
Figure 3. An example of the modelling process for archaeological find hedged
in the Museum’s collections: the original position of the object in the
Museum, a Blender modelling screenshot with a Blender rendering, and the
object in a shot.
Blender, chosen at Cineca as part of its effort in promoting
Open-Source tools, is a single product similar to other 3D tools
such as 3D Studion Max or Maya, which allowed us both to
reconstruct sets and props with a particular accuracy in shape
and materials, and to integrate assets developed in previous
projects, i.e. the Roman Bologna.
Blender capability of exporting its output into a wide range of
different file format enabled the acquisition of heterogeneous
movie-making technologies such as Chroma key e Machinima
animation into the production chain.
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Figure 5. A Blender screenshot of the chroma key editing performed as a test
to verify the capability of compositing The Sims 3 machinima animations
and Blender rendered sets.
This makes possible to add animation with locations rendered
with Blender. The compositing between the The Sims 3
machinima animations and the sets is realized by Blender itself,
which enables chroma key editing. A screenshot of our test is
shown in Figure 5.
85
5. Conclusions and further work
This work related the pipeline production for a 3D 8 minutes
short movie as an edutaiment product which used a mixed
pipeline production in order to enable short productions such as
Museums.
At the moment, Blender reconstructions have been
accomplished, while animations will be performing in the
remainder of the project. We already tried a test which
confirmed the high level of quality which can be reached, while
maintaining low time and rendering costs. The capability of
compositing The Sims 3 machinima animations and set rendered
with Blender is realized by Blender itself through chroma-key
editing, as shown in Figure 5.
The innovative production pipeline so developed can lead to a
fair cost reduction and an active involvement in creating new
stories or characters by younger people (machinima modders
world). It is worth noting the current involvement of a student
who entirely realized the soundtrack. As a further work, we are
planning to add subtitles and dubbing in Latin language, as well
as to realize a comic book based on the storyboard, in order to
enhance the transmedial approach. Of course, the models
realised for this production will become part of the
aforementioned 3D repository which is going to be developed
for the area of Bologna by Cineca and Comune di Bologna
(Bologna City Council). The projects suggests an Open Data
approach in order to make 3D philologically accurate
reconstructions available for a creative reuse in order to support
and stimulate transmedial story-telling such as started with
Marcus Caelius project.
Acknowledgements
The research leading to these results is partly funded by the EU Community's FP7 ICT under the V-MusT.net Project (Grant Agreement
270404). The publication reflects only the author’s views and the Community is not liable for any use that may be made of the
information contained therein. Neither the V-MusT.net consortium as a whole, nor a certain participant of the V-MusT.net consortium,
warrant that the information contained in this document is capable of use, nor that use of the information is free from risk, and accepts
no liability for loss or damage suffered by any person using this information.
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Diciembre 2012
86
Natural interaction in
Virtual Environments for Cultural Heritage:
Giotto in 3D and Etruscanning study cases
Eva Pietroni1 Claudio Rufa2
1
2 E.V.O.CA srl, Italy
Abstract
A basic limit of most of VR applications created by the scientific community and reproducing cultural sites or artefacts is that they do not fire up the attention of
public, in comparison with the great potentialities of VR system for cultural transmission: they are often lacking in emotional storytelling and difficult to manage.
An important factor is the need of more natural and simple interfaces, especially for applications hosted inside museums. Starting from our experience in this
domain, we propose new metaphors of narration and paradigm of interaction based on natural interfaces (body movements), presenting three study cases: “The Rule
confirmation: virtual experience among Giotto's characters”, “Etruscanning3D”, “Virtual Exploration of the ancient Pharmacy of S. Maria della Scaletta
Hospital at Imola”.
Keywords: VIRTUAL REALITY, CULTURAL CONTEXT, COMMUNICATION, PERCEPTION, NATURAL
INTERACTION, LEARNING, COGNITION.
Resumen
Un límite básico de la mayoría de las aplicaciones de realidad virtual creadas por la comunidad científica que reproducen sitios culturales o artefactos es que no
logran activar la atención del público, en contraposición y contraste con las grandes potencialidades que ofrecen los sistemas de RV para la transmisión cultural. A
menudo estas aplicaciones carecen de una narración emocional y son difíciles de manejar. Un factor importante a tener en cuenta es la necesidad de generar interfaces
más naturales y sencillos, especialmente para las aplicaciones alojadas en el interior de los museos. A partir de nuestra experiencia en este campo, se proponen
nuevas metáforas de narración y paradigmas de interacción basados en interfaces naturales (movimientos corporales). Para ello se presentan tres casos de estudio:
“La confirmación de la regla: experiencia virtual entre los personajes de Giotto”, “Etruscanning3D”, y “Exploración Virtual de la antigua Farmacia del
hospital de S. Maria della Scaletta en Imola”
Palabras clave: REALIDAD VIRTUAL, CONTEXTO CULTURAL, COMUNICACIÓN, PERCEPCIÓN,
INTERACCIÓN NATURAL, APRENDIZAJE, COGNICIÓN.
1. State of the art of VR environments for
Cultural Heritage
Digital cultural heritage deployment in the communication
domain has changed in the last few decades. Unlike early
approaches based on showing collections of items aimed to the
expert and culturally prepared audience, there is an emergent
need of institutions that promote diffusion of culture and
education in a broader sense, and to a larger public
(ANTINUCCI, 2007). The focus has thus shifted from
collecting items to define a communication strategy and style,
able to capture the interest and attention of people from
different ages and different education or cultural backgrounds.
Three-dimensional perception and action are necessary in the
cognitive process based on experience (embodiment), because
the possibility to explore and perceive the space and the
information from different points of view enhances our sense of
presence and learning. The third dimension creates a difference
between who is interacting and the environment; we learn, in
fact, through the perception and interpretation of the differences
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(BATESON, 1972): we try, we act in the surrounding
environment while observing the results of our behaviors, we try
again till we understand and obtain
what we are looking for.
To receive, elaborate information means to acquire new
differences, to establish and modify relations in the space-time.
Given that visualization and exploration of the 3D space are
necessary first steps towards knowledge, they are not sufficient
to understand, learn, and experience cultural contents.
In many cases, VR applications developed by the scientific
community show an accurate graphic elaboration, that is often
obtained through advanced techniques of digital acquisition
(laser scanner, photogrammetry etc.), but they are not satisfying
in terms of cultural communication, artistic impact and
interaction with the information. They do not suit the wider
needs of the public. Cinema and video-games have made the
public accustomed to very involving, immersive and
sophisticated scenarios, advanced languages and media, complex
interaction metaphors. The research in this field for CH is still
pioneering. A storytelling oriented approach needs to be
undertaken to make the application more compelling for the
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public, and to make it possible to convey the contents to a larger
audience.
Moreover many people have still problems to manage common
input devices for interacting inside the 3D space and with
cultural objects: mouse, joystick, keyboard, console are not
natural interfaces, they request time to become familiar. This
condition can produce uneasiness and effort in establishing a
contact between us, the digital environment and the
technologies. The improvement of this aspect is fundamental.
We think that it is really necessary to develop, beside the
technological improvements, an appropriate epistemological
approach aimed to identify the conditions of cultural
transmission, the dynamics of learning, the quality and the
“geometry” of information, new approaches in the interaction,
languages and metaphors of the “virtual”. All the data need be
integrated in the virtual space, linear storytelling and free
interaction need to find a new positive combination; one that is
alternating, yet mutually empowering.
Starting from this premise and from our past experience, we are
focusing part of our research on the development and
experimentation of new low cost and markless interaction
interfaces inside of 3D environments - interfaces that can be
used inside a museum - based only on the use of body
movements (natural interaction). This kind of approach
influences also the general design of the application: the
perceptive impact of the real time exploration, the sense of
immersion an emotional involvement, the access to storytelling,
the selection mode, and the possibilities of objects manipulation,
the duration of the virtual experience. The experience for public
is completely new.
Figure 1a. The Rule Confirmation painted by Giotto (actual condition of
conservation)
In the next paragraphs we are going to present three study cases
based on this approach.
2. “The Approval of the Franciscan Rule”.
Virtual Experience among the Characters of
Giotto’s Work
On the 10th of April 2010 an important exhibition has been
opened in Assisi, dedicated to the restoration of Giotto's fresco
paintings in the Basilica of St. Francis, after the earthquake of
1997, and to the virtual restitution of the artist's original colors.
The exhibition, promoted by the Municipality of Assisi and the
Franciscan Fathers, has been coordinated by the Italian Central
Institute for Restoration (BASILE, 2010). In this occasion the
National Research Council realized an innovative project
creating a virtual environment from the scene “The Rule
Confirmation”, painted by Giotto in the Upper Basilica of St.
Francis at the end of the XIII century.
Starting from a very accurate analysis of the perspective, the
proportion and the position of the elements painted in the scene,
a complete three-dimensional model has been realized, matching
as nearly as possible the original (figg.1a -1b).
Giotto’s image was acquired at very high resolution and
subdivided in order to be used for the texturing of the 3D
models.
A wondering effect has been obtained, as it is possible to
recognize the artist's strokes and style on the volumes.
Figure 1b. The Rule Confirmation represented in 3D
(elaboration by Massimiliano Forlani
The installation has been located in a dark space and the
visualization is projected on a surface of 4x5 meters. The visitor
can move in real time within this virtual environment, changing
the view points, entering among the characters and live an
experience of sensorial, emotional immersion into the scene.
The primary objective of the first installation is to involve the
observer in the scene painted by Giotto in such a way as to
enable the visitor to feel and understand the message that Giotto
was communicating, at least on an emotional level.
In fact the space illustrated by Giotto becomes a place of
experience, open to multi-sensorial narration and participation.
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The scene itself is brought to life: the characters are animated,
and they are represented while performing the action described
by Giotto (fig. 2).
Pope Innocence III and his following of bishops and prelates are
in the room, waiting to be joined by Francis and his eleven
disciples. Few seconds later the franciscan enter in the room
and stop exactly in the places in which Giotto has portrayed
them. Then a brief conversation between Francis and the Pope
follows.
At the end of this dramatized prologue, the user can interaction
in the scene in real time.
One of the project’s most innovative elements is the paradigm of
interaction which has been developed using natural interfaces.
When the visitor moves in the area in front of the projection (a
space of about 5 x 4m) his position is identified and tracked – in
coordinates xy on a horizontal plane – instant by instant by a
motion capture system which is able to recognise and follow the
visitor. This position is transmitted to the graphic engine which
calculates and returns, in real time, the correspondent view point
of the scene. In this way, the visitor, thanks to his own
movements takes on the function of a tracer and has the
sensation of entering and walking in the scene.
Therefore icons, push-buttons, dialogue windows, keyboards, all
disappear. What remains is the sensitive space of which the user
is an integral part and, above all, an active element. The
technology is modelled on the needs and the natural capabilities
of a person, no particular knowledge or training is necessary to
communicate with the system except that which comes from
one’s natural experience.
Music and sounds have another key role; environmental noises,
murmurings, music are contextualized in the three dimensions.
Medieval gregorian chant, poliphony fragments, contemporary
electronic sounds are combined in order to create a very
impressive suggestion. The interaction can be managed by only
one person at a time but the public (up to about 15 people) can
watch and take turns at interaction.
Figure 2. Characters performing the action represented by Giotto in the
virtual environment
To encourage the perception of immersion, the scene is
projected on a scale of 1:1 in respect of the space represented by
Giotto, thus on a screen of 5 x 4m. Visitors can interact inside
the virtual space simply by changing their position and moving
their bodies in the real space, without the aid of any traditional
interfaces (mouse, joystick, etc.), so in the most natural way (fig.
3).
The system of motion capture is agile and low cost. There is no
need for the user to wear markers or sensors because the whole
system is based on the use of an infrared videocamera placed on
the ceiling, which frames the interactive space, identifies the first
user to enter and traces him while he remains inside the sensitive
area. The interaction continues until the user leaves the area or
changes places with another user. The person traced by the
system is illuminated and “marked out” by a bull’s eye light
installed on the ceiling which follows him. This makes clear for
the public who is the active user recognized by the software.
Motion capture is managed by VVVV 3d engine, based on
Microsofts DirectX technology; the graphic engine used for real
time visualization is Unity 3D, a multi-platform game
development tool. The software has been developed by BCAA
s.r.l.
The three-dimensional reconstruction of the scene “The Rule
Confirmation” offers a unique occasion to penetrate in the
history of painting and to appreciate one of its fundamental step:
the transition from the medieval, ancient, approach in
representation to the modern approach, born during the
Renaissance.
Giotto's image, in which the perspective
simulation of space appears still very empirical, is compared with
its three-dimensional translation. A second installation, more
descriptive and interpretative, has been created in order to
analyse and investigate Giotto's space and perspective.
In conclusion this project constitutes one of the first example of
real time, natural and immersive interaction inside a painted
scene and it allows to test a new way of experiencing and
learning the art, useful for students, children, common public
and even for experts.
It is possible to find material and movies about the project in the
dedicated website www.icoloridigiotto.it.
Figure 3. Children playing with virtual characters in the interaction area,
VR application with natural interaction (CNR ITABC in collaboration
with BCAA s.r.l.), 2010.
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We are now working on an update of the application to be
presented as permanent installation in Assisi.
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3. The Etruscanning project
Etruscanning is an European project in the Culture 2007
framework, that involves a consortium of museums and research
organizations from 3 European countries for the purpose of
exploring the possibilities of new digitization and visualization
techniques, in order to re-create and restore the original context
of the Etruscan graves. Although the project is still in progress,
some important results have been already obtained. The main
objectives of the project are:
in front of the projection, in the simplest and natural way and
without any device. The user walks on a real map of the grave
placed on the floor, onto which some “hotspots” are attached.
Changing his position from one hotspot to another, he also
moves in the virtual space, going closer to the objects and
prompting the storytelling to emerge. The order in the choice of
the hotspot activation is free, so every sequence can be activated
(fig.5).
International cooperation in digital acquisition, digital
restoration, 3D representation.
Communication of Etruscan tombs and collections during
exhibitions in the Netherlands, Belgium and Germany, and,
at the end of the project, for permanent use in Italian
museums.
Enable and support cultural heritage institutions to create,
run and exchange digital 3D reconstructions.
We focus on two important Etruscan tombs: Regolini Galassi,
the grave of a princess in the Sorbo necropolis of Cerveteri, and
Tomb n.5 in Monte Michele, the grave of a warrior, in Veio. The
finds from these tombs are mostly in museum collections and
the existing (empty) tombs are not always open to public. By
making 3D reconstructions of the tombs and of the objects
which originally were found inside, we can re-create the
archaeological context of these Etruscan tombs. The Regolini
Galassi tomb is the tomb which we have already reconstructed
in 3D and implemented in a Virtual Reality environment using
natural interaction interfaces.
Figure 4: 3D model of the Regolini Galassi tomb and re-contextualization
of the grave goods. In this image, captured from the VR application, we can
see the final chamber with the buried princess.
It is one of the most appealing Etruscan graves we know,
famous for its rich contents but also for the many objects that
show the Orientalising influence. The discovery of the tomb in
1836 was done by the priest Alessandro Regolini and the general
Vincenzo Galassi who made some reports on the discovery but
they did not document methodically. Our virtual reconstruction
tries to visualize this tomb at the moment it was closed, halfway
through the VII century B.C. (fig.4). Therefore, by developing a
3D reconstruction, we have been forced to re-evaluate and verify
all of the available sources, asking ourselves very practical
questions relating to the placement of the objects and their
original position.
The project has been developing through a complex
methodological approach; from the collection of existing data, to
new topographical digital acquisition (laser scanner,
photogrammetry dense stereo matching, computer graphics).
