trimálaga - virtual archaeology international network. innova / virtual

200
RECONSTRUCCIÓN TRIDIMENSIONAL DE LA IGLESIA DE LA MERCED. MODELO ALÁMBRICO.
PROYECTO TRIMALAGA. MÁLAGA. ESPAÑA.
MESA COMUNICACIONES_1 / TABLE OF COMMUNICATIONS_1
REALIDAD VIRTUAL: HERRAMIENTAS DE INVESTIGACIÓN,
CONSERVACIÓN Y DIFUSIÓN DEL PATRIMONIO ARQUEOLÓGICO /
VIRTUAL REALITY: TOOLS OF RESEARCH, CONSERVATION
AND DISSEMINATION OF ARCHAEOLOGICAL HERITAGE
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
201
TRIMÁLAGA
Jesús Guerrero-Strachan Carrillo y Míguel Ángel Contreras López
Dpto. Expresión Gráfica, Diseño y Proyectos. Escuela Politécnica Superior. Universidad de Málaga. España
Resumen
La siguiente comunicación pretende hacer la presentación del proyecto TRIMÁLAGA en el contexto del presente Congreso Internacional de Arqueología e
Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación. Creemos que es el foro ideal para dar a conocer nuestro trabajo. Básicamente con el proyecto TRIMÁLAGA se
pretende hacer una maqueta virtual, un modelo tridimensional de la Málaga de finales del siglo XVIII (haciendo uso de las nuevas tecnologías informáticas que
nos brinda el s. XXI) tomando como referencia el plano de 1791 de D. Joseph Carrión de Mula.
Palabras Clave: INFOGRAFÍA, REALIDAD VIRTUAL, MODELO 3D, PATRIMONIO
Abstract
The following communication tries to do the presentation of the project TRIMÁLAGA in the context of the present International Congress of Archaeology and
Graphical Computer science, Heritage and Innovation. We believe that it is the ideal forum to announce our work. Basically with the project TRIMÁLAGA
one tries to do a virtual model, a three-dimensional model of the Malaga of ends of the 18th century (using the new IT technologies that it offers to us s. The
XXIst) taking as a reference the plane of 1791 of D. Joseph Carrión de Mula.
Key words: INFOGRAFÍA, VIRTUAL REALITY, 3D MODEL, HERITAGE
1. Orígenes del TRIMÁLAGA
los proyectos sirven para profundizar y avanzar un poco más en
dichas materias.
El plano de Carrión de Mula fue redescubierto por nuestro
antiguo Catedrático y Director del departamento D. Pedro
Portillo Franquelo en 1972, haciendo una copia bastante
fidedigna del mismo. Dicho plano es el buque insignia de la
cartografía malagueña sobre el cual se han basado otros planos
en años posteriores. Tiene un buen acabado, por lo que es de los
planos más fiables de la época y actualmente después de una
temporada, tras su restauración se encuentra expuesto en el
MUPAM (Museo del Patrimonio de la ciudad de Málaga).
El proyecto TRIMÁLAGA pretende ser de gran difusión, de
manera que la gente pueda visualizar cómo podía ser la Málaga
dieciochesca con el mayor realismo posible y la mayor
aproximación histórica. Además de crear una maqueta virtual de
Málaga de finales del s. XVIII también se pretende recrear una
visita virtual animada por las calles de Málaga enseñando los
edificios más emblemáticos de la ciudad por dentro y por fuera.
2. Realización del TRIMÁLAGA
La ejecución del proyecto está siendo realizada por nuestros
alumnos que van terminando la carrera de Ingeniería Técnica en
Diseño Industrial en forma de Proyectos Fin de Carrera. Utilizan
las mismas herramientas informáticas de modelizado en 3D,
tratamiento de imágenes y animación por ordenador que han
aprendido a lo largo de las asignaturas de la carrera. Lógicamente
Figura 1. Plano de Carrión de Mula (1791) (Fuente: Imagen cedida por la
UMA. El plano original se encuentra actualmente en el MUPAM).
3. Proyectos terminados y en ejecución
Reconstruir toda una ciudad aunque sea la Málaga de finales del
s. XVIII es una tarea muy complicada que requiere de una
planificación importante. Es por ello que hemos divido la
reconstrucción en 3D en unos proyectos dedicados
exclusivamente a la recuperación de los edificios singulares más
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
202
notables de la época tanto si existen hoy en día como si no.
Dichos edificios son principalmente iglesias, conventos, palacios,
fortificaciones, etc.