This VR application has been presented during two exhibitions
in the Netherlands, Riches and Religion of the Etruscans - Princes and
Priests (in Amsterdam) and Princesses and Goddesses (in Leiden),
open from the 13th of October 2011 until the 18th of March
2012, and during the exhibition Archeovirtual in Paestum at the
Mediterranean Archaeological Tourism Exchange, in November
2011.
Also in this case the VR application uses paradigm of interaction
based on natural interfaces.
The user moves inside the 3D space through his body
movements. The public explore the virtual tomb, get near the
artifacts and listen to the narrative contents directly from the
voices of the prestigious Etruscan personages buried inside; the
princess and the warrior. All this is possible moving in the space
Figure 5: VR installation in Allard Pierson Museum, Amsterdam and at
Archeovirtual in Paestum (2011, photo by Bartolomeo Trabassi).
The projection of 12 m², the evocative storytelling done in firstperson, the use lighting to gradually reveal the objects as the
space is explored, and the physical involvement of the user
produce a strong sensation of immersion. While the active user
is guiding the system, other visitors can sit down in the viewing
area, visualizing and listening to the cultural contents in a passive
way; always with the opportunity to engage in active exploration.
This solution not only makes the interaction amazing for the
public, but allows people of every age and every “technical” skill
to enjoy the virtual contents. The total duration of storytelling in
7 hotspot (about 30 objects) is 28 minutes. We have verified that
the medium time of interaction for each user is about 12
minutes; a very good result according to our expectations.
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90
The application is built in Unity 3D and uses the Kinect sensor
for motion capture. The system has been derived from the new
generation of games, but for the first time it has been applied to
VR environments dedicated to the CH . The framework to
interface between the Kinect and the computer is OpenNI; an
open source application programming interface (API) developed
by Prime Sense and Willow Garage industries for writing
applications using natural interaction. The application doesn't
need calibration, as the skeleton does not require measurements.
If another user enters the interactive area without stopping on an
hotspot, his presence has no influence on the system (even if he
is detected); if he enters the interactive area and goes on an
hotspot, he will be identified and the system will be guided by
him. We tested the system with seven people present in the same
time in the interactive area and we had no crashes, demonstrating
the stability of the software.
Also in this case the application has been developed using
OpenNi and Unity3D, the Kinect sensor has been put just below
the projection, 1 mt from the floor.
A very important evaluation on public behaviours has been done
during the exhibitions and this observation has been fundamental
to improve the system, enforcing some aspects and changing
some other functions, in successive versions of the application.
The general feedback is now very good.
Figure 6: VR stereoscopic application dedicated to the ancient pharmacy,
2012
4. Virtual Exploration of the ancient Pharmacy
of S. Maria della Scaletta Hospital at Imola.
This third study case has been developed in occasion of the
exhibition “Ceramic Masterpieces from Castelli between '500 and third
fire”, opened on the 2nd of April 2012 at the Pinacoteca Civica in
Teramo and presenting more than two hundred ceramic artifacts
of the Matricardi collection. This wonderful objects were
produced from the Renaissance to the end of the XVIII century
A.D. by artists of Castelli, a small village in Abruzzo (Italy),
close to Gran Sasso montain. In this context we have realized a
VR stereoscopic application using natural interaction in order to
explore some precious vases, re-contextualizing them inside the
ancient pharmacy of S. Maria della Scaletta Hospital at Imola.
Starting from photos taken all around each artifact, 3D models of
a bottle and two vases (“albarelli”) have been reconstructed and
textured with high resolute images. Manual computer graphic
techniques have been used for this process in order to obtain the
best result.
The VR installation, requiring stereo glasses, has been located in a
proper space integrated within the main visit path of the
exhibition.
The user interacts from a fixed position and his movements are
captured by a Kinect sensor, without need of calibration He
needs to use just the right hand to dialogue with the digital space.
Moving the right hand in front of the sensor, left and right, he
can select an object; pushing the same hand forward the selection
can be confirmed. After selection it is possible to use the same
hand to manipulate the object in real time, turning it left and
right, up and down, along z and x axes, while the object tells its
story (fig.6).
A virtual character on the screen suggests the user the proper
gesture to perform in every moment (only two gestures are
required) in order to make the interaction as immediate and
simple as possible.
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The application is very easy but it has a great impact on public.
Visitors are really involved in this experience and they remain
playing with the objects for several minutes, repeating the actions
until they have full control on the system, listening many time the
audio explanations and narratives.
In conclusion the use of the natural interaction in virtual
applications can be much simpler than the traditional interfaces
and it seems a wonderful chance for museums. We are developing
an interesting research in order to define a proper grammar of
gestures that can be tested on public and continuously improved,
also with the support of experts in cognitive science.
In fact gestures needs to be really intuitive, responsive and well
designed by the authors as no all people have the same
perception, coordination and awareness of their own movements.
Many people reveal a creative/emphatic approach in performing
the required movements, as they have the feeling to be in a game,
exaggerating their role. For this reason the use of natural
interaction can produce less precise input, in comparison with
traditional interfaces (mouse click, keyboard, joystick....) but this
limit does not generate frustration in the visitors, on the contrary
it translates in a challenge encouraging people to try, explore and
learn until they obtain good results.
We believe these three study case can be considered pioneering,
as at the moment there are no projects in the world dedicated to
the communication of cultural heritage in museums using natural
interaction interfaces in 3D real time environments. Instead, this
kind of approach seems to be a bit more diffused in 2D
visualization, in order to browse through images and multimedia.
In the next projects we are going to develop the motion capture
system further on, in order to multiply the possible behaviours
and exchanges between real and virtual worlds.
91
Acknowledgements
Special thanks to our colleagues for their support and collaboration: Roberto de Mattei, Francesco Antinucci, Massimiliano Forlani,
BCAA, the Municipality of Assisi; the partners of the Etruscanning project, Allard Pierson Museum of Amsterdam, Visual Dimension in
Ename, National Museum for Antiquities in Leiden, Gallo-Roman Museum in Tongeren, Vatican Museum, National Etruscan Museum in
Villa Giulia, in Rome, CNR ISCIMA; Paola Di Felice and the municipality of Teramo; the colleagues of VHLab at CNR ITABC.
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Diciembre 2012
92
Etruscanning 3D project.
The 3D reconstruction of the Regolini Galassi Tomb
as a research tool and a new approach in storytelling
Wim Hupperetz1, Raffaele Carlani2, Daniel Pletinckx3, Eva Pietroni2
1Allard
2
Pierson Museum-Amstersam University
3 Visual Dmension, Italy
Abstract
In the “Etruscanning3D” european project framework, the virtual reconstruction of the Regolini Galassi tomb, in Cerveteri, has been realized, in order to recontextualize its precious funerary goods, today preserved in the vatican Museums, in their ancient space, digitally represented in 3D. The reconstruction has been
preceded by a huge work of data collection, reinterpretations, topographical acquisitions through a variety of techniques, digital restorations, in order to create a
plausible simulation of how the tomb could appear when it was closed, at the half of the VII century BC. The final purpose of the VR application is
communication inside museums, so the narrative approach and the metaphors of interactions played another key role.
Keywords: ETRUSCANS, DIGITAL RE-CREATION OF ANCIENT CONTEXTS, DIGITAL RESTORATION,
VIRTUAL REALITY, COMMUNICATION, NATURAL INTERACTION,
Resumen
En el proyecto europeo “Etruscanning3D” basado en la reconstrucción virtual de la tumba Regolini Galassi, en Cerveteri, se ha realizado con el fin de volver a
contextualizar sus valiosos bienes funerarios, hoy conservados en los Museos Vaticanos, en su espacio original representado digitalmente en 3D. La reconstrucción
ha estado precedida por un enorme trabajo de recopilación de datos, reinterpretaciones, adquisiciones topográficas a través de una gran variedad de técnicas,
restauraciones digitales, etc., con el objetivo de crear una simulación plausible sobre el aspecto que pudo presentar la tumba cuando se cerró, a mediados del siglo
VII antes de Cristo. El objetivo final de la aplicación VR ha sido generar un sistema de comunicación utilizable en el interior de los museos, por lo que el enfoque
narrativo y las metáforas de interacción han jugado un papel clave.
Palabras clave: ETRUSCOS, RECREACIÓN DIGITAL DE CONTEXTOS ANTIGUOS, RESTAURACIÓN DIGITAL,
REALIDAD VIRTUAL, COMUNICACIÓN, INTERACCIÓN NATURAL.
1. The Etruscanning project
Digital restoration,
3D reconstructions
“Etruscanning in 3D” is a European project (Culture 2007
framework) involving a consortium of museums and research
organizations from 3 European countries: Allard Pierson
Museum and the University of Amsterdam (as coordinator), the
CNR-ITABC in Rome, Visual Dimension in Ename, the
National Museum for Antiquities in Leiden, the Gallo-Roman
Museum in Tongeren; the Vatican Museum, the National
Etruscan Museum in Villa Giulia in Rome and CNR ISCIMA
are associated partners, mainly for scientific -archaeological
consulting.
Main objectives of the project, that has been included in the
european network of excellence on Virtual Museums – VMust.Net-, are:
International cooperation in the development of
digitization and presentation techniques in order to recreate and restore the original context of the Etruscan
graves,
Digital acquisition,
Diciembre 2012
Final communication of Etruscan graves and collections in
museums, through innovative VR systems and multimedia.
Two important exhibitions, Richness and Religion at the
Etruscans – Princes and Priests, and Princesses and
Goddesses, have already organized and concluded in
2011-2012 in the Netherlands (Amsterdam and Leiden),
plus one exhibition in Paestum, in Italy; now we are
working on new VR implementations for temporary
exhibitions in Belgium and Germany, and for permanent
use in Italian and Dutch museums.
The project is in progress and will last until 2013.
The project focuses on two important Etruscan tombs, as study
cases: Tomba Regolini Galassi, in the Sorbo necropolis in
Cerveteri, and Tomba 5 Monte Michele, in Veio.
The finds from these tombs are mostly in museum collections
and the existing (empty) tombs are not always open to public. By
making 3D reconstructions of the tombs and of the objects
93
which originally were found inside, we can re-create the
archaeological context of these Etruscan tombs.
2. Virtual reconstruction of the Regolini Galassi
Tomb
a. Methodological approach
A digital 3D reconstruction is not simply a digital replica of a
real grave. It is more than a simple logical collection of digital
objects: the VR application we are developing uses storytelling
and interaction to create an experience that can bring visitors
inside the ancient etruscan mind and culture. According to our
approach “Virtual heritage” means the elaboration of the
information associated to cultural objects that modifies their
character, interpretation and value. The final goal of a virtual
reconstruction is the cognitive perceptual and communicative
enhancement of the cultural object that translates into a wider
and deeper exchange with the visitors (FORTE, 2008). Virtual
reconstructions can restitute what is illegible, contextualize what
is fragmented, isolated, can put back together cultural ties
essential to the cultural object. It is thus an extension and a
potentiation of reality, by putting together, as it does, real and
imaginary, perceptual and experiential aspects to interpretive and
symbolic ones. Through it we can establish a series of relations
reconnecting the cultural object to the anthropological,
historical, philosophical, social and technical themes of which it
is a manifestation (ANTINUCCI, 2004). Themes that are
seldom brought to the attention of the public in ordinary places
of cultural transmission. The "Virtual Heritage" is the
information associated to the cultural heritage that is transmitted
through the digital technologies.
Digital documentation and 3D elaboration are just first steps
toward the reconstruction of the cultural context but they are
not sufficient. Knowledge of a cultural object is an interactive
process: we learn by acting on the environment and observing
the way it reacts to our action. Therefore tridimensionality,
immersion, interactivity, embodiment, storytelling, emotion are
fundamental to the cognitive processes. Learning in such an
environment takes place simultaneously both in the
sensorimotor mode and in the symbolic-reconstructive one.
Cultural communication should try to answer very hard
questions: how did ancient people live? How were their mind
and their behaviors, their activities in the territory? Which
meanings and symbolic values did they attribute to places?
Which are our contemporary approach and reactions towards
these contents? In this way from the space the places will emerge
and their specific identity.
b. The tomb: discovery and interpretative problems
The Regolini Galassi tomb is one of the most remarkable
Etruscan graves, famous not only for its rich contents, but also
for the many objects that show the Middle-East influence
(SANNIBALE, 2008). The discovery of the tomb in 1836 was
made by the priest Alessandro Regolini and the general
Vincenzo Galassi, who made some reports on the discovery but
they did not document methodically. The first publication on the
grave was quickly prepared in 1836 and L. Grifi, together with
Luigi
Canina,
made
the
first
drawings
(fig.1).
The objects were bought away from the tomb immediately after
their discovery (COLONNA, DE PAOLO, 1999). Despite the
fact that many scholars have studied this grave, some mysteries
on the outline, confusion on the place of the objects and the
interpretation of the whole setting of the grave goods remains.
This explains the many different, often contradictory
reconstructions that were subsequently published. If we compare
the two drawings by Grifi and Canina with the actual situation
(fig. 2), we see that none of the drawings was made really inside
the tomb: none of the drawings represents for example the
ceiling properly. The drawing of Canina represents a bit better
the real tomb and represents better the real size of the objects.
The big difference however is that Canina shows more objects
than Grifi (HUPPERETZ et al., 2011).
Figure 1. Ground plan by Grifi (1841, above) and Canina (1846, below)
As the process of virtual reconstruction of the Regolini Galassi
grave tries to visualise this tomb at the moment it was closed
(half of the VII century BC), we need to recompose the original
set up of the objects and their ancient aspect, virtually restoring
their shape and color (without touching the physical objects).
We have had to re-evaluate and re-interpret all of the available
sources in order to seek answers to difficult questions and make
plausible hypothesis regarding the placement of the objects and
their original position (PARETI, 1947). That's why 3D
reconstructions can be useful both in the interpretative process
and in public presentation. In order to use 3D reconstruction in
a
transparent
way,
we
have
realized
a
blog
(http://regolinigalassi.wordpress.com/) in which we try to explain the
main steps we have applied in interpretation process, showing
the uncertainty in the reconstructions, and securing the data,
and, finally, to enable and facilitate multidisciplinary research.
The original tumulus, built in the 7th century BCE, was covered
by a second tumulus, formed during the 6th century BCE,
allowing for the construction of additional tombs, which were
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94
probably meant for descendants of the same family. These
peripheral tombs, though more vulnerable to tomb robbers,
have protected the more ancient tomb inside from inevitable
plunder.
order to obtain surfaces. The mesh model was textured using the
ortho-photomosaic obtained from digital photos. From the high
resolution geometries (8 million polygon), normal maps have
been calculated and applied to a low poly version of the tomb,
optimized for the real time engine using natural interaction
interface. Moreover, from the 3D model of the tomb as it exists
today, we have expanded upon the model to present the tomb as
it could have been in Etruscan age; with the objects
contextualized inside, based upon historical sources and
archaeological interpretation (fig. 3).
Figure 3: 3D model of the Regolini Galassi tomb and re-contextualization
of the grave goods. In this image, captured from the VR application, we can
see the final chamber with the buried princess.
Figure 2. The Antechamber: Grifi (1841, up-left), Canina (1846, upright), today (below)
The tomb has a short dromos in the form of a narrow corridor
constructed of rectangular blocks and was plenty of funerary
bronze and iron objects. A wall with a small window enclosed
the main chamber at the end of the tomb where the princess
was buried dressed and surrounded of marvelous golden jewels
and silver artifacts. There were also two side chambers, oval in
shape, which have been dug into the tuff. In the right cell the
cremation remains of the man (probably a warrior) were put in a
cinerary urn. In its construction, half of the tomb height was
excavated from the naturally surrounding tuff, while the other
half was built using square blocks to form a false roof in a
wedge shape.
c. Digitization
The project has been developing through a complex
methodological approach; from the collection of existing data, to
new topographical digital acquisition. Several ontologies of data
have been acquired and elaborated, according to the typology
and topology of the artifacts, including point clouds from laser
scanner, photogrammetric data (dense stereo matching), and
computer graphics.