Actualmente tenemos terminada la Catedral de Málaga, la
Iglesias de Santiago, los Santos Mártires, San Juan, Nuestra
Señora de la Merced (incendiado en 1931 y demolido en 1963),
el Convento y la Iglesia de la Trinidad, el Palacio Episcopal, el
Convento y la Iglesia del Carmen y de Santo Domingo, la Ermita
de la Zamarrilla, Edificio nº 18 de la Alameda Principal, Iglesia y
Convento de Capuchinos, Palacio de Salinas, Iglesia y Hospital
de San Julián; y están en fase de ejecución el puerto con sus
fortificaciones y baterías, el edificio de la Aduana, el Convento y
la Iglesia de la Victoria , el palacio de los Gálvez, El Convento de
las Dominicas de la Divina Providencia, Convento de la Merced,
Hospital de Santa Ana, Convento de San Agustín, Palacios de
Villalcázar y de Buenavista, Fuerte de San Lorenzo , Convento
de San Juan de Dios, Convento de Santa Clara, Hospital de
Sto.Tomás Apóstol, Convento de las Religiosas Capuchinas,
Hospital de San José y Las Atarazanas.
Figura 2. Plano de Carrión de Mula. Recuperación del plano dirigido por el
Dr. D. Pedro Portillo Franquelo (1972). Dpto. de Expresión Gráfica,
Diseño y Proyectos de la Universidad de Málaga.
También están asignados una serie de proyectos dedicados
exclusivamente al levantamiento tridimensional de las casas y
negocios de las diferentes manzanas de la ciudad. Ya está
finalizado el barrio de El Perchel cuya ejecución se ha hecho en
varias fases (por su enorme tamaño), calle Matanza y sus
adyacentes (Perchel sur), calles El Pulidero hasta Cto. de Sto.
Domingo; también están ambientadas varias calles del centro
histórico (intramuros) como son Cisneros, Carnicería y
Especería además de la Plaza de San Francisco. Actualmente se
está trabajando en numerosas manzanas del Centro Histórico y
en casi todos los barrios de extramuros, la Trinidad, la Victoria, y
la Merced. Se podría decir que estamos en el ecuador en cuanto
proyectos finalizados y con el otro 50% en ejecución.
4. Fases del proyecto
Para comenzar la reconstrucción, se ha procedido a estudiar la
evolución, principalmente urbanística de Málaga desde sus
inicios hasta el siglo XVIII. De esta manera, al realizar la
investigación de la evolución urbanística a lo largo de los años, la
reconstrucción virtual es mucho mas objetiva y tiene una
fundamentación histórica.
Figura 3. Plano de la fachada principal de la Iglesia de Nuestra Señora de
la Merced. Incendiada en 1931, se conservó en ruinas hasta su demolición
en 1963.
En primer lugar el alumno que está realizando un proyecto
TRIMÁLAGA se documenta de todas las fuentes bibliográficas
existentes (biblioteca Provincial de Málaga, biblioteca de la
Diputación Cánovas del Castillo, etc.) para poder obtener los
planos del edificio en cuestión que le permita su reconstrucción
tridimensional. Si no fuera posible obtener dichos planos el
alumno sale a la calle con cámara fotográfica en mano, jalón y
cinta métrica. De esta forma fotografiando perpendicularmente
el edificio desde distintas perspectivas, con el jalón perpendicular
a la calle y paralelo a las distintas fachadas del edificio y
midiendo con la cinta métrica todo lo que se pueda medir junto
con las medidas que se puedan deducir posteriormente de las
fotografías (alturas, ventanales, balcones, etc.), se procede a la
realización de los planos en 2D del mismo con el programa
Autocad. Seguidamente se procede a su levantamiento
tridimensional en 3D, en este caso la mayoría de los alumnos
prefieren realizarlo con el mismo Autocad y posteriormente
exportar el modelo al 3DStudio MAX .
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
203
Decir que el alumno tiene la libertad creativa de mostrar su
proyecto final como crea conveniente, generando de esta forma
uno cortos de animación.
Figura 6. Logotipo del TRImálaga
Figura 4. Reconstrucción tridimensional de la Iglesia de la Merced. Modelo
alámbrico (imagen de síntesis).
Figura 7. Reconstrucción tridimensional de la Catedral de Málaga.Modelo
alámbrico del Altar Mayor (imagen de síntesis).
Figura 5. Reconstrucción tridimensional de la Iglesia de la Merced.