A “time of flight” laser scanner (Riegl z390i) was used to acquire
the tomb in 3D as point clouds with high resolution (6 mm) and
maximum accuracy of 2-3 mm. The 3D point clouds were
aligned through the use of targets and successively processed in
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The objects found within the tomb were digitally acquired at the
Vatican Museums. We obtained some existing photos from the
photo-library of the Museums, but we had to supplement this
documentation by taking new photos of the objects, getting them
out of the showcases. The museum did not allow us to use any
other equipment, such as a laser scanner. We used a turn table in
order to take photos all around each object (about 36 photos for
each object); occasionally the photographer moved all around the
object that remained still. As almost all the object are in bronze,
silver, or gold, we needed to avoid reflections of the light, so we
used a white tent to contain the object and the turning table (fig.
4).
This acquisition technique was useful both for 3D modeling
made by hand, using 3D Studio Max (fig. 5) and Blender, and for
dense
stereo-matching
techniques,
using
Autodesk
Photofly/123D Catch, Photoscan and ARC3D Web Service. The
first software seems to give best results in the dense stereomatching process. In some cases, we also obtained good
sequences for stitched panoramas.
On the base of photo interpretation and especially of the
iconographic comparisons and similarities, we started the work of
digital restoration on the deficient objects and decorations.
Drawings in grey scale were elaborated upon in order to use them
to generate normal maps and apply them to the 3D model inside
Unity 3D; the real time graphic engine we used. The process of
digital restoration was followed and verified, step by step, by a
staff of external experts (figs. 6a-6b).
The editing of the final material and shaders was made inside
Unity 3D. In fact, the great potential of the latest generation
95
video game engine, in terms of an editing tool, has completely
changed the traditional work pipelines: in the past we used to
finish and optimize the quality of our 3D models inside 3D
graphic software (3D Studio Max, Maya etc.), finally exporting
them into the real time engine where they were directly managed
at programming level. On the contrary, the actual engines have
many editing tools that allow complex lighting calculations,
generate normal maps and edit the materials and shaders, in order
to have full control over the final result of the visualization.
how much this Etruscan heritage has contributed to our society
of today (alphabet, holy water, afterlife, symbolism …).
Figure 4: Objects digital photographic acquisition in Vatican Museums
with turning table and a white tent
Figure 6a – 6b: examples of digital restoriation: situla (above) and
golden phoenician patera below
Figure 5: golden fibula reconstructed in 3D (manual modelling)
The storytelling is used in non linear way, for interactive
experience. The user walks on a real map of the grave placed on
the floor, onto which some “hotspots” are attached. Changing
his position from one hotspot to another, he also moves in the
virtual space, going deeper into the tomb, closer to the objects
and prompting the voices of the two characters to emerge.
d. Storytelling and final VR implementation
The digital reconstruction of the Regolini Galassi tomb has been
implemented in a VR application using natural interfaces of
interaction, that means that the user moves and interacts in the
3D space through the body movements, without using any
traditional device (mouse, joystick, keyboard etc.).
The public has the possibility to explore the virtual tomb, to get
near the artifacts, to listen to narrative contents from the voices
of the prestigious etruscan personages buried inside to which
such precious objects were dedicated. The princess and the
warrior speak not from the past but from today, knowing our
world, but nevertheless seen from their point of view as
Etruscans. So they still speak as rulers of an Etruscan city-state,
with aristocratic authority, but open and welcoming the people
at the exhibition, just as they have welcomed so many people in
their lifetime. Their point of view is that they indeed enjoy the
afterlife; they keep on living so many years later, through the
scientific research, the publications, the museums and
exhibitions. They look upon us and how we deal with their
culture, not giving away the secrets that we still haven’t
unravelled. The underlying message is the role of heritage and
Figure 5: VR installation in Allard Pierson Museum, Amsterdam and at
Archeovirtual in Paestum (2011, photo by Bartolomeo Trabassi).
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96
The order in the choice of the hotspot activation is free, so every
sequence can be activated. This solution not only makes the
interaction amazing for the public, but allows people of every
age and every “technical” skill to enjoy the virtual contents. The
detailed description of the VR application and the research
activity realized in the domain of natural interaction in the virtual
space is not a subject covered by this paper.
Acknowledgements
Special thanks to all the partners and colleagues working in and supporting the Etruscanning project, in particular the Vatican Museums
(Maurizio Sannibale), the Soprintendenza all'Etruria Meridionale (Francesca Boitani, Rita Cosentino, Iefke Van Kampen), CNR ISCIMA
(Vincenzo Bellelli).
References
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Diciembre 2012
97
The Virtual Museum of the Tiber Valley Project
Antonia Arnoldus Huyzendveld 1, Marco Di Ioia 2, Daniele Ferdani 2,
Augusto Palombini 2, Valentina Sanna 2, Sara Zanni 2 , Eva Pietroni 2
Digiter. Rome, Italy
Institute for Technologies Applied to Cultural Heritage, CNR. Rome, Italy
1
2
Resumen
El objetivo del proyecto del Museo Virtual del Valle del Tiber es la creación de un sistema digital integrado para el conocimiento, la
valorización y la comunicación del paisaje cultural, arqueológico y natural a lo largo del valle del Tíber, en la zona Sabina entre Monte
Soratte y la antigua ciudad de Lucus Feroniae (Capena). Actualmente están en proceso de construcción varias aplicaciones de realidad
virtual, contenidos multimedia, junto con un sitio web, a los que se tendrá acceso en diversos museos de la zona así como en un museo
central ubicado en Roma. Las diferentes fases de trabajo se centrarán en la construcción de una base de datos arqueológicos geo-espacial,
en la reconstrucción del paisaje antiguo y en la creación de los modelos virtuales de los sitios arqueológicos más importantes. Este
documento se centra en la metodología utilizada, desgranado los resultados presentes y futuros esperados.
Palabras Clave: REALIDAD VIRTUAL, PAISAJE CULTURAL, ENFOQUE MULTIDISCIPLINARIO, RED DE MUSEOS, SIG
Abstract
The aim of the Virtual Museum of the Tiber Valley project is the creation of an integrated digital system for the knowledge, valorisation
and communication of the cultural landscape, archaeological and naturalistic sites along the Tiber Valley, in the Sabina area between
Monte Soratte and the ancient city of Lucus Feroniae (Capena). Virtual reality applications, multimedia contents, together with a web site,
are under construction and they will be accessed inside the museums of the territory and in a central museum in Rome. The different
stages of work will cover the building of a geo-spatial archaeological database, the reconstruction of the ancient potential landscape and
the creation of virtual models of the major archaeological sites. This paper will focus on the methodologies used and on present and
future results.
Key words: VIRTUAL REALITY, TIBER LANDSCAPE, MULTIDISCIPLINARY APPROACH, INTEGRATION,
MUSEUMS NETWORK, GIS.
1. The project: goals, philosophy, methodology
There are no knowledge and communication without context,
there is no museum without territory and is difficult to
understand an area without a museum or a museum network.
The Virtual Museum of the Tiber Valley has been conceived in
order to increment and disseminate the knowledge of the
territory and encourage the people to visit some important and
beautiful places that are still marginal in relation with the main
touristic itineraries, too much focused on the Capital. The Sabina
area, north of Rome, between Monte Soratte and the ancient city
of Lucus Feroniae (Capena) and along the ancient consular road
via Salaria, has been taken in consideration.
Virtual reality applications, multimedia contents, together with a
web site, will support the public before and during the visit of
the real sites through the access to cultural contents while
attending places, museums, sites, itineraries. From the same
dataset many elaborations and specific communicative formats
accessible from multiple platforms will be realized: a spectacular
installation of virtual reality in the roman museum (conceived as
a sort of “portal” to the discovery of the external territory) based
on the use of natural interfaces to explore the landscape in its
interpretative and emotional dimensions; narrative and
multimedia guides for mobile devices to be used during the visit
of archaeological sites or naturalistic oasis; movies and
multimedia in the small museums of the territory dedicated,
together with a web site, to the evolution of the cultural
landscape during the centuries (prehistorical, pre-roman, roman,
medieval and actual periods); multimedia iBooks multi-touch. In
the virtual museum the information is organized as a network of
data, paths, themes highlighting the relations among sites,
settlements, human activities, land, memory and history, the
river environment in its developments and transformations. The
project, supported by Arcus s.p.a., started in July 20111 and it
will be finished in 2013; it involves a multidisciplinary team
composed by CNR and University researchers (archaeologists,
art historians, geologists, ethologists, cognitivists, computer
scientists, surveyors, computer graphics) but also by artists,
musicians and public stakeholders.
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2. The ancient potential landscape
reconstruction
a. Geology, soil-landscape and potentiality
One of the priorities of the project was to find a convincing
method to simulate the ecosystems and the soil use in the past,
finalized to the reconstruction of the potential ancient landscape
of the Tiber Valley in different ages. A fundamental contribution
comes from geological and pedagogical studies.
The area is composed mainly of sandy and conglomeratic
sedimentary hills, which are partially covered by MiddlePleistocene volcanic sediments, and to the east of calcareous
mountain ranges reaching altitudes over 1200 m a.s.l. The Tiber
valley occupies the depression separating the two volcanic
edifices, Sabatino and Albano.
The basis of the landscape study has been the existing semidetailed Soil-Landscape map, a theme showing the soil
distribution in its context of lithology, morphology and
watersheds. From this map, in combination with the known
phytoclimatic spatial variation, the production potential for
cereals (eventually with vine rows), olive/fruit trees and forests
was derived. Several relative density scenarios of the various
cultures were proposed.
Figure 1. Eco-landscape map of the Tiber Valley Project area, with the
proposed Tiber course for the Roman period.
In order to express the potential for the natural vegetation
systems, the same data were used to create an Eco-Landscape
map (fig.1). This map has a condensed legend with respect to the
original, and has formed the landscape “input” for the
reconstruction of the historical vegetation distribution. Striking
for instance is the contrast in plant potential between the
volcanic lands - with moderate slopes, a high water retention
capacity, almost never stony and with a good natural fertility and the pre-volcanic environments, with diametrically opposed
characteristics.
During the historical time span relevant to the project,
coinciding with the Upper Holocene, the morphology of the
hills, mountains, river terraces and valley floor should not have
undergone perceptible changes, but the valley floor drainage
conditions and the Tiber river course may have varied sensibly.
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The reconstruction of the latter was based upon the present
distribution of the river curves and the terraces, the presumed
persistence in time of the narrow and steep passage near
Nazzano, and moreover upon aerial photographs and historical
maps. Successively, the proposed Tiber courses for the various
periods were checked against the archaeological data. Older
landscape reconstructions, referring to the Upper Pliocene and
the Pleistocene, were based upon existing literature (PAROTTO,
2008).
This project has thus been characterized by an strong integration
and feedback between physical landscape and vegetation
elements and historical and archaeological data. In fact all the
geological and pedagogical data, as the natural ecosystems, have
been compared and overlapped with the archaeological data, in
order to simulate how the natural and antropic landscapes could
combine each other in different ages.
b. The archaeological GIS
One of the main goals of the project is the interpretation and
reconstruction of the landscape in its diachronic dimension in
three different phases: the Bronze and Iron Age, the Roman
period and the Middle Age. In order to obtain the virtual
reconstruction of the landscape through the time, we have
crossed data coming from different disciplines (geology,
archaeology, pedagogy, history, botanic, literature) and in
different formats (GIS datasets, archaeological reports, scientific
articles), to obtain a Geographic Information System of the
landscapes in the three chronological phases (fig.2). Accordingly
to this goal, we collected all the data that could help us
understand the natural environment in the past and its
interaction with the human population of the Tiber Valley. First
of all, working on the actual Digital Terrain Model (TARQUINI
et al., 2007; TARQUINI et al., 2012), it was possible to
reconstruct the orographic evolution of the Latium area, with
the different stages of digression of the coastline and of the
raising and lowering of the terrain.
In the meanwhile, we needed as many data as possible regarding
the modes of human settlement and land use through the time,
so we made an in-depth research about the different ethnic and
cultural facies that occupied the area and their habits of life:
Etruscans, Sabines, Faliscans, Romans and so on. The main
problem regarding this part of the project was that the Tiber
Valley was the object of many research projects in the past, but
really a few of them realized a detailed and available cartographic
output. Consequently, we started from scratch a new GIS
project collecting all the basic data concerning the area of the
medium Tiber Valley. The basic cartographic support was
provided through the use of 1:25000 scale maps produced by the
Istituto Geografico Militare and available by WMS and of
1:10000 scale maps produced by the Regione Lazio, the
geological map and the Carta dell’Agro, which registers all the
archaeological evidences of the city of Rome.
For the generation of the archaeological GIS, we made an
extensive perusal of the bibliographic sources, interacting also
with the Soprintendenza per i Beni Archeologici dell’Etruria
Meridionale, to make accurate topographical and 3D reliefs of
the sites of Lucus Feroniae and Villa dei Volusii Saturnini. Besides
the study of the two main archaeological sites which will be the
focuses of the Virtual Museum together with the natural
protected area of Nazzano, we built a GIS which includes data
for 200 sites classified by chronology (Bronze and Iron Age,
Roman period, Middle Age), typology (sanctuary, town, villa,
99
river port, ford, …) and extension. Another important part of
the GIS implementation has been the study of the ancient
communication routes: for reconstructing the itineraries of the
Via Tiberina, on the right bank, of the Via Salaria on the left
one, and of other secondary roads we used the published studies,
the most recent archaeological data coming from the excavations
of the Soprintendenza dell’Etruria Meridionale and, finally, our
own surveys in order to register the remainings of the ancient
routes.
the part of the landscape not affected by human actions. This
kind of areas are relatively easy to be set up, according to the
already mentioned data, which are the fundamental influencing
factors. Over this naturally-shaped landscape, a second series of
layers has to be defined: the anthropic landscape. The working
process is, in this step a bit more complex. starting from the
settlements, known through the historical sources and the
archaeological data, areas of main influence are drawn as circular
buffers whose dimension can be defined according to specific
studies. The so-called site-catchment analysis, is a spatial study
used in archaeology since about 40 years ago (HIGGS & VITAFINZI, 1970) and applied to GIS analysis since 20 (GAFFNEY
& STANCIC, 1992).
In our effort, we took into consideration many land factors:
distance from settlements, from water supplies, from routes,
kind of soil, sun exposition, slope, terrain elevation and cost (in
terms of effort requested to reach each soil point from the
settlement. All these factors were given different weight in
relation to the technological and organization features of the
community in the considered time span. The result is a map of
the most suitable land units for cultivation (fig. 3). The
determination of a threshold in this whole was then performed
calculating the harvesting needs of the community, and a further
step has been the definition of two main cultivation classes for
the terrain, according to the slope (0-7% and 7-20%) respectively
assigned to cereals and to fruit trees (but it is important to keep
in mind that, up to the middle ages, cultivation was performed
mixing together different plant species).
Figure 2.GIS of the archaeological evidences in the project area.
Another important aspect, especially for the Roman period, was
the identification of the traces of centuriationes (agricultural
divisions) (CAMBI, 2004; STERNINI, 2004): these data were
particularly useful for the generation of the reconstructed
landscape, since they allowed us - when available - to clearly
identify the portion of territory belonging to a given village.