Perspectiva fotorrealista del exterior (imagen de síntesis).
Se procede a una recopilación de todas las texturas y fotografías
que permitan vestir el modelo 3D para que sea lo más real
posible, haciendo un retoque fotográfico en el PhotoShop para
poder ser utilizado correctamente. De esta forma con cada
proyecto vamos consiguiendo una biblioteca de materiales que se
utilizan posteriormente para las fachadas, ventanas, balcones,
tejados, suelos, muebles, etc., todo ello en el 3dsMAX.
A continuación se continúa con las pruebas de iluminación,
colocación de las cámaras y primeros renders para ir
consiguiendo un efecto fotorrealista. Y finalmente se generan los
renders definitivos y los videos finales.
Figura 8. Reconstrucción tridimensional de la Catedral de Málaga. Modelo
básico sin texturas ni luces del Altar Mayor (imagen de síntesis).
Resumiendo, cada proyecto TRIMÁLAGA contiene un video de
aproximadamente 10 o 15 minutos que muestra a modo de visita
guiada tanto el exterior como el interior del edificio en cuestión
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
204
(con mobiliario del s. XVIII) y en su caso la visita por las calles y
manzanas de una zona específica de la ciudad de Málaga;
también contiene una memoria que ayudará a conocer la historia
del Edifico o bien la evolución histórica del urbanismo de
Málaga, planos, imágenes virtuales y fotografías.
Para todo ello, el alumno ha adquirido un carácter polivalente y
se ha puesto en el papel, en primer lugar de un investigador,
posteriormente en un delineante y en modelador 3D, y por
último en un texturizador, animador de escenas y postproductor.
Se trata de un trabajo duro y laborioso, desarrollado durante un
largo periodo de tiempo, pero cuyo resultado merece la pena.
Figura 11. Reconstrucción tridimensional del Palacio Episcopal de Málaga.
Perspectiva fotorrealista de la fachada principal (imagen de síntesis).
Figura 9. Reconstrucción tridimensional de la Catedral de Málaga.
Perspectiva fotorrealista del interior. Altar Mayor (imagen de síntesis.
Figura 12. Reconstrucción tridimensional del Convento e Iglesia de la
Trinidad en Málaga.Gran angular fotorrealista del Claustro (imagen de
síntesis).
Figura 10. Reconstrucción tridimensional del Palacio Episcopal de Málaga.
Modelo alámbrico, esquina de la fachada principal (imagen de síntesis).
En las figuras precedentes se muestran las imágenes de síntesis,
es decir imágenes generadas por ordenador que ilustran
diferentes proyectos ya terminados del TRIMÁLAGA.
Figura 13. Reconstrucción tridimensional del Convento e Iglesia de la
Trinidad en Málaga. Perspectiva fotorrealista del interior de la Iglesia
(imagen de síntesis).
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
205
5. Conclusiones
Como conclusión final decir con satisfacción que el proyecto
TRIMÁLAGA ya es una realidad. No pretendemos que el
proyecto sea cerrado sino todo lo contrario. Enriquecerlo con
futuras aportaciones que nos permitan mejorar constantemente y
contribuir a difundir el pequeño gran patrimonio de una ciudad
tan bella como la de Málaga.
Decir también que tenemos una página web www.trimalaga.uma.es
donde intentamos mostrar tanto los proyectos terminados como
los que están en ejecución, asimismo dicha página web pretende
ser una herramienta eficaz de control y gestión de todos los
proyectos TRIMÁLAGA.
Figura 14. Reconstrucción tridimensional y ambientación de las Calles
Cisneros, Carnicería y Especerías de Málaga. Puesto de frutas (imagen de
síntesis)
Como futuras líneas de investigación no se descarta ir ampliando
el TRIMÁLAGA a otras épocas. Mostrando la evolución del
desarrollo urbanístico de la ciudad de Málaga desde su fundación
hasta nuestros días (Málaga fenicia, romana, musulmana,
moderna, actual…).
Agradecimientos
Recalcar que sin la inestimable ayuda, ilusión, esfuerzo, tiempo y
dedicación de nuestros alumnos, el proyecto TRIMÁLAGA
jamás hubiera visto la luz. Muchas gracias a todos.