At present, the elaboration of the Geographic Information
System of the archaeological evidences is maintained updatable
with new data and sources of information available. The outputs
of this work, impressive because of the lack of a comprehensive
and open collection of all the archaeological sites falling in the
project area, were the basis for the subsequent work aimed at
reconstructing the distribution of ancient ecosystems and
vegetation of the landscape through time.
c. Development and mapping of the natural and anthropic
ecosystems
The first task after the GIS creation is the definition of different
ecosystems characterizing - in each historical period - the
different parts of the landscape. Each ecosystem is a collection
of many plant species whose presence, height and density is
highly interconnected and influenced by many factors such as
geological soil composition, slope, sun exposition, closeness to
water streams and so on. Two main steps are requested in such a
perspective: the first one is related to the natural ecosystem: i.e.
Figure 3. First elaboration of a cultivation potential map for the Roman
period.
d. From GIS to the real time graphic engine
The data coming from GIS have been translated in a compatible
format for two different kinds of visualization/outputs: video
and real-time applications. We chose to export from GIS
software (Grass) the height maps in GeoTIFF image format in
order to keep the necessary geographical information associated
to the terrain tiles and, as next step, to generate from the height
maps the 3D model of the terrain inside other applications (Vue
for movie and Unity3D for real time exploration).
Then geotiff grayscale images for the video applications were
used without further modification to generate terrain in Vue
with the technique of displacement mapping, while those
destined for real time applications have been saved in RAW
Diciembre 2012
100
format, which is the only format suitable for the Terrain Modul
of Unity 3D. It would be also possible to directly import 3D
mesh in the real time engine, but in this way we could not take
advantage of the enormous potential of terrain generator
embedded in the software. In fact, using RAW images and
generating the 3D model in real time, inside Unity 3D, a series of
very useful tools become available such as the automatic LOD
function (Level Of Detail), that make the mesh more or less
resoluted in terms of polygons in relation to the distance of the
virtual camera from the ground; the terrain sculpting, useful to
adapt perfectly the terrain to the 3d models of Lucus Feroniae or
Villa dei Volusii Saturnini; the Splat Maps, useful to paint directly
on the terrain textures such as sand, grass or gravel, and finally
the possibility to put onto the terrain thousand of trees, bushes,
flowers, grass, stones and so on just with a painting action.
Figure 4. Rendering of the 3D reconstruction of the Roman city of Lucus
Feroniae
3. From survey to the 3D models: Virtual
reconstruction of Lucus Feroniae
All the data coming from the archaeological survey and
excavations, such as CAD, drawings, photos and historical
sources, were collected and used to set the reconstructive models
of Lucus Feronie, a small roman settlement placed in the north-est
of Rome along the Tiber river. The reconstructive hypotheses
were based on analogy, comparisons and deduction criteria
(MORACHIELLO & FONTANA, 2009). For most part of the
structures we referred to the 1st century architectures of Pompei,
Rome and Ostia.
After the interpretative studies, the CG reconstruction was
developed and the buildings were modeled using Autodesk
3DStudio Max. The 3D modeling work was approached using
2D plan and profiles as reference, coming from architectural
survey with laser total station and GPS, then the height was
extruded and the supposed volumes were built.
All the models were unwrapped and mapped with textures made
“ad hoc” using a photographic campaign “in situ” in order to
make them as real and likely as possible. Finally the most
complex architectural elements, such as bas-relief worked altars
and statues, were modeled using dense stereo matching
techniques and after optimizing the polygons with sculpting
software (for both uses, in real time application and movie
rendering). Up to now, we obtained the followings models in the
Traianus period: 4 roman domus and tabernae bloks, the forum, the
schola (fig.4) and the sacred area composed by the Basilica, the
Augusteum and a temple. In the next steps we are going to add also
the thermal baths and the anphiteatrum. As first output, the 3D
scene have been integrated with landscape and vegetation and
implemented in a real time engine (Unity 3D) in order to get an
immersive VR application for cultural dissemination.
4. Conclusions
The Tiber has always been a central presence for the
development of the territory of Rome. Despite its economical
importance has probably reduced, a strong tendency to regard
the river as a mirror of our cultural identity still remains: the
"God Tiber", author, witness and keeper of history, the
repository of memory, shaper of the landscape, vehicle for
transformation.
In the project the theme of the river is faced following a
multidisciplinary and multidimensional approach: we offer both
holistic and monographic representations (landscape and
“landings”), in diachronical, evolving visions.
Starting from common resources we are developing a variety of
outputs for many targets and contexts of fruition, in order to
support the knowledge of the territory in different phases: from
the preparation of the visit, to the moments of its execution,
remembering and sharing.
The project is still in progress and we hope it will be able to
promote local knowledge, creativity, development of local and
foreign tourist flows, in order to overcome, at least partially, the
fragmentation of the numerous museums, itineraries and local
realities disseminated in the territory, contributing to the
valorization and promotion of such an important context.
Acknowledgements
We want to thanks Arcus Spa, the Regional Direction of the Ministry of Cultural Heritage and the Soprintendenza all'Etruria Meridionale,
the colleagues of FBK Fundation, the Museum of the River in Nazzano, all the team of CNR ITABC.
Diciembre 2012
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References
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VITRUVIO, De Architectura.
Diciembre 2012
102
Tecnologías para museos virtuales en dispositivos móviles
María Dolores Robles Ortega, Francisco R. Feito Higueruela,
Juan José Jiménez Delgado y Rafael J. Segura Sánchez
Resumen
Gracias al desarrollo de las nuevas tecnologías, los museos virtuales han ido evolucionando e incorporando nuevos contenidos con el objetivo de facilitar la
transmisión del conocimiento. Evidentemente, con el auge actual de los dispositivos móviles, sería conveniente que todos estos elementos pudieran ser accesibles desde
este tipo de herramientas.
En este artículo se realiza un estudio de los principales lenguajes utilizados para el desarrollo de museos virtuales y su posible adaptación para su uso en
dispositivos móviles. En concreto, se valorarán las siguientes tecnologías: Flash, VRML y X3D. Se describirán asimismo los trabajos iniciales realizados para
adaptar el Museo Virtual de Arte Ibérico desarrollado en trabajos anteriores con el objetivo de visualizarlo en un dispositivo Samsung Galaxy Tab 10.1 con
sistema operativo Android.
Palabras Clave: MUSEOS; WEBGL; X3D; X3DOM; DISPOSITIVOS MÓVILES
Abstract
Virtual museums have incorporated new contents which make the knowledge transmission easier, thanks to the development of the new technologies. Evidently, it
would be desirable that all these new elements could be accessed using any mobile device.
In this paper we study the main graphical languages to create 3D virtual museums and the process to adapt it to mobile devices. Specifically, we focus on the
following technologies: Flash, VRML and X3D. We also explain the initial process to migrate the Virtual Museum of Iberian Art developed in a previous work
in order to be renderized using a Samsung Galaxy Tab 10.1 with Android as operative system.
Key words: MUSEUMS; WEBGL; X3D; X3DOM; MOBILE DEVICES
1. Introducción
Un museo, según el Consejo Internacional de Museos (ICOM,
http://icom.museum), puede definirse como una institución sin
fines de lucro y abierta al público cuya finalidad consiste en la
adquisición, conservación, estudio y exposición de los objetos
que mejor ilustran las actividades del hombre o que son
culturalmente importantes para el desarrollo de los
conocimientos humanos.
Tradicionalmente los museos han sido centros pasivos de
exposición. Sin embargo, hoy día están en continua evolución,
convirtiéndose en centros de activos de experimentación en los
que la participación del público toma una especial relevancia
(CABALLERO, 2011).
La mayoría de los museos reales actuales disponen de museos
virtuales asociados, que permiten acceder a sus contenidos a
cualquier persona desde cualquier lugar del mundo en cualquier
momento y, más específicamente, a estudiantes y profesores
(HANISCH, 2000). Estos contenidos virtuales preservan,
asimismo, los objetos obtenidos tras las investigaciones de
posibles saqueos, actos de vandalismo o incluso desastres
naturales (HARNAUD, 2007), evitando también el problema de
falta de espacio para las exhibiciones de piezas y elementos.
La evolución de estos museos virtuales se ha desarrollado
paralelamente a la evolución de las nuevas tecnologías. Así, las
primeras páginas de museos que contenían únicamente imágenes
Diciembre 2012
y fotografías de las piezas y fragmentos han sido sustituidas por
nuevos contenidos interactivos que permiten al usuario acceder a
recursos e información adicional sobre los fragmentos. Además,
en la mayoría de los casos, se han incluido modelos
tridimensionales que aportan una mayor cantidad de
información que sus correspondientes imágenes 2D.
El siguiente paso en este proceso es permitir que los museos
virtuales sean accesibles a través de dispositivos móviles. Para
ello, es necesario realizar un procedimiento de adaptación de los
contenidos actuales a un formato adecuado para este tipo de
herramientas.
En este artículo se realiza un estudio de las principales
herramientas utilizadas en el desarrollo de museos virtuales y su
posible adaptación para su uso en dispositivos móviles. En
concreto, se valorarán las siguientes tecnologías: Flash, VRML y
X3D. Se describirán asimismo los trabajos iniciales realizados
para adaptar el Museo Virtual de Arte Ibérico desarrollado en
(ROBLES ORTEGA, 2011) para su uso en un dispositivo
Samsung Galaxy Tab 10.1 con sistema operativo Android. En
cada caso, se indicarán los problemas observados respecto a la
visualización de las escenas utilizadas usando el navegador
Firefox Mobile.
103
2. Lenguajes tradicionalmente utilizados para
crear museos virtuales. Uso en dispositivos
móviles
Los primeros museos virtuales estaban formados por un
conjunto de páginas web (en su mayoría estáticas, aunque en
algunos casos dinámicas) en las que se mostraban imágenes y
fotografías de los elementos expuestos junto con una breve
descripción. Estos portales, generalmente, pueden visualizarse
sin ningún tipo de problema en dispositivos móviles utilizando
alguno de los diferentes navegadores disponibles para este tipo
de herramientas.
Sin embargo, estos primeros museos ofrecían una interactividad
limitada, por lo que fue necesario incluir técnicas utilizadas en
otros campos como, por ejemplo, la informática gráfica. De esta
forma, se mejoró la calidad de los contenidos ofrecidos y las
posibilidades de acceder a información adicional. En concreto, la
utilización de técnicas de Realidad Virtual supuso una mejora en
la experiencia del usuario gracias a la inclusión de modelos
tridimensionales con los que el visitante podía interactuar. De
esta forma, el usuario no sólo podría visualizar las piezas tal y
como lo haría en un sitio tradicional, sino que también podría
moverlos y observar nuevas características y detalles que no vería
a través de una simple imagen. Por tanto, el uso de estos
métodos permite que la visita a un museo virtual sea más realista.
Al contrario que con las páginas HTML tradicionales, en el caso
de museos que incluyen contenidos 3D la visualización en
dispositivos móviles no suele ser inmediata. Esto se debe a que
no existe un soporte adecuado en este tipo de herramientas para
algunas de las tecnologías tradicionalmente utilizadas para
generar modelos tridimensionales. Además, hay que tener en
cuenta la baja capacidad gráfica y de memoria de los terminales
móviles frente a los tradicionales. Aunque estas herramientas
cada día disponen de mejores prestaciones, en muchos casos no
es posible realizar una visualización correcta de los museos ya
existentes. Así, podría ser necesario reducir el tamaño de la
escena original para obtener un rendimiento aceptable de la
aplicación.
A continuación se expone una lista con los lenguajes más
utilizados para generar museos virtuales, indicando para cada
uno de ellos ejemplos reales y la posibilidad de visitarlos usando
un dispositivo móvil con sistema operativo Android.
QuickTime (http://www.apple.com/es/quicktime) Aunque
realmente no muestra contenido 3D, permite visualizar
fotos panorámicas de las salas reales del museo. La
interactividad que permite es reducida y limitada al giro de
la cámara. Es común en muchos museos como, por
ejemplo, el de Louvre incluye visitas virtuales utilizando
esta tecnología. Aunque actualmente QuickTime no
dispone de una versión para Android, existen otros
programas que podrían utilizarse para visualizar este tipo de
contenidos. (http://www.louvre.fr/llv/commun/home.jsp)
Flash (http://www.adobe.com/es/products/) Es una de las
tecnologías más utilizadas actualmente para la creación de
contenidos interactivos en Internet. La página del Museo
del Prado, por ejemplo, incluye esta clase de elementos
(http://www.museodelprado.es/). Existe una versión que puede
descargarse e instalarse en Android, tal y como se explica
en la Sección 3.
XVR (http://www.vrmedia.it/) Tiene una arquitectura
modular y proporciona un lenguaje de script orientado a
realidad virtual para programadores, lo que permite generar
contenidos más complejos con dispositivos avanzados
como trackers, sistemas de proyección estéreo o HMDs.
Un ejemplo de aplicación que utiliza esta tecnología es la
Piazza dei Miracoli en Pisa, que puede consultarse a través
de
la
página
http://piazza.opapisa.it/3D/index.html.
Actualmente el plugin sólo está disponible para sistemas
operativos Windows 98/Me, 2000/XP y Vista.
VRML (Virtual Reality Modeling Language) Ha sido un
estándar para el intercambio de contenido 3D en sistemas
web hasta su reemplazo por X3D. Se ha utilizado en la
creación de numerosos sitios de museos virtuales como,
por ejemplo, INUIT3D (CORCORAN, 2002), en la que los
usuarios pueden visitar tres salas de exposiciones e
interactuar con doce modelos tridimensionales o el sistema
Minerva (AMIGONI, 2009), que facilita la organización de
los museos estableciendo diferentes colecciones o
exposiciones. Asimismo se puede utilizar con sistemas de
proyección estéreo (ROBLES ORTEGA, 2010).
X3D
(Extensible
3D,
http://www.web3d.org/x3d/)
Desarrollado por el Consorcio Web3D, es el sucesor de
VRML. Permite generar contenidos 3D interactivos, tanto
estáticos como dinámicos. Está basado en XML y puede
utilizarse conjuntamente con tecnologías como Ajax y PHP
para el acceso a bases de datos. Se ha utilizado para crear
museos dinámicos como el prototipo de museo virtual de
Arte Ibérico desarrollado por los autores que puede
consultarse
en
la
página
http://150.214.97.135/X3D/English/indexEngl.htm.
3DVia (http://www.3dvia.com/downloads) Permite crear
modelos y entornos 3D de los que el usuario puede obtener
algún tipo de información adicional. Existen versiones
disponibles tanto para iPad como para iPhone. El museo de
Louvre incluye elementos de este tipo.
WebGL (http://www.khronos.org/webgl/) Permite incluir
modelos 3D en páginas web a través de HTML5 sin
necesidad de instalar ningún plugin adicional. Ya existen
algunos museos que lo utilizan como Wikipedia Art Gallery
(http://www.wikiartgallery.org/about.html). Se prevé que en un
futuro todos los navegadores soporten esta tecnología.
Actualmente es compatible con navegadores móviles como
Ópera, Chrome y Firefox Mobile.
O3D (http://code.google.com/intl/es-ES/apis/o3d/) Se trata de
una API web de software libre que permite crear
aplicaciones 3D completas e interactivas. Inicialmente se
creó como un plugin pero actualmente existe una nueva
versión implementada sobre WebGL. La Universidad de
Queensland ha desarrollado un proyecto (3DSA) que
permite realizar anotaciones en modelos tridimensionales
utilizando O3D. Existe una versión accesible en Internet
desde
la
dirección
http://itee.uq.edu.au/~eresearch/projects/3dsa/.
Aunque existan programas que soporten las tecnologías
utilizadas en el desarrollo de un museo virtual, en muchos casos
será necesario realizar un proceso de adaptación de los
contenidos a los dispositivos móviles. En este artículo se
describen los trabajos iniciales realizados para visualizar el
Museo Virtual de Arte Ibérico desarrollado en (ROBLES
ORTEGA, 2011) usando un dispositivo Samsung Galaxy Tab
10.1 con sistema operativo Android. El objetivo final es que el
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104
museo de Arte Ibérico pueda ser visitado utilizando cualquier
dispositivo móvil.