Figura 15. Reconstrucción tridimensional y ambientación de las Calles
Cisneros, Carnicería y Especerías de Málaga. Puesto de vasijas (imagen de
síntesis)
Bibliografía
AYALA ÁLVAREZ, FRANCISCO JAVIER, “Análisis sobre la evolución de la arquitectura de Málaga en los siglos XVIII y XIX”, Colegio Oficial
de aparejadores y arquitectos técnicos de Málaga.1992
BARBÁN DE CASTRO FCO. y MEDINA CONDE C., “Descripción de Málaga”. Universidad de Málaga, 2000. (342)
BEJARANO ROBLES, FRANCISCO, “Las calles de Málaga” Ed. Sarria. ISBN: 84-95129-38-8
CABRERA PABLOS, FRANCISCO; OLMEDO CHECA, MANUEL, “Málaga a finales del siglo XVIII”, Real Academia de Bellas Artes de
San Telmo, D.L.: MA-54/2006, ISBN: 84-609-9072-9
CAMACHO MARTÍNEZ, ROSARIO, “Málaga Barroca. Arquitectura religiosa de los s. XVII y XVIII”, Málaga, Universidad, 1980, pp. 234237, D.L.: MA-416-1981, ISBN: 84-7496-048-7.
OLMEDO CHECA, MANUEL, “José Carrión de Mula” en Revista Péndulo XVI, Málaga, Colegio Oficial de ingenieros técnicos
industriales, s.a., pp. 196-210, D.L.: MA-744/1997.
PORTILLO FRANQUELO, PEDRO, “Presentación de los Planos de la ciudad y puerto de Málaga de Joseph Carrión de Mula y de Onofre Rodríguez”,
Málaga, 1983
REINA MENDOZA, JOSE MANUEL “La vivienda en la Málaga de la segunda mitad del siglo XVIII”, Biblioteca popular malagueña, D.L
1982
RODRÍGUEZ MARÍN, FRANCISCO JOSÉ, “Málaga Conventual. Estudio histórico, artístico y urbanístico de los conventos malagueños”, Ed.
Argaval, ISBN: 84-89672-54-7.
TEMBOURY ÁLVAREZ, JUAN, Colección fotográfica disponible en el Archivo Provincial de Málaga
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
206
Virtual Acropolis.
Digital recreation of a Sicilian Archaic sanctuary
F. Stanco1, D. Tanasi2
1 Dipartimento
2 Arcadia
di Matematica e Informatica, University of Catania, Italy
University, Mediterranean Center for Arts and Sciences, Siracusa, Italy
Resumen
Este artículo trata de una proyecta de reconstrucción virtual de un sitio completo arqueológico, el santuario arcaico de Sicilia en la acrópolis de la Montaña de
Polizzello. El programa de investigación, denominado 'Virtual Acrópolis' se ha desarrollado con el fin de permitir que la experiencia de visitar un entorno 3D
reconstruido y es completamente interactivo e inmersivo en un paisaje realista. Es una visita que, es imposible en el mundo hoy a causa de los trabajos de
restauración aún en curso. Para mejorar la hipótesis de los arqueólogos acerca de los rituales y las actuaciones que se llevaron a cabo en el santuario, todos los
objetos votivas y las ofrendas fueron recreados digitalmente y situado en su posición original. Un avatar de un adorador se usa en el modelo interactivo para
experimentar cómo un día cualquiera se encontraba en un santuario arcaico. Esto se hizo con la ayuda de las fuentes arqueológicas y literarias recogidas. Además,
la aplicación de esta técnica representa la frontera más reciente en las políticas dirigidas a la promoción del patrimonio cultural y arqueológico.
Palabras Clave: RECONSTRUCCIÓN VIRTUAL, BLENDER, AVATAR, POLIZZELLO, SANTUARIO ARCAICO
Abstract
This paper deals with a project of virtual reconstruction of an entire archaeological site, the Sicilian Archaic sanctuary on the acropolis of Polizzello Mountain.
This research program, called ’Virtual Acropolis’ has been developed in order to allow the experience of visiting an interactive and immersive 3D environments
reconstructed in all and set in a realistic landscape. A visit that in the reality is currently impossible due to the still ongoing restoration works. For improving the
archaeologist’s hypotheses about rituals and performances that were carried out in the sanctuary, all votive objects and offerings were digitally recreated and located
in their original position and an avatar of a worshipper was implemented within the interactive model in order to directly experience, thanks to the archaeological
and literary sources collected, how was one ordinary day in an Archaic sanctuary. Furthermore, the application of this technique represents the more recent frontier
in the policies aimed to promotion of cultural and archaeological heritage.
Key words: INTERACTIVE 3D MODEL, BLENDER, AVATAR, POLIZZELLO, ARCHAIC SANCTUARY
1. Introduction
The current importance of Computer Graphics in the four main
steps of the archaeological research - field work, recording,
interpreting and dissemination of results - is currently
indisputable and it is gradually recognized by more and more
scholars. If during an excavation its application is restricted to
use of laser scanners and 3D GIS, where archaeologists are just
‘users’ of technologies made available by the research efforts of
computer scientists, in the cognitive moment of decoding
ancient data and in subsequent phase of encoding and
simplifying them, research strategies and goals of archaeology
and computer science coincide (EVANS, DALY 2006).
2008, STANCO, TANASI 2009, STANCO et al. 2010).
Occupied between the 10th and the 4th century BC, the site of
Polizzello reached its climax in the Archaic period (7th -6th
century BC), when the indigenous community built on the upper
part of the Mountain, the so called Acropolis, a huge sanctuary
composed by a complex system of precincts where indigenous
deities where worshipped according to Greek customs. After a
massive campaign of excavations, which unearthed most part of
all the buildings of the Acropolis, the ‘Acropolis Archaeological
Park’, scheduled to be open, remained closed to the public due
of logistical problems.
A significant example of this synergic approach is represented by
the case study of the Sicilian Archaic sanctuary on the Acropolis
of Polizzello Mountain, analyzed by the scholars of
‘Archeomatica
Project’
of
Catania
University
(www.archeomatica.unict.it), a research program of digital
archaeology (ARCIFA et al. 2010, GALLO et al. 2010, GALLO
et al. 2011, SANGREGORIO et al. 2008, STANCO, TANASI
For this still standing reason and also because some structures
are buried and not yet brought to light, the team of
Archeomatica Project decided to carry out a research program of
digital archaeology, called ‘Virtual Acropolis’, aimed to virtual
version of all the buildings of the Acropolis in the same
preservation conditions as at the time of the discovery.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
207
Figure 1. The Acropolis during the excavation.
2. Archaeological context
The indigenous settlement of Polizzello Mountain in the
territory of Mussomeli (Caltanissetta, Sicily) is situated on the
top of an 877 m high, precipitous mountain that is almost
completely encircled by the valleys created by the watercourse
of two tributaries of the Platani River. Strategically located in
the very core of central Sicily, Polizzello represented the most
important indigenous site that maintained a political and
cultural independency to the influences of Greek colonies. In
this perspective the evidence coming from the cult place on the
upper part of the Mountain, the so called Acropolis, is currently
the best example known so far of Archaic sanctuary in which
non-Greek religious rituals were performed by native
communities. Explored through several campaigns between
1984-1996 and 2000-2006, the Acropolis restituted five circular
buildings interpreted as open shrines (Sacelli), A, B, C, D, E,
and partially enclosed by a low wall, called temenos (Figure 1).
Furthermore, on the central part of the plateau, a large and low
rectangular precinct, probably used for keeping cattle, called
building F, that contained traces of animal sacrifices, feasting
activities, and pottery depositions, was unearthed.
The two well known buildings are A and B. They basically were
circular or irregular precincts with entrance to the south, with
elevation walls made of stone blocks in double curtain
technique and paved with pressed earth floors. Inside several
pieces of complement furniture were found as altars, hearths,
and benches. Of great importance were the two buildings at the
northern end of the acropolis, A and B, that performed
different functions in the religious liturgy of the sanctuary
activity. Building A, with a diameter of 8 m, probably kept the
wooden statue of the deity, now disappeared, set on a rock base
at the center, to which were offered votive gifts like vessels,
iron weapons, and amber and bone beads, dated to the mid 7th
century BC, accompanied by traces of animal sacrifices. The
building B, built shortly after A and partially leaning upon it,
with a diameter of about 10 m, was the real treasure of the
sanctuary, where all offers to the gods, the most valuable and
varied, were kept at end of ceremonies that involved
community meals and libations. Inside it, a pressed earth floor,
a hearth, a circular bench running along the walls, a recess and
an altar were revealed. The circular bench may have been used
as seating for the participants in the rites, while the recess seems
to have been used to isolate and hold specific depositions.