En las siguientes secciones se describen los problemas
encontrados para cada una de las tecnologías utilizadas: Flash,
VRML y X3D.
3. Utilización de Flash en dispositivos móviles
con sistema operativo Android
A pesar de que las versiones para PC de BS-Contact pueden
mostrar tanto modelos en VRML como en X3D, en el caso de la
versión para Android utilizada (versión 7.220), sólo es posible
visualizar archivos VRML. Para ello, se debe escribir en el
navegador la dirección bscontact:file.wrl, donde file.wrl es la url
del fichero VRML que se desea visualizar. En la Figura 2 se
puede observar una captura de pantalla que muestra un modelo
tridimensional usando un dispositivo Samsung Galaxy Tab 10.1
y la aplicación BS-Contact para Android.
Flash es una de las tecnologías más utilizadas actualmente para la
creación de contenidos interactivos en Internet. Existen muchos
museos que la utilizan como, por ejemplo, el Museo del Prado
(http://www.museodelprado.es) o el Museo Reina Sofía
(http://www.museoreinasofia.es/), entre otros.
Aunque la aplicación Adobe Flash Player no está disponible para
todos los dispositivos móviles, en el caso del dispositivo
Samsung Galaxy Tab 10.1 puede ser utilizada sin problemas.
Figura 2: Visualización de un modelo VRML usando BS-Contact en un
Samsung Galaxy Tab 10.1
El principal problema de esta versión de BS-Contact es que
proporciona una interactividad limitada y la imposibilidad de
mostrar archivos en X3D. Tal y como se ha comentado
anteriormente, VRML ha sido sustituido en la mayoría de los
museos virtuales por modelos X3D, por lo que esta aplicación
no resulta válida para realizar una visita a museos ya disponibles.
Figura 1: Visualización de un archivo Flash usando el navegador Ópera en
un dispositivo Samsung Galaxy Tab 10.1
Sin embargo, en el caso del navegador Firefox actualmente no
está disponible el plugin para visualizar este tipo de archivos.
Esto supone una limitación cuando se visitan muchos de los
museos actuales. Para Ópera Mobile, en cambio, es posible
habilitar una extensión para mostrar estos contenidos, como se
puede apreciar en la Figura 1.
4. Utilización de VRML en dispositivos móviles
con sistema operativo Android
Tal y como se ha comentado anteriormente, VRML (Virtual
Reality Modeling Language) ha sido un estándar para el
intercambio de contenido 3D en sistemas web hasta su
reemplazo por X3D.
Aunque existen diferentes visores y plugins para visualizar
archivos VRML en distintos navegadores y sistemas operativos,
la mayoría de éstos no disponen de una versión operativa para
Android. Entre las aplicaciones disponibles, puede destacarse el
plugin de BS-Contact (http://www.bitmanagement.de/).
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La alternativa propuesta en este artículo para realizar esta tarea es
visualizar los modelos X3D utilizando la tecnología WebGL, tal
y como se describe en la siguiente sección.
5. Utilización de X3D y WebGL en dispositivos
móviles con sistema operativo Android
El lenguaje X3D, desarrollado por el consorcio Web3D, permite
generar contenidos 3D interactivos, tanto estáticos como
dinámicos. X3D está basado en XML y puede utilizarse
conjuntamente con tecnologías como Ajax y PHP para el acceso
a bases de datos. Al igual que para VRML, se necesita un plugin
que permita visualizar el contenido 3D en una página web. En el
caso de dispositivos de escritorio existen varias herramientas
disponibles. Para móviles, en cambio, en este momento no se
han desarrollado programas de este tipo.
Para evitar estos problemas, se propone utilizar WebGL
(http://www.khronos.org/webgl/). Este nuevo estándar para
visualización de gráficos 3D en Internet permite incluir modelos
3D en páginas web sin necesidad de instalar ningún plugin
adicional. Para ello, se complementa con otras tecnologías como
el futuro estándar HTML5 (MARRIN, 2011). En cuanto a
navegadores compatibles, la mayoría de ellos pueden mostrar
este tipo de contenidos, tanto en dispositivos móviles como de
escritorio.
105
WebGL, por tanto, parece ser la solución para poder visitar los
museos virtuales ya existentes en móviles o tabletas. Sin
embargo, surge un problema adicional: WebGL no puede
visualizar directamente los modelos X3D, sino que es necesario
un proceso de migración a la nueva tecnología. Este
procedimiento es complejo, puesto que no existe una
correspondencia directa entre ambos lenguajes.
El primer cambio que debe realizarse es modificar la página de
inicio para que incluya el fichero X3D de la escena que se desea
visualizar. Para ello, en la cabecera del archivo xhtml debe
incluirse el fichero javaScript de la librería: el x3dom.js, tal y
como se muestra en la Tabla 1. El resultado final tras visualizar
el código de este ejemplo en el navegador Firefox Mobile se
puede apreciar en la Figura 3.
Para evitar este proceso de traducción puede utilizarse la librería
X3DOM [BEHR, 2009] que permite la integración directa de la
escena X3D en la estructura DOM (Document Object Model)
de HTML5 con ciertas limitaciones (ROBLES-ORTEGA,
2012). X3DOM se está utilizando actualmente en diferentes
proyectos (ZOLLO, 2011; BEHR, 2011).
Además de la modificación de la página inicial, es necesario
realizar un proceso previo de adaptación del museo en X3D para
su correcta visualización usando X3DOM. Así, se debe
comprobar la compatibilidad de los distintos tipos de nodos y
campos utilizados en la escena. En los siguientes apartados se
explican los problemas encontrados para los distintos tipos de
nodos: geometría, realismo y navegación
A continuación se describen los trabajos iniciales realizados para
mostrar el Museo de Arte Ibérico utilizando WebGL y X3DOM
usando el navegador Firefox Mobile.
<html >
<head>
<title>Hello World</title>
<link rel="stylesheet" type="text/css" href="x3dom.css" />
<script type="text/javascript" src="x3dom.js"></script>
</head>
<body>
<X3D
xmlns="http://www.web3d.org/specifications/x3d-namespace"
showStat="false" showLog="false" x="0px" y="0px"
width="1200px" height="600px" altImg="helloX3D-alt.png">
<Scene>
<Viewpoint description="Camera1" fieldOfView="0.75" orientation="0.0 1.0 0.0 0" position="-12.27975 4.0 25.0"/>
<Inline DEF="fichero" url="UrlFicheroX3D.x3d" />
</Scene>
</X3D></body>
</html>
Tabla 1: Código para visualizar un fichero X3D en una página web usando X3DOM
5.1. Geometría
X3D admite diferentes nodos de geometría, que pueden
clasificarse como objetos primitivos simples (esferas, cilindros,
conos, cajas y texto) o bien complejos (nubes de puntos, mallas
de polígonos, extrusiones, etc.). En general, X3DOM admite
soporte para la mayoría de estos elementos, aunque en algunos
casos existen problemas de compatibilidad para algunos campos
en concreto.
Figura 3: Visualización del ejemplo de la tabla 1 usando X3DOM
En el caso de la geometría del museo, ésta es relativamente
sencilla y se genera mediante mallas de polígonos (nodo
IndexedFaceSet) de X3D. Los diferentes atributos posibles de este
nodo son compatibles con X3DOM, salvo el campo ccw. Este
atributo indica si los puntos que definen una cara están
ordenados en sentido horario (valor verdadero) o antihorario
(falso). En las pruebas realizadas no ha sido posible visualizar
correctamente los objetos que tenían activado este campo, por lo
que se ha eliminado de todos los modelos del museo. En la
Figura 4 se puede observar la correcta visualización de la
Diciembre 2012
106
geometría de una sala del museo en el dispositivo Samsung
Galaxy Tab 10.1 usando X3DOM y Firefox Mobile.
cambios necesarios se obtienen resultados similares al modelo
inicial.
Otro factor que influye en la visualización de los modelos de
X3D en un dispositivo móvil es su tamaño. Así, para fragmentos
con un excesivo tamaño sería conveniente utilizar técnicas que
permitan reducir la complejidad del modelo. Por ejemplo,
podrían usarse técnicas de niveles de detalle (LODs) que
permitan eliminar detalles de las piezas que no son visibles en
una pantalla más reducida. Como X3D admite soporte para esta
técnica, la adaptación de las escenas se podría realizar de una
forma sencilla y eficiente. En el caso del museo, el proceso
consistiría en generar modelos de piezas equivalentes a las
originales, pero más simples y con un menor número de puntos
y nodos. De esta forma se mejoraría el tiempo de carga de la
aplicación en el dispositivo móvil.
Respecto a la iluminación, en las salas del museo se usan luces
puntuales que simulan lámparas reales. El nodo utilizado,
PointLight, es completamente compatible con X3DOM, tal y
como se puede observar en la Figura 6, en la que se muestra una
pared de una sala iluminada.
Figura 5: Visualización del la textura de la puerta de entrada del museo
usando X3DOM
Figura 4: Visualización de la geometría de una sala del museo usando
X3DOM
5.2. Realismo
En X3D el realismo de una escena puede mejorarse
principalmente de tres maneras: utilizando colores, añadiendo
texturas o incluyendo fuentes de luz (direccionales o puntuales).
En el caso del museo, se han utilizado estos tres tipos de
recursos, por lo que se ha estudiado su compatibilidad con
X3DOM en el Samsung Galaxy.
El primero de ellos, los colores, se consigue gracias al nodo
Appearance de X3D. Tal y como se puede observar en la Figura 4,
los atributos de este nodo son compatibles con el dispositivo
móvil y X3DOM, manteniéndose así la apariencia de la escena
original.
En el caso de las texturas se usa generalmente el nodo
ImageTexture, que es compatible con X3DOM. Sin embargo,
actualmente existen ciertas restricciones en las imágenes que
deben considerarse para obtener resultados correctos. En
concreto, para poder mostrar una textura que no sea potencia de
dos (NPOT texture, non-power-of-two texture), los campos repeatS y
repeatT deben establecerse a un valor falso. Las texturas con
tamaño potencia de dos, en cambio, pueden mostrarse sin
problemas. Por tanto, existen dos posibles soluciones para
visualizar modelos que utilicen texturas que no sean potencia de
dos: establecer el valor de los dos campos repeat a falso o bien
sustituir la textura por otra cuyo tamaño sea potencia de dos. Tal
y como se puede observar en la Figura 5, tras realizar los
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Figura 6: Visualización de una sala del museo iluminada usando
X3DOM
5.3. Navegación
La implementación actual de WebGL conjuntamente con
JavaScript proporciona algunos métodos básicos de navegación e
interacción, aunque es posible también definir nuevos
mecanismos de movimiento personalizados.
En el caso de la navegación, se permiten los modos Examine,
Walk, Fly y LookAt de X3D, por lo que deberían ser compatibles
con las escenas originales. No obstante, cuando se ha visualizado
el museo utilizando el dispositivo Samsung Galaxy Tab, se han
observado problemas relativos al movimiento en la escena y a la
posibilidad de cambiar el tipo de navegación. Por ello, en el
futuro se desea realizar un estudio en profundidad de estos
problemas para determinar una solución adecuada a los mismos.
107
6. Resultados
A continuación se muestran algunas capturas de pantalla
obtenidas tras adaptar una de las salas del Museo Virtual de Arte
Ibérico para su visualización en un dispositivo móvil Samsung
Galaxy Tab 10.1 con sistema operativo Android.
Tal y como se puede observar en las Figuras 7 – 10, todos los
elementos de la escena se muestran de forma correcta en la
posición adecuada. Por tanto, se puede concluir que es posible
visualizar una escena X3D en un dispositivo móvil utilizando
WebGL, manteniendo la estructura original.
En la siguiente sección se describirán las principales líneas de
investigación futuras que permitan incorporar la interacción al
museo de forma que, al igual que en el portal original, se pueda
obtener información adicional sobre las piezas simplemente
pulsando sobre ellas.
Figura 9: Visualización de una sala del museo usando X3DOM
7. Conclusiones y trabajos futuros
En este trabajo se han descrito algunas de las tecnologías más
importantes que pueden utilizarse para visualizar contenidos
tridimensionales en dispositivos móviles con sistema operativo
Android. En concreto, se han evaluado las siguientes
tecnologías: Flash, X3D y WebGL utilizando X3DOM.
Se ha explicado además el procedimiento seguido para adaptar
una escena previamente creada en X3D para su visualización
mediante X3DOM. Tal y como se ha descrito en la sección de
resultados, se han obtenido resultados correctos respecto a la
escena inicial.
Sin embargo, para incrementar la funcionalidad de la aplicación
es necesario llevar a cabo un estudio de los métodos de
navegación de X3DOM en dispositivos móviles, así como de los
mecanismos de interacción. De esta forma, se podrá adaptar
completamente el museo original para su visualización en un
dispositivo móvil, manteniendo la funcionalidad inicial.
Acknowledgments
Este trabajo ha sido parcialmente subvencionado por la Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa de la Junta de Andalucía bajo el
proyecto P07-TIC-02773 y por el Ministerio de Educación y Ciencia de España y la Unión Europea a través de los Fondos FEDER, bajo
el proyecto de investigación TIN2011-25259.
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Diciembre 2012
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Arqueología Virtual en Dispositivos Móviles.
Un Caso Práctico: Patrimonio Defensivo Medieval.
José M. Noguera1, María V. Gutiérrez2, Juan C. Castillo2, Rafael J. Segura1
1Grupo
2Grupo
de Gráficos y Geomática de Jaén. Departamento de Informática.
de Investigación del Patrimonio Arqueológico de Jaén. Departamento de Patrimonio Histórico.
Universidad de Jaén. Jaén, España.
Resumen
La arqueología virtual es un interesante canal de promoción del patrimonio con fines turísticos. En este trabajo proponemos aplicar técnicas de realidad virtual
en dispositivos móviles a fin de aprovechar las ventajas únicas que brindan dichas plataformas: ubiquidad y localización. Primeramente, describimos una
arquitectura cliente-servidor capaz de proporcionar mapas 3D realistas en dispositivos móviles en función de la localización del usuario. A continuación,
describimos un caso de estudio que consiste en aplicar dicha arquitectura para implementar una guía turística en 3D. El objetivo de esta guía es divulgar y
promocionar la organización territorial y las edificaciones defensivas existentes en el “Concejo de Baeza” (España) durante la baja Edad Media. Si bien, la guía
se puede extrapolar fácilmente a otros periodos y áreas geográficas.
Palabras Clave: COMPUTACIÓN MÓVIL, REALIDAD VIRTUAL, MAPAS 3D, TURISMO, PATRIMONIO ARQUEOLÓGICO.
Abstract
Virtual archaeology is an interesting way to promote cultural heritage with touristic purposes. This paper proposes to apply virtual reality techniques on mobile
devices in order to exploit the unique features provided by these devices: ubiquity and location-awareness. Firstly, we propose a client-server framework that provides
realistic 3D maps on mobile devices according to the user’s location. Following, we describe a study case that applies this technology to implement a 3D touristic
guide. This guide aims at promoting the territorial organization and defensive buildings during the low Middle Ages in the “Council of Baeza”, Spain. However,
the proposed guide can be easily expanded to cover any geographic area and historic age.
Key words: MOBILE COMPUTING, VIRTUAL REALITY, 3D MAPS, TOURISM, ARCHAEOLOGICAL HERITAGE.
1. Introducción
La utilización del patrimonio natural y cultural con fines
turísticos es un importante generador de riqueza en países como
España. No obstante, existe un extenso legado patrimonial
ubicado en zonas rurales que queda fuera de las rutas habituales
de turismo. Es por ello que urge encontrar vías atractivas para
dar a conocer y poner en valor esta riqueza patrimonial oculta.