Seventeen deposits of a total of 193 objects of the 6th century
BC were found on the floor, simply placed and not hidden or
covered, mostly in the northern part of the building, including
indigenous vessels, Greek craters and cups, clay figurines and
models, metal items such as iron daggers, spearheads and
sickles, bronze arrowheads, ornaments such as bracelets, fingerrings, chains in bronze a multitude of ivory, amber, and bone
beads related to jewelry items. Very prominent is also the
evidence of building E, found in the north western part of the
acropolis, close to building A. Its 14.70 m diameter and
megalithic construction technique is unique in Sicilian contexts,
and it must therefore have been a structure of fundamental
importance within the sacred area. This huge building may have
been used at least through three different phases: in the second
half of the 8th century BC, at the beginning of the 7th century
BC, and between the end of the 7th and the beginning of the
6th century BC.
(a)
(b)
Figure 2. (a) The 3D model of the votive deposition no. 6 in building B;
(b) the 3D model of the bronze helm found in building B.
The sacred area represented by the central part of the acropolis,
during the 8h century BC, was partially enclosed by the low
and wide precinct wall of eccentric shape, the temenos, well
preserved along the eastern and northern slopes. It was made
with stone blocks in double curtain technique, with a constant
width of 1.50 to 2.50 m. Totally obliterated on the western and
southern sides, as a result of the slip of land and weather
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
208
agency, it probably included a monumental entrance on the
north side in front of building A. Along its east side, the temenos
was modified by the adjunction of a small rectangular ambient,
later in chronology, Room III, partially built and excavated
inside of it. Contemporary to Room III are two House
belonging to a residential quarter, dated back to the end of the
5th century BC, namely the Temenos House, adjacent to the
temenos wall, and the East House, in a smooth plain in eastern
slope. The two buildings reflect the construction techniques of
Greek Sicily and have such characteristics that they can be
intended as part of a workshop district still partially unrevealed.
The construction technique shows large rectangular blocks with
two courses and a flat roof with tiles. Within the rooms, rolled
on the floor by the collapse of the ceiling, was found sets of
pottery and objects, such as between transport amphorae, table
wares, cooking pots and storing jars, and especially some large
mortars for grinding olives.
Figure 3. Virtual reconstruction of the Acropolis.
3. 3D modeling and archaeology
Archaeological 3D modeling is basically the recreation of
landscapes, architecture, and objects by digital means based
upon the current state of the salvaged monuments integrated
with the data coming from historical and archaeological
researches using software for developing 3D models
(MARGOUNAKIS 2008), without the application of reverse
engineering methodology. It is probably the most popular
computer-based technique applied to cultural heritage as it
represents the core of the “serious games” used in many
multimedia projects (ANDERSON et al. 2009). The
archaeological 3D modeling is not just a simple cognitive tool
to reproduce virtually aspects of the past, like objects of
everyday life, to improve the knowledge and the
comprehension. It is also, above all, a methodology of
recording all the archaeological data in a much more complete
way than the traditional photography and drawing and it is also
an instrument of interpretation for the researchers who are
involved in the theoretical reconstruction of the past itself.
From this point of view, it is a kind of virtual benchmark of the
archaeologists’ theories where the hypothesis is tested and
corrected in order to produce a truthful image of something
buried by time. A kind of “solid modeling to illustrate the
monument” becoming “solid modeling to analyze the
monument” (REILLY 1992). For this reason, the privileged
application field for this technique is the archaeological
research, where, the scarcity of iconographical sources and the
poor state of conservation of the findings, makes extremely
complex both the process of decoding the information and of
transmitting the knowledge to the public.
The large amount of documentary data collected during the
excavation about buildings, artefacts and their setting in the
landscape offered a unique opportunity to attempt the
developing of an overall virtual reconstruction of the Archaic
sanctuary, in order to allow the experience of visiting an
interactive and immersive 3D environments reconstructed in all
and set in a realistic landscape.
A visit that in the reality is currently impossible due to the still
ongoing restoration works causing to the Acropolis
archaeological park to remain closed to the public for several
years. For improving the archaeologist’s hypotheses about
rituals and performances that were carried out in the sanctuary,
all votive objects and offerings were digitally recreated and
located in their original position (Figure 2) and an avatar of a
worshipper was implemented within the interactive model in
order to directly experience, thanks to the archaeological and
literary sources collected, how was one ordinary day in an
Archaic sanctuary. In this perspective must be considered the
scientific importance of this project. In fact the technique of
3D modeling in the case of the acropolis of Polizzello gave two
completely innovative and extremely significant achievement, to
augment the cognitive ability of the archaeologist: the
promoting of an archaeological site and the monitoring of its
conditions of degradation. Moreover some of the buildings, the
oldest discovered in the exploration, were buried and not yet
brought to light, so it was decided to create a virtual version of
all the buildings of the acropolis in the same preservation
conditions as at the time of the discovery. The ‘Virtual
Acropolis’, thus, allows the experience of visiting an interactive
3D environment (Figure 3).