Un método de promoción habitual es la elaboración de guías
turísticas impresas o multimedia (portales web, etc.). Estas guías
tienen una doble utilidad: a) para dar a conocer destinos
potencialmente interesantes; y b) como referencia antes y durante
la visita. Las guías suelen incorporar mapas y planos para ayudar
al turista a orientarse y a situarse espacialmente. Pero interpretar
estos mapas requiere de ciertos conocimientos topográficos para
relacionar el entorno 3D que rodea al usuario con la
representación abstracta en 2D que ofrece el mapa. En cambio,
una vista virtual en 3D puede asociarse inmediatamente y de
manera intuitiva con el paisaje que rodea al usuario
(NURMINEN, 2008). Por tanto, y dada la creciente
competitividad entre destinos turísticos, la realidad virtual ha
emergido como un canal de promoción y divulgación atractiva e
interactiva, capaz de aportar un interesante elemento
diferenciador (BAEZA, 2011).
Existen herramientas de realidad virtual aplicadas al turismo que
permiten realizar vuelos interactivos sobre comarcas o lugares de
interés turístico y/o patrimonial. Ejemplos son algunos portales
web de turismo, puntos de información turística táctiles,
aplicaciones para PC basadas en Google Earth, etc. Pero, por lo
general, estas herramientas no se encuentran disponibles cuando
más necesarias son, esto es, cuando el usuario ya se encuentra de
viaje. Resulta clara la utilidad de disponer de una herramienta
accesible en cualquier lugar y momento que proporcione
información adecuada según la posición geográfica en la que se
encuentre el usuario.
En los últimos años, la computación móvil ha tenido un
espectacular
auge.
Según
(INTERNATIONAL
TELECOMMUNICATIONS UNION, 2011), a finales de 2010
la tasa de penetración de la telefonía móvil en los países
desarrollados superaba el 100%, y el porcentaje de abonados a
banda ancha móvil era del 46%.
Esta popularización de los dispositivos móviles (teléfonos
inteligentes, tabletas...) ha provocado que sus características
técnicas sean cada día mejores. Además, la mayoría de
dispositivos modernos proporcionan conectividad ubicua a
Internet y capacidad de detectar tanto la localización geográfica
como la orientación del usuario (CAPIN, 2008). Estas
características hacen que estos dispositivos sean plataformas
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Figura 11. Arquitectura cliente-servidor.
ideales para la implementación Sistemas Basados en la
Localización (LBS, de “Location Based Services”).
La herramienta que aquí presentamos podría resumirse como
una aplicación de realidad virtual para dispositivos ubicuos, de
manera que éstos se conviertan en un medio de divulgación y
promoción del patrimonio natural y arqueológico. Las
aportaciones de este trabajo son las siguientes:
En primer lugar, se describe una infraestructura clienteservidor que, empleando geo-localización, posibilita la
generación de una representación virtual en 3D realista del
entorno geográfico que rodea al usuario en su dispositivo
móvil. Esta representación virtual se aumenta con puntos
de interés (POIs) naturales y culturales (accidentes
geográficos, monumentos, yacimientos arqueológicos,
fortalezas, etc.). Dicha recreación puede sobrevolarse o
visualizarse desde el mismo punto y orientación en la que se
encuentra físicamente el usuario. Por tanto, el usuario
puede situarse espacialmente a sí mismo y a los lugares de
interés que está contemplando de una forma inmersiva y
directa.
En segundo lugar, este artículo describe un caso de estudio
que utiliza esta tecnología móvil para implementar una guía
turística 3D de Andalucía Oriental (España). En concreto,
la guía permite visitar virtualmente las fortificaciones
defensivas medievales de la provincia de Jaén (castillos,
atalayas, etc). Ello permite comprender su ubicación
estratégica, así como vislumbrar el terreno visible desde
cada fortificación. Nótese que la aplicación puede
extenderse fácilmente a otras áreas geográficas y otros
elementos de interés cultural y/o natural.
El artículo se estructura de la siguiente forma. La Sección 2
describe la metodología empleada en el diseño y construcción de
la aplicación de visualización terrenos en dispositivos móviles. La
Sección 3 muestra cómo esta tecnología puede aplicarse en el
conocimiento y estudio del patrimonio arqueológico. La Sección
4 muestra un estudio empírico que permite validar el
rendimiento de la solución propuesta. Finalmente, la Sección 5
concluye el trabajo.
2. Herramientas y Métodos
En esta sección describimos el sistema de navegación en tiempo
real sobre mapas 3D que forma la base de nuestra guía
interactiva. Este sistema ha sido diseñado atendiendo a dos
criterios principales: usabilidad y eficiencia en dispositivos
móviles con prestaciones limitadas.
2.1. Visualización de Mapas en 3D
La computación móvil ofrece una serie de ventajas inéditas en
otros entornos y que ha sido la razón de su éxito: ubicuidad,
conectividad y localización geográfica. No obstante, los
dispositivos móviles requieren de una batería para su
funcionamiento, por lo que procesador, unidad de
procesamiento gráfico (GPU), memoria, sistema operativo, etc.
son diseñados anteponiendo la eficiencia energética al
rendimiento (CAPIN, 2008). Por tanto, el software también debe
diseñarse con esta limitación en mente.
El elevado tamaño de los modelos de mapas 3D manejados en la
actualidad (del orden de gigabytes o terabytes) hace inviable su
almacenamiento en la limitada memoria de un dispositivo móvil.
Para solucionar este problema, empleamos una técnica de
visualización cliente-servidor que permite que tan solo sea
preciso almacenar un pequeño subconjunto del mapa 3D
disponible en la memoria del dispositivo móvil (NOGUERA,
2011). La Figura 11 ilustra nuestro marco de trabajo.
Existe un servidor remoto que almacena todo el conjunto de
datos del terreno. Entonces, el dispositivo móvil cliente obtiene
su localización mediante GPS y la comunica mediante red celular
(3G ó 2G) al servidor. Finalmente, el cliente procede a descargar
progresivamente una representación simplificada de la geometría
3D del terreno situado en la inmediación del turista. Este terreno
se visualiza de forma local y en tiempo real por el dispositivo
móvil. Para ello, utilizamos una estructura de datos
multirresolución conocida como quadtree (SAMET, 1984),
(PAJAROLA, 1998). La representación del mapa utilizada por el
cliente se actualiza progresivamente conforme el usuario se
desplaza a lo largo del entorno virtual, descargando nuevas
partes de terreno desde el servidor conforme sean necesarias.
No obstante, hemos de tener en cuenta que muchos dispositivos
móviles carecen de la capacidad gráfica suficiente como para
visualizar entornos grandes y complejos. Para solventar este
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Figura 12. La aplicación ejecutándose en un teléfono iPhone. Se muestra el territorio guardado desde el castillo de Albanchez de Mágina (Jaén, España) y los
principales municipios visibles.
problema, proponemos efectuar una visualización distribuida
mediante la utilización de impostores (imágenes 2D empleadas
para reemplazar geometría 3D real) generados por el servidor
remoto bajo demanda.
La tarea de visualización de la escena se reparte entre el cliente y
el servidor de la siguiente forma. El cliente descarga del servidor
la geometría del terreno cercano al observador, y la visualiza de
forma local según se ha explicado anteriormente. En cambio, el
servidor tiene la responsabilidad de dibujar el terreno alejado
según la posición del cliente. Este terreno alejado se proyecta en
una imagen panorámica bidimensional, la cual se comprime y se
envía al cliente. La imagen final mostrada al usuario se obtiene
mediante composición de imágenes, tal y como se muestra en la
Figura 13.
La parte dibujada por el cliente se redibuja en tiempo real cada
vez que el usuario se mueve. En cambio, la parte alejada solo se
vuelve a recalcular cuando el usuario se desplaza una distancia
que supere cierto umbral. Esta actualización retrasada ahorra
ancho de banda y recursos del servidor.
Este método de visualización distribuido permite ampliar la
distancia de visionado sin con ello incrementar la complejidad
geométrica de la escena. Por tanto, permite incrementar la
velocidad de visualización en dispositivos menos potentes,
proporcionando una experiencia de usuario más homogénea
entre distintos modelos de dispositivos.
Figura 13. Síntesis del terreno cercano (dibujado por el cliente) y el terreno
lejano (dibujado por el servidor).
Por otro lado, y exceptuando la interfaz de usuario 2D, la
aplicación móvil cliente no ha sido programada para ninguna
plataforma concreta. En el desarrollo hemos empleado el
lenguaje de programación C++ y la librería gráfica OpenGL|ES.
Estas herramientas software nos proporcionan una eficiencia
máxima en dispositivos móviles y una óptima portabilidad del
software. Actualmente, nuestra aplicación cliente soporta
diversas plataformas, incluyendo iOS (iPhone, iPad), Windows y
GNU/Linux.
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2.1. Usabilidad
Nuestra aplicación permite mostrar al usuario una
representación virtual 3D del mundo donde éste se encuentra
físicamente emplazado. Para incrementar la sensación de
inmersión, nuestra aplicación hace coincidir la vista sobre el
mundo virtual con la vista que tiene el usuario del mundo físico.
Esto se lleva a cabo obteniendo la localización y orientación del
usuario mediante el receptor de GPS y la brújula incorporada en
la mayoría de dispositivos móviles actuales. Estos valores se
emplean para dirigir la posición y orientación de la cámara
virtual. La Figura 12 ilustra estas ideas.
Este movimiento automático reduce y simplifica la interacción
requerida por el usuario para manejar la aplicación. No obstante,
el usuario también tiene la posibilidad de utilizar el teclado o la
pantalla táctil para controlar explícitamente la navegación a lo
largo del espacio geográfico, a fin de localizar zonas u elementos
de su interés.
Nuestra aplicación visualiza el mapa bajo una vista en
perspectiva, permitiendo a los usuarios visualizar grandes áreas
incluso en pantallas de dimensiones reducidas. En consecuencia,
los usuarios pueden familiarizarse con la zona que están
visitando.
3. Un Caso Práctico: la Arqueología Defensiva
Medieval en nuestro Dispositivo Móvil.
En la Sección anterior nos hemos centrado en explicar de
manera pormenorizada la metodología a seguir para visualizar
grandes mapas 3D en dispositivos móviles. Sin embargo, este
trabajo no estaría completo si no se adjunta un caso práctico que
haga uso de la tecnología desarrollada, que es lo que a
continuación planteamos desde este estudio.
considerada desde tiempos remotos como un “lugar de paso”,
como ha sido denominada por grandes eruditos de los siglos
XVIII y XIX.
Durante la Edad Media tuvo lugar una Batalla de gran magnitud
que puso en jaque el dominio musulmán en la península,
denominada por grandes cronistas de la época como “La Batalla
de las Navas de Tolosa o al-‘Iqab” (1212) (GARCÍA, 2008), que
enfrentó en las estribaciones de Sierra Morena a dos coaliciones
militares, un ejército cruzado comandado por el rey de Castilla
Alfonso VIII, que contó con el apoyo de los reyes Pedro II de
Aragón y Sancho VII de Navarra, y de la otra parte un
contingente islámico bajo la dirección del Califa almohade
Muhammad al-Nasir. Un enfrentamiento que trajo consigo
multitud de consecuencias, entre ellas el traslado de la frontera al
Sur de la infranqueable Sierra Morena, el establecimiento
definitivo de los ejércitos cristianos en el Valle del Guadalquivir,
el inicio de la conquista de Andalucía y sus principales centros
urbanos.
En los momentos previos a la actuación, los almohades,
decidieron reforzar y construir estructuras defensivas con un
claro control visual del territorio, distribuidas en zonas
estratégicas, con el fin de frenar las escaramuzas castellanas que,
cruzando Jaén, pretendían llegar hasta la ciudad de la Alhambra.
Sin embargo, la victoria castellana dio paso a una enorme
restructuración de estas defensas almohades a la vez que se iban
construyendo nuevos recintos defensivos, que se han ido
conservando, (algunos en pésimo estado) hasta la actualidad.
Este legado, nos ha motivado a desarrollar una guía interactiva
3D de estas fortificaciones, siendo para ello imprescindible un
estudio histórico-arqueológico previo, que posteriormente será
volcado en nuestro software, de manera que el visitante no sólo
podrá obtener una imagen estática del elemento seleccionado,
sino que igualmente obtendrá una descripción detallada de dicha
estructura defensiva.
3.2. Implementación
3.1. Justificación
La herramienta que estamos presentando es un software eficaz y
útil para la divulgación y el conocimiento del patrimonio
paisajístico en el que nos vemos inmersos. Por ello, es muy
interesante en aquellas disciplinas científicas que cuentan con el
medio natural como punto de partida para su investigación, entre
los que citar biólogos, naturalistas, etc. Pero igualmente pueden
beneficiarse de esta nueva técnica informática otros colectivos de
“a pie”, es decir, senderistas, y turistas en general, que se acercan
al territorio rural como una actividad recreativa, sin más interés
que el propio disfrute del rico patrimonio natural, arqueológico y
etnológico del lugar.
El primer paso para construir la guía fue almacenar en nuestro
servidor el modelo digital del terreno del área geográfica
estudiada y sus alrededores. En nuestro caso, ésta cubre
Andalucía Oriental (provincias españolas de Jaén, Granada y
Almería), con una superficie aproximada de 34800km2, ver
Figura 14. El modelo digital del terreno se ha extraído de
(JUNTA DE ANDALUCÍA, 2005). La resolución del mapa de
alturas es de 10m entre muestras adyacentes, con una resolución
vertical de 0,1m. La resolución de la ortofotografía es de 5m por
píxel.
Es por ello, que hemos considerado oportuno tratar de explicar
la utilidad de esta nueva herramienta desde el campo de la
arqueología, y de manera más detallada desarrollaremos nuestra
investigación desde la rama de la arqueología defensiva medieval,
un tema bastante atractivo para el turismo rural en general.
Nuestro marco de actuación se sitúa en la provincia de Jaén, por
ser considerado el espacio con más castillos, torres o atalayas
diseminadas por el territorio por kilómetros cuadrados de toda la
Península Ibérica dado su carácter fronterizo durante buena
parte de la Edad Media. Además, junto a este factor meramente
divulgativo, debemos tener en cuenta que Jaén, ha sido
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Figura 14. Área geográfica representada en 3D. Fuente: (JUNTA DE
ANDALUCÍA, 2005).
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Figura 15. Puntos de interés arqueológicos en el Concejo de Baeza.
A continuación, y puesto que la provincia de Jaén es bastante
extensa en lo que a estructuras defensivas se refiere, nos hemos
centrado tan sólo en un determinado espacio que a grosso modo
abarca desde Sierra Morena hasta la serranía de Mágina, que ha
pasado a denominarse como el “Concejo de Villa y Tierra de Baeza”
(RODRÍGUEZ, 1978), actualmente en proceso de investigación
y revisión histórica (CASTILLO et al., 2010).
De esta manera, el segundo paso en la construcción de nuestra
guía fue representar y analizar los diferentes recintos defensivos
distribuidos por el territorio. Se efectúo una primera
aproximación in situ a las distintas fortificaciones, se
georreferenciaron todos los elementos (GUTIÉRREZ et al.,
2011) y finalmente se introdujeron en nuestro sistema. La Figura
15 muestra gráficamente el territorio del Concejo de Baeza y el
emplazamiento de los recintos defensivos georreferenciados
contemplados.
Con esto conseguimos un corpus arqueológico de más de 50
estructuras defensivas, cuya tipología se desglosa en la Tabla 1.
Estas estructuras son representadas en nuestro dispositivo móvil
mediante la metáfora del “punto de interés” (POI, del inglés “point
of interest”). Un POI servirá para ubicar gráficamente sobre el
mapa 3D el elemento de interés (en este caso arqueológico)
georreferenciado.