For the development of this project, the researchers of the
Archeomatica Project have chosen Blender (www.blender.org)
as a work tool, an open source cross-platform software for
modeling, rendering, animation, post-production, creation, and
playback of interactive 3D contents, extremely versatile,
functional, and constantly open to implementations based on
the research of its application in various fields. Where it was
necessary for particular issues, image-based 3D modeling
techniques, which consist in the elaboration of a 3D model
from a set of high quality digital photos, have also been used
(REMONDINO, EL-HAKIM 2005, VERBIEST et al. 2005).
4. Multi-layered interactive 3D model of the
Archaic sanctuary
The first goal achieved with the Virtual Acropolis project was
to overcome all the traditional documentation methods of the
many phases and chronological stages of a multilayered site like
this, through color plant phase, with the creation of a multilayered 3D model, where all monumental evidences are
organized into 4 temporal phases that summarize the history of
site between the 8th and the 4th century BC (Figures 4 and 5). In
this way it’s possible to focus better on the detailed evolution of
the sanctuary and highlight the major functional difference of
the last phase of the end of the 5th century BC. In this way it’s
possible to focus better on the detailed planimetric evolution of
the sanctuary between the 8th and 6th centuries BC and
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
209
highlight the major functional difference of the last phase of the
4th century, that was only residential. With this methodology
the overall development could be integrated with the
architectural features of a single building, like building E, which
itself has undergone many complex transformations. Finally,
only for the last phase, for which the evidence revealed during
the excavation was particularly significant, it has been possible
to propose 3D models of how original buildings had to be,
even on the basis of other evidence known from contemporary
and historical sources, both for what concerns the structural
data, the pottery, and objects that were used in everyday life.
(a)
This will take the virtual experience to the next level of
immersiveness, allowing large public visiting in the future
the Acropolis archaeological park to explore
simultaneously an en plein air virtual museum of the
Acropolis. In conclusion, the encouraging results of the
application of the computer graphics 3D to the archaeological
evidence has demonstrated that it is possible to use another
“sense” do decrypt the traces of the past: three-dimensional
recreation of ancient life and visual images are extremely
effective in explaining the past because they allow us to
experience it.
(b)
(a)
(c)
(b)
(d)
Figure 4. Multilayered 3D model of the Polizzello Acropolis: (a) phase I, half
of the eighth century BC; (b) phase II, from the half of seventh to the beginning
of sixth century BC; (c) phase III, end of 6th century BC; (d) phase IV,
between the end of 5th and the beginning of 4h century BC.
5. Future Works
(c)
Figure 5. Building E: (a) phase I, second half of the 8th century BC; (b) phase
II, beginning of the 7th century BC; (c) phase III, between the end of the 7th
and the beginning of the 6th century BC.
Since the future of virtual archaeology and of its applications in
the field of research and promotion of archaeological goods
seems to be linked in an unavoidable way to the evolution of
augmented reality (AR) environment (MILGRAM, YIN 2006),
the next phase of this project will be the development of an AR
platform usable via mobile devices as smartphones and
Iphones.
Acknowledgements
Many thanks to Melissa Pratt for the review of the Spanish abstract and S. Iannuzzi, D. Di Falco, S. Tomasello for the technical
assistance. These Archeomatica Project members have participated: C. Falzone, A. Fiamingo, E. Greco, M. Marino, E. Sangregorio, T.
Scaffiddi, R. Urso.
References
ANDERSON, E. F., MCLOUGHLIN, L., LIAROKAPIS, F., PETERS, C., PETRIDIS, P., and DE FREITAS, S. (2009), “Serious Games
in Cultural Heritage,” in Procedings of the 10th International Symposium on Virtual Reality, Archaeology and Cultural Heritage VAST, M. Ashley, F.
Liarokapis (eds.), State of Arts and Reports, pp. 29–48.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
210
ARCIFA, L., CALI’, D., PATANE’, A., STANCO, F., TANASI, D., TRUPPIA, L. (2010), “Laserscanning and 3D Modelling Techniques in
Urban Archaeology: the Excavation of ‘St. Agata al Carcere’ Church in Catania”. Virtual Archaeology Review, Vol. 1, Issue 2, ISSN 1989-9947, pp.
44-48.
EVANS, T. L., DALY, P. (2006), Digital Archaeology. Bridging Method and Theory, Routledge, London.
GALLO, G., LA ROSA, V., STANCO, F., TANASI, D. (2011), Radamante al computer. Archeologia e informatica nel mondo minoico: l’esperienza
catanese. Regione Sicilian.
GALLO, G., MILANESE, F., SANGREGORIO, E., STANCO, F., TANASI, D., TRUPPIA L. (2010), “Coming back home. The virtual
model of the Asclepius roman statue from the Museum of Syracuse (Italy)” in Virtual Archaeology Review, Vol. 1, Issue 2, pp. 93-97.
MARGOUNAKIS, D. (2008), “Virtual Reconstructions in Archaeology” in D. Politis ed., E-Learning Methodologies and Computer Applications in
Archaeology.
MILGRAM, P., YIN, S. (1997), “An Augmented Reality Based Teleoperation Interface for Unstructured Environments”, in ANS 7th Meeting on Robotics
and Remote Systems, Augusta, pp. 101–123.
REILLY, P. (1992), “Three Dimensional Modeling and Primary Archaeological Data”, in P. Reilly, S. Rahtz (eds.), Archaeology and the Information Age:
A Global Perspective, 1992.
REMONDINO, F., and EL-HAKIM, S. (2005), “A Critical Overview of Image-based 3D Modeling”, in M. Baltsavias, A. Gruen, L. Van Gool, M.
Pateraki (eds.), Recording, Modeling and Visualization of Cultural Heritage, London, Taylor and Francis.
SALVADORI, F. (2009), “Modellazione dei Reperti,” in V. Fronza, A. Cardini, M. Valenti (eds.) Informatica e Archeologia Medievale. L’esperienza
senese, All’Insegna del Giglio, pp. 131–147.
SANGREGORIO, E., STANCO, F., and TANASI, D. (2008), “The Archeomatica Project: Towards a New Application of Computer Graphics in
Archaeology,” in Proceedings of 6th Eurographics Italian Chapter Conference, pp. 1–5.
STANCO, F., BATTIATO, S., GALLO, G. (2011), Digital imaging for cultural heritage preservation. Analysis, Restoration and Reconstruction of
Ancient Artworks, CRC Press.
STANCO, F., and TANASI, D. (2008), “Reconstructing the Past: il 3D Modeling nella Ricerca Archeologica,” in L. Bezzi, D. Francisci, P. Grossi, D.
Lotto (eds.), Atti del 3 Workshop Open Source, Free Software e Open Format nei processi di ricerca archeologica.
STANCO, F., and TANASI, D. (2009), “La Computergrafica nella Ricerca Archeologica. Dal 3D Modeling alla Digital Archaeology,” in Proceedings of
V Congresso Nazionale di Archeometria, pp. 605–617.
STANCO, F., TANASI, D., GALLO, G. (2010) “Virtual Restoration of Fragmented Glass Plate Photographs of Archaeological Repertoires” in
Arqueologica 2.0, II International Meeting on Graphic Archeology and Informatics, Cultural Heritage and Innovation Arqueológica 2.0, Sevilla.
VERBIEST, F., WILLEMS, G., PLETINCKY, D., and VAN GOOL, L. (2005), “Image-based Rendering of Cultural Heritage”, in M. Baltsavias,
A. Gruen, L. Van Gool, M. Pateraki (eds.), Recording, Modeling and Visualization of Cultural Heritage, London, Taylor and Francis.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
211
Understanding Virtual Objects through
Reverse Engineering
Vera Moitinho y Juan Antonio 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?
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
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.
Figure 1. Basic framework.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
212
2. Methodology
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
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?
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?
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.
Figure 2. Proposed framework.
2.2. 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
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
213
several artefacts from different spatial and chronological
provenances.
probable functions of artefacts and working processes that
produced objects with specific forms.
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.
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
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.
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
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.
2.3. 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
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.
3. 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
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
214
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.
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.
References
BARCELÓ, J. A. (2010): “Visual Analysis in Archaeology. An Artificial Intelligence Approach”, in Morphometrics for Nonmorphometricians, edited by
E.M.T. Elewa. Springer.
BATHOW, Christiane and WACHOWIAK, Mel (2008): “3D Scanning in Truly Remote Areas”, in Coordinate Metrology Systems