Tipología
Número de POIs
Ciudad amurallada (Baeza)
1
Aldea fortificada
3
Castillo aldeano
17
Castillo rural
13
Torre concejil
20
Tabla 1. Distribución de POIs utilizados en nuestro sistema atendiendo a
su tipología.
La clasificación de cada uno de estos elementos defensivos ha
sido objeto de un arduo proceso de estudio, atendiendo a la
estructura piramidal en la que se distribuye el territorio durante la
Baja Edad Media. En la cúspide estaría la ciudad amurallada,
Baeza, como cabeza de un amplio distrito administrativo y
político, de la que dependerán una serie de aldeas, y en un
escalón inferior se situarían los cortijos y otras entidades
menores de población, entre las que se incluirían torres y atalayas
diseminadas por el territorio.
Un caso aparte, son las Aldeas Fortificadas, éstas son
identificadas como parte de la estructura territorial de Baeza,
pero a diferencia de las otras aldeas, en este caso, no dependen
política y administrativamente de la ciudad, sino que van
adquiriendo un rango mayor de autonomía, y por lo tanto deben
ser consideradas histórica y arqueológicamente como una
entidad aparte (GUTIÉRREZ et al., 2011).
3.3. Funcionalidad de la Guía 3D
Una vez el usuario ejecute la aplicación, el dispositivo móvil
obtiene las coordenadas físicas del usuario mediante GPS,
establece una conexión con el servidor y le envía las
coordenadas. En respuesta, el servidor le proporciona una
representación virtual del territorio centrado en dicha
localización. Esta recreación es enriquecida mediante la adición
de los citados POIs histórico-arqueológicos y se actualiza en
tiempo real conforme el usuario se desplace o gire su línea de
visión. El usuario también tiene posibilidad de desplazarse a
voluntad sobre el mapa 3D deslizando su dedo sobre la pantalla,
para así sobrevolar la zona de su interés. Pulsar sobre un POI
permite acceder a información adicional de carácter multimedia,
tal y como se ilustra en la Figura 16.
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La aplicación brinda la interesante posibilidad de permitir al
usuario visualizar de manera eficaz e intuitiva el área geográfica
en la que se encuentra. Gracias a ello, nuestra herramienta
permite al turista lo siguiente:
Comprender la distribución espacial de los distintos
asentamientos ubicados por el territorio y la estrategia
social y política seguida para su organización, facilitando al
usuario la construcción de un mapa cognitivo del área en la
que se encuentra.
viables. Las redes inalámbricas 3G (por ejemplo, UMTS)
proporcionan mayor ancho de banda y tiempos de respuesta que
las 2G (como GPRS). No obstante, en áreas rurales GPRS suele
ser la única red disponible.
Nuestra experimentación ha consistido en realizar vuelos
rectilíneos a altitud constante sobre el terreno y velocidad
constante de 150 km/h en un dispositivo iPhone 3GS. Para la
experimentación, se ha empleado el terreno Puget Sound5,
conjunto de datos ampliamente utilizado en la literatura para
validar técnicas de visualización de terrenos.
Identificar los accidentes geográficos que motivaron la
construcción de los distintos asentamientos y entidades
defensivas del territorio, ofreciendo de esta forma una
ingente cantidad de información de incalculable valor desde
el punto de vista didáctico y en este caso, del Patrimonio
Histórico, en general, y de la arquitectura militar en
particular.
Recrear la vista panorámica desde cualquier emplazamiento.
De esta forma, es posible visualizar el territorio guardado
por cada estructura defensiva, lo que permite comprender
su función defensiva. Por ejemplo, en la Figura 12 se
muestra una comparación entre la vista real desde el castillo
de Albánchez de Mágina y la recreación virtual
proporcionada por nuestra herramienta móvil.
Obtener in-situ anotaciones explicativas desde cualquier
emplazamiento arbitrario del territorio, lo que facilita la
interpretación del paisaje observado. Por ejemplo, en la
Figura 12 el sistema señala los principales elementos
visibles desde el castillo (asentamientos humanos, otros
castillos, cumbres, etc.). En este sentido, nuestra
herramienta permite reemplazar a los paneles descriptivos
emplazados habitualmente en lugares con vistas
pintorescas.
Figura 17. Triángulos visualizados durante el vuelo para distintos tipos de
redes celulares.
Las curvas de la Figura 17 muestran el número de triángulos
visualizados para representar la escena a lo largo del
experimento. Se comparan los resultados al emplear una red 3G
(UMTS) y una red 2G (GPRS). Puede apreciarse como con
ambos tipos de redes, nuestro sistema es capaz de mantener un
número estable de triángulos a lo largo del experimento, lo que
se traduce en una calidad constante. Únicamente se aprecian
diferencias en el tiempo de carga inicial de la escena,
sensiblemente menor con red UMTS.
En ambos casos, el rendimiento de la aplicación se mantiene
sobre los 20 fotogramas por segundo. Obsérvese que éste es un
rendimiento muy satisfactorio considerando que estamos
dibujando 40.000 triángulos por marco de animación en un
dispositivo iPhone 3GS. Esta complejidad geométrica es muy
elevada considerando el reducido tamaño de pantalla, y se ha
empleado para estudiar el rendimiento de la aplicación en
situaciones de alta carga. Como ejemplo, la Figura 12 se
compone de aproximadamente 31.000 triángulos. Un estudio
más detallado del rendimiento puede encontrarse en
(NOGUERA, 2011).
5. Conclusiones y Trabajos Futuros
4. Resultados y Discusión
En este artículo hemos presentado una arquitectura software
cliente-servidor capaz de proporcionar una recreación virtual
realista del entorno paisajístico que rodea al usuario en un
dispositivo móvil. Se han descrito las estrategias y métodos
empleados para facilitar una experiencia de usuario fluida e
intuitiva.
La solución propuesta ha sido implementada y sometida a
experimentación a fin de demostrar que su rendimiento,
interactividad y consumo de ancho de banda son adecuados y
Disponible para su descarga en la dirección:
http://www.cc.gatech.edu/projects/large_models/ps.html [Último
acceso: 20-Junio-2012].
Figura 16. Información multimedia asociada a un POI arqueológico.
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A continuación, se ha presentado un caso práctico que utiliza
esta arquitectura para implementar una guía turística móvil en
3D para la provincia de Jaén (España). Esta guía ha requerido
una exaustiva catalogación de elementos patrimoniales
medievales de naturaleza defensiva y su introducción en el
sistema. La guía brinda interesantes posibilidades, como una
visualización interactiva y didáctica que facilita la comprensión y
motivación de los emplazamientos defensivos.
Finalmente, nuestros experimentos demuestran que nuestra
solución es verdaderamente realista desde un punto de vista
tecnológico, al ser capaz de proporcionar un rendimiento
satisfactorio incluso con redes tan limitadas como las 2G y en
dispositivos móviles de amplio uso.
Como trabajos futuros, planeamos mejorar nuestra guía con la
introducción de información vectorial como por ejemplo, rutas
de interés turístico. También planeamos realizar una prueba
piloto con usuarios reales que nos permita evaluar la aceptación
de nuestra herramienta, así como obtener información que nos
permita seguir mejorándola.
Agradecimientos
Este trabajo ha sido parcialmente financiado por la Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa de la Junta de Andalucía y la Unión
Europea (fondos FEDER) mediante el proyecto de investigación P07-TIC-02773.
Referencias
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GARCÍA FITZ, F. (2008): Las Navas de Tolosa. Editorial Ariel.
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3DPublish: solución web para crear museos virtuales 3D
dinámicos
P. Aguirrezabal, S. Sillaurren
Media Unit, Tecnalia Research & Innovation Centre, Derio. España
Resumen
Hoy en día los museos de todo el mndo ofrecen sus contenidos a través de 2 métodos básicamente: una simple vista de sus obras a través de un visualizador de
contenidos, o a través de una exposición virtual 2D o 3D diseñada ad hoc en donde tanto el escenario como las obras son estáticas. Este artículo describe la
aplicación 3DPublish que representa una alternativa a estas 2 soluciones estáticas ya que ofrece la posibilidad de gestionar dinámicamente un escenario 3D (real o
virtual) y las obras de arte que componen la exposición. 3DPublish proporciona además al usuario una experiencia realista a través de diferentes exposiciones,
usando métodos que añaden valor como los visitas virtuales guiadas o la técnica de storytelling. 3DPublish facilitará las tareas diarias de los comisarios de los
museos y mejorará el resultado final de las exposiciones de los muesos virtuales en 3D. Este artículo presentará también el caso de aplicación de la Sala Kubo en
San Sebastián (ESPAÑA) como ejemplo de un caso de uso de 3DPublish.
Palabras Clave: MUSEOS VIRTUALES, REALIDAD VIRTUAL, EXPOSICIONES INTERACTIVAS,
PATRIMONIO CULTURAL, COMUNICACIÓN WEB, MULTIMEDIA
Abstract
Today museums around the world offer their content through two basic methods: a simple view of their artworks through a content viewer, or through a custom
designed 2D or 3D virtual exhibition in which the pieces and the scene are static. This article describes a 3DPublish tool which represents an alternative to these
two static solutions thereby giving the possibility to dynamically manage a 3D virtual scenario (real or imaginary) and the artwork that composes it. This gives the
user a most realistic experience through different exhibitions, using various added value methods like storytelling or virtual tours. 3DPublish will facilitate the
museum curator’s daily tasks and will improve the final results for 3D virtual museum exhibitions. This article will also present the case study of the Kubo
Gallery in San Sebastian (SPAIN) as an example of 3DPublish use case.
Key words: VIRTUAL MUSEUM, VIRTUAL REALITY, INTERACTIVE EXHIBITION, CULTURAL HERITAGE,
WEB-COMMUNICATION, MULTIMEDIA.
1. Contexto
Durante años los esfuerzos de los comisarios de los museos
alrededor del mundo se han centrado en ofrecer sus colecciones
de arte públicas de forma digital, explotando los últimos avances
en tecnología. Para respaldar este objetivo, los esfuerzos de la
investigación tecnológica de los últimos años se ha centrado
principalmente en 2 focos: en primer lugar ofrecer la posibilidad
de escanear las colecciones de arte de los museos a través de
distintas técnicas (Escáneres 3D, fotografías de alta resolución,
panorámicas 360, etc.) y en segundo lugar presentando técnicas
que representen estas obras de arte en un escenario virtual (real o
imaginario) para hacer que el visitante tenga la sensación de estar
físicamente en una exposición dentro de un museo.
Estas soluciones estáticas fueron creadas con objetivos
tecnológicos, y proveían indicadores como el número de obras
de arte digitalizadas, los distintos tipos de obras digitalizadas
(cuadros, obras en 3D, etc.), la similitud de un escenario virtual
o la cantidad de información somática necesaria para organizar
toda una colección de un museo. Pero ahora esta realidad ha
cambiado.
En los últimos años la experiencia de usuario en términos de
educación y entretenimiento se ha convertido en la principal
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prioridad, incluso sacrificando en algunos casos avances
tecnológicos. El objetivo final es hacer que el usuario se interese
más en los museos y en el patrimonio cultural que ofrecen. Al
cambiar esta tendencia, el estilo, los materiales o la localización
donde una obra de arte se ha creado no es una información tan
importante como la historia asociada a esa obra y lo que
representa dentro del contexto de una exposición
cuidadosamente creada sobre un tema en concreto.
Además, la actual situación de inestabilidad económica hace que
muchos museos descarten la posibilidad de crear entornos
virtuales para presentar sus exposiciones en un contexto
adecuado, y si ya tienen un entorno virtual creado, no pueden
afrontar el desarrollo ad hoc necesario para representar una
nueva exposición. A pesar de ello, la creación de exposiciones
virtuales puede ser aun una idea rentable ya que los museos que
ofrecen sus colecciones en su páginas web no reducen sus
visitantes, al contrario se aumenta el interés en realizar visitas
físicas para conocer el contenido (THOMAS, 2005). Iniciativas
recientes como la de Musem Analytics (Museum Analytics, n.d.)
demuestran la fuerte correlación existente entre la actividad
online y las visitas reales de los museos. En términos de
rentabilidad está demostrado que los beneficios de un museo
virtual contribuyen a las visitas físicas y están estrechamente
ligadas al trabajo del comisario del museo en términos de
documentación, conservación, investigación y exposición
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(STYLIANI, 2009). 3DPublish permite a los comisarios de los
museos mejorar sus procesos de trabajo habituales y por lo tanto
ser más efectivos y mejorar la rentabilidad de sus museos.
2. Objetivos y alcance del proyecto
El objetivo principal de 3DPublish es crear un framework
común que permita a los comisarios de los museos crear
exposiciones finales de forma dinámica, siendo independiente el
escenario virtual del que se parta. Esto significa que el comisario
del museo tiene la capacidad de elegir un escenario virtual 3D
(real o imaginario) o usar uno básico disponible por defecto en
los escenarios de la aplicación. Por lo tanto con 3DPublish el
comisario de un museo ni siquiera tendrá que disponer de un
escenario modelado para crear una exposición virtual en 3D
sobre una colección determinada, por donde el usuario se podrá
mover e interactuar con las obras. Un segundo objetivo es
ofrecer la capacidad de gestionar el contenido de los escenarios
de los que hablábamos anteriormente de forma externa,
alimentando la aplicación con diferentes obras de arte en
formato digital. Una vez que tenemos un escenario virtual de
partida y las obras de arte disponibles, el tercer objetivo es dar la
posibilidad de posicionar las obras de arte a lo largo del
escenario, incluyendo la opción de crear nuevos espacios (que no
existen en el escenario de partida) creando nuevas paredes con
diferentes alturas y anchura en las que, por supuesto, también se
podrán colocar obras de arte.
Mejorar la experiencia de usuario, como se ha comentado
anteriormente, es también parte del proyecto. El comisario del
museo podrá crear exposiciones temáticas y el visitante podrá
elegir cual quiere cargar en el escenario. Cada obra de arte puede
ser asociada a una pista de audio, para complementar la
información y crear un storytelling. Finalmente el comisario del
museo podrá crear también visitas virtuales guiadas.
Muchos museos virtuales que ofrecen sus contenidos a través de
internet tienen procesos offline de soporte y gestión. Sin
embargo, todos los procesos que gestiona 3DPublish son
ejecutados a través de interfaces web, tanto para los visitantes
como para el comisario del museo. 3DPublish permitirá a los
comisarios de los museos incrementar su presencia digital a
través de una simple representación basada en web de un
escenario virtual en 3D, manejando diferentes tipos de obras de
artes digitalizadas usando un sistema diseñado para museos y
testado en museos con pilotos como el efectuado en la Sala
Kubo de San Sebastián.
3. Descripción del sistema, la visión del
comisario del museo
El trabajo de los comisarios de los museos es muy diverso.
Consiste en hacer la selección de las obras de arte que
compondrán una exposición, gestionar el espacio disponible para
mostrar esas obras, eligiendo dónde será colocada cada obra,
calcular la ruta que cada visitante podrá hacer y muchas otras
acciones. Con 3DPublish, un comisario de museo podrá hacer
todas estas acciones desde una única interfaz web con una
estructura de pestañas. La aplicación está diseñada de forma que
todos los procesos sean simples e intuitivos, con el objetivo de
hacer el trabajo de los comisarios más dinámico y fácil para crear
exposiciones virtuales. También permite ofrecer fácilmente el
contenido a los visitantes y potenciales usuarios de toda la
comunidad web.
A través de la primera pestaña el comisario podrá gestionar las
obras de arte. Usando varios formularios podrá registrar,
modificar y eliminar obras de arte de una forma sencilla. Una
obra de arte se compondrá de diferentes metadatos: título, autor,
año, técnica, copyright, etc. y lo más importante, el comisario
deberá subir un archivo para ser asociado con toda esta
información. Este archivo puede ser una imagen, un video, una
presentación o incluso un documento pdf. Las obras de arte
podrán pertenecer a una exposición real o no, por lo tanto los
comisarios podrán crear exposiciones con obras de arte reales
digitalizadas, con archivos sólo digitales o con una mezcla de
ambos tipos. La siguiente imagen muestra un formulario de
nuevo registro a través de las pestañas superiores (Fig. 1)
Figura 1. Formulario de creación en el sistema de una nueva obra
La segunda pestaña contiene la gestión de artistas, ofreciendo la
posibilidad de registrar nuevos artistas, modificar sus datos o
eliminarlos. Los metadatos asociados a un artista serán el
nombre y apellidos, fecha de nacimiento, etc.
En tercer lugar encontraremos la pestaña de gestión del
escenario. Desde aquí, el comisario podrá elegir que obras, de las
que ha registrado previamente, serán usadas finalmente en la
exposición. Podrá también gestionar el espacio del escenario
creando nuevas paredes y moviéndolas hasta encontrar la
distribución perfecta deseada. Al principio el comisario partirá
siempre de un escenario vacío para empezar a crear una
exposición, pero tendrá la posibilidad de cargar exposiciones, ya
creadas y guardadas anteriormente, de forma dinámica y realizar
cambios si lo desea para volver a guardar todo al final. El
comisario del museo podrá guardar y cargar tantas distribuciones
de exposiciones como desee. Esta característica es muy útil para
testar distribuciones de exposiciones reales antes de construirlas
en la vida real. La siguiente imagen muestra un escenario vacío
con 2 nuevas paredes y una obra de arte ya colocada en su sitio
(Fig. 2)
Finalmente la última pestaña es para la gestión de las
exposiciones. Una vez que las obras de arte y sus autores han
sido registrados y la distribución de la exposición en el escenario
se ha decidido, el comisario del museo puede configurar la
exposición dándole información descriptiva, un logotipo,
definiendo las rutas de las visitas guiadas virtuales, asignando
audios a las obras bien como audio guía o en forma de
storytelling, etc. Desde esta pestaña el comisario de la exposición
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podrá también elegir qué exposición se mostrará por defecto
para el visitante cuando este entre a la página, y cual de las
exposiciones que ha creado serán públicas o sólo de carácter
privado para el museo. Como siempre todo a través de interfaces
web.
Figura 3. Vista del visitante con la información de la obra de arte
Figura 2. Creando una nueva exposición a partir de un escenario vacío
Por lo tanto, como se ha explicado, todas las funciones
principales en la gestión de exposiciones en el día a día de un
comisario de museo han sido contempladas, centralizadas y
facilitadas con el objetivo final de crear exposiciones virtuales
3D a través de la web.
4. Descripción del sistema, la visión del visitante
Una vez que el comisario del museo ha publicado una
exposición, los visitantes pueden acceder y disfrutar a través de
internet. Entrando a la dirección web del museo virtual el
visitante verá por defecto el escenario vacío y automáticamente
se le cargará la exposición (obras de arte, paredes, y la
información asociada a la exposición) que el comisario del
museo ha elegido para ser cargada por defecto. Una vez que el
contenido se ha descargado el visitante puede empezar a cambiar
a través de la visita virtual a la exposición.
Los visitantes disponen de varias opciones para disfrutar sus
visitas. Primeramente pueden ver la información de la exposición
(resumen, temática, etc.) y posteriormente podrán visitar la
exposición a través del escenario en 3D por el que se podrán
mover libremente. El visitante podrá ser un usuario
experimentado tecnológicamente o no, y es sabido que las
ayudas en la navegación de entornos virtuales que son pensadas
para usuarios experimentados pueden de hecho no ser
suficientemente útiles para usuario que no son expertos, y al
revés, aplicaciones pensadas para usuarios no experimentados
pueden resultar poco beneficiosas y tediosas para usuarios
expertos. (WALCZAK, 2007). Por ello, 3DPublish permitirá a
los visitantes recorrer las exposiciones de una forma libre a
través del escenario 3D (las instrucciones para moverse
libremente son explicadas al principio) o hacerlo a través de
visitas virtuales guiadas que hayan sido definidas por el
comisario del museo. Ambas opciones, como puede verse en la
siguiente imagen (Fig. 3), mostrarán la misma información
asociada a cada obra de arte.
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Cada obra podrá también tener una pista de audio asociada, para
complementar la información facilitada por pantalla, y podrá ser
usada, como ya se ha comentado anteriormente, para que el
usuario se adentre en una historia que describa el contexto de la
exposición y hacer la exposición más interesante y educativa por
ejemplo para estudiantes. La técnica de storytelling digital puede
ayudarles a entender ideas complejas e introducir nuevos
contenidos (YUKSEL, 2011)
Otra opción muy importante será la capacidad que tendrá el
visitante de cambiar entre las exposiciones del museo que hayan
sido facilitadas por el comisario del museo. Esto implica recargar
el escenario vacío y cargar otra exposición con sus obras y
correspondiente distribución. Por lo tanto el usuario podría
incluso tener una completa vista histórica de las exposiciones
que ha alojado el museo que está visitando virtualmente.
5. Arquitectura del sistema
En esta sección se van a explicar las herramientas, lenguajes y
estándares escogidos para desarrollar el proyecto. Es una
explicación más técnica centrada en la parte del comisario del
museo, ya que la parte del visitante es sólo la interfaz que
muestra los procesos del servidor. La siguiente figura (Fig. 4)
muestra una visión general de toda la arquitectura de la
aplicación 3DPublish. El núcleo de la aplicación reside en un
servidor web y ha sido programado en c#. Las características
asociadas a la representación del escenario en 3D han sido
programadas en Javascript a través del motor 3D Unity. Las
interacciones entre los diferentes actores han sido desarolladas
usando servicios REST.
6. Arquitectura del sistema, gestión del
contenido
La primera característica que 3DPublish ofrece es un gestor de
contenido a través de una serie de formularios web. Los tipos de
archivos soportados en este gestor de contenidos han sido
elegidos por ser de los más usados. Para imágenes se ha elegido
los formatos JPEG y PNG, para vídeo el formato AVI, para
presentaciones el formato PPT y el formato PDF para
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documentos. El comisario del museo puede examinar desde la
gestión de contenidos de 3DPublish cualquier archivo en estos
formatos que este en su ordenador y subirlo al servidor web.
Una vez que el archivo ha sido subido correctamente, se lanza
automáticamente un proceso internamente que transforma el
archivo origen a la obra final que será finalmente expuesta en la
exposición.
Figura 4. Diagrama de la arquitectura de 3DPublish
Por ejemplo, los archivos AVI serán transformados a archivos
formato OGG (WAGGONER, 2010) usando las librerías de
conversión ffmpeg2theora. De los archivos pdf se extraerá su
información a archivos PNG (WOOTTON, 2007) usando las
librerías de Ghostscript. Y finalmente los archivos PPT serán
también transformados en un conjunto de PNGs (una imagen
por diapositiva) usando la librería de Microsoft Office
Microsoft.Office.Interop.Powerpoint. Las 2 primeras librerías
son gratis y están compiladas para ser independientes y poder
usarlas en cualquier circunstancia, pero las librerías de
transformación del PPT necesitan de una instalación Office para
su uso, y no son gratis. Por ello el servidor web tiene que tener
instalado al menos el paquete de PowerPoint de la solución de
Microsoft Office, lo que significa que el servidor deberá correr
en un sistema operativo Windows. En este caso se ha decidido
usar Windows Server 2008, y la aplicación 3DPublish estará
corriendo y será accedida a través del servidor IIS que esta
versión de Windows trae. Una vez que los archivos han pasado
por el proceso de transformación, serán alojados en el servidor
de contenido, que puede ser la misma máquina que el servidor
web.
El resto de metadatos asociados a las obras de arte y los artistas
(incluida la ruta donde se ha alojado el archivo asociado) serán
guardados en un servidor de base de datos. En este caso se
decidió usar el un servidor con MySQL.
7. Arquitectura del sistema, gestión espacial
Una vez que los archivos han sido subidos y procesados, y están
disponibles en el servidor de contenidos, y los artistas y sus
obras han sido registrados en el servidor de base de datos, el
comisario del museo puede empezar a construir la exposición
virtual. Empezará con un escenario virtual (real o imaginario)
vacío que puede ser una por defecto de la aplicación o un
modelado ad hoc para su museo, y será mostrado con la ayuda
del motor gratuito de 3D Unity, concretamente usando el plugin
para navegadores web gratuitos. Dentro de escenario 3D el
comisario del museo tendrá diferentes obras (que han sido
previamente registradas) para poder elegir a través de un
selector, y podrá ir colocando una por una en las diferentes
paredes de la exposición. El comisario podrá también usar la
capacidad de crear nuevas paredes en espacios vacíos del
escenario de una forma muy simple.
Una vez que el comisario ha terminado de crear la exposición
podrá guardar el conjunto del escenario en 3D que ha montado
para la exposición. Internamente esto implica que todos los
nuevos elementos (obras y paredes) que han sido incluidos en el
escenario inicial vacío serán almacenados en un archivo XML.
Habrá un archivo XML guardado en el servidor de contenido
para cada exposición. Se creará también un nuevo registro en
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base de datos por cada nueva exposición guardada que guardará
la fecha de creación de la exposición, un nombre significativo, y
la referencia al XML correspondiente en el servidor de
contenido. La siguiente figura (Fig. 5) muestra la misma
exposición que la figura 2 pero ya con la exposición terminada.
Figura 5. Visión completa de la exposición
8. Arquitectura del sistema, gestión de la
exposición
Cuando el comisario del museo ha terminado de definir la
exposición podrá empezar la creación de valor añadido, por
ejemplo asignando un logotipo y una descripción pública de la
exposición para los visitantes. Este proceso implica sobrescribir
el registro que comentábamos antes de la base de datos. Para
crear visitas guiadas virtuales o asociar pistas de audio a las obras
de arte es necesario representar el árbol de contenido XML de
las exposiciones en formato de formulario web. Pero con esta
característica el comisario podrá mejorar la exposición
definiendo también los audios como audio guías, o como hemos
comentado anteriormente buscando crear un contexto de
storytelling. Todas estas opciones serán accesibles como siempre
a través de formularios web con 2 restricciones únicamente: el
logo tendrá que ser un archivo JPEG o PNG, y los audios
tendrán que estar en formato MP3, que será convertido en
OGG.
objetivo ultimo de mejorar los procesos de creación y
mantenimiento de exposiciones virtuales en 3D de los museos
de hoy en día.
3DPublish es la opción más completa para crear exposiciones
virtuales basadas en escenarios vacíos virtuales (reales o
imaginarios) y hacer factible la creación dinámica de
exposiciones finales para los visitantes, todo a través de una serie
de procesos web centralizados, y orientados al trabajo de un
comisario de museo.
A partir del trabajo desarrollado en este proyecto, han emergido
nuevas ideas para desarrollos futuros, para extender las
funciones y mejorar la aplicación. En primer lugar sería
aconsejable hacer compatible más formatos de archivos tanto
para imagen como para video. Y hablando de formatos
aceptados, sería ideal poder trabajar con archivos 3D en modo
streaming, es decir que se modelen de forma dinámica como una
obra más de la exposición. Por último para crear una
herramienta 100% independiente sería importante dar la
posibilidad de elegir un escenario 3D vacío cualquiera e
importarlo en la aplicación para trabajar sobre él en tiempo de
ejecución, y así no depender de los escenarios que vienen por
defecto en la aplicación o escenarios que han de ser creados ad
hoc e insertados en tiempo de ejecución. Esto significa que el
escenario sería un elemento en la gestión del contenido de
3DPublish.
Un buen punto de mejora algo más sencillo de realizar sería
poder personalizar visualmente un escenario, por ejemplo
cambiando el color de las paredes o su textura, mover la
posición de las luces, etc. y todo esto como siempre en tiempo
de ejecución a través de la gestión espacial web de la que dispone
el comisario.
Muchos museos disponen ya de un gestor de contenidos (online
u offline) para sus colecciones, como por ejemplo la herramienta
TMS de The Museum System (The Museum System, n.d.), así
que estaría bien crear una interfaz para atacar a estas colecciones
ya registradas en otros sistemas o al menos a los metadatos ya
codificados. Siguiendo esta idea, sería una característica
importante montar una interfaz para usar el contenido público
que se ofrece en Europeana.
Por otro lado el comisario del museo podrá gestionar
exposiciones salvadas, y por ejemplo definir cual es la exposición
por defecto que verán los visitantes al entra en la web del museo,
o elegir qué exposiciones serán públicas y por ello accesibles para
ser cargadas en el escenario por los visitantes. También podrá
eliminar o despublicar exposiciones que han sido salvadas
previamente.
9. Conclusiones y futuros trabajos
Figura 6. Resultado final de la Sala Kubo
En este artículo hemos presentado una completa visión que
resume la aplicación 3DPublish. Durante el proceso de
investigación los desarrolladores encontraron un vacío en la
gestión del trabajo diario de los comisarios de museos y por ello
se ha decidido crear esta aplicación basada en web, con el
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Agradecimientos
A los autores de este artículo les gustaría agradecer el trabajo de todos los socios del proyecto Tourspheres formado por el Centro de
Investigación Tecnalia, la Sala Kubo, el Instituto de Investigación Fundación Deusto, perteneciente a la Universidad de Deusto, y el
Centro para la Investigación cooperativa en Turismo del País Vasco (CICtourGUNE).3DPublish es parte del proyecto Tourspheres, que
se centra en la investigación de la incidencia de las esferas personales en el en espacios turísticos reales, aumentados y virtuales. Mención
especial a laos colaboradores de la Sala Kubo por su ayuda y apoyo durante el proceso, del cual ha resultado una exposición virtual en 3D
basada en la exposición real existente en el edificio Kursaal (San Sebastián, ESPAÑA). Todas las imágenes del escenario virtual mostradas
en este artículo son el resultado de esta colaboración, incluida la siguiente figura (Fig. 6) que muestra el resultado final de la exposición.
Referencias
STYLIANI, S., FOTIS, L., KOSTAS, K., & PETROS, P. (2009): “Virtual museums, a survey and some issues for consideration”, en Journal of
Cultural Heritage, 10(4), pp. 520-528. doi:10.1016/j.culher.2009.03.003
WAGGONER, B. (2010): Compression for Great Video and Audio (Second Edition) - Master Tips and Common Sense. Focal Press, pp. 349355.
WOOTTON, C. (2007): Developing Quality Metadata - Building Innovative Tools and Workflow Solutions. Focal Press.
WALCZAK, K., & WIZA, W. R. (2007): “Designing behaviour-rich interactive virtual museum exhibitions”, The 8th International Symposium on
Virtual Reality, Archaeology and Cultural Heritage VAST 2007, Brighton (UK), November 26-30, pp. 101-108.
YUKSEL, P., ROBIN, B. R., & MCNEIL, S. (2011): “Educational uses of digital storytelling around the world”, en Proceedings of Society for
Information Technology & Teacher Education International Conference 2011, pp. 1264-1271.
Museum Analytics [online] http://www.museum-analytics.org/about [Consultado 13-05-12]
The Museum System [online] http://www.gallerysystems.com/tms [Consultado 13-05-12]
THOMAS, W., & CAREY, S. (2005): Actual/virtual visits: what are the links? In J. Trant, & D. Bearman (Eds.), Museums and the web 2005:
Proceedings, toronto: Archives & museum informatics.[online] http://www.archimuse.com/mw2005/papers/thomas/thomas.html [Consultado
13-05-12]
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Alfredo Grande León
Víctor Manuel López-Menchero Bendicho
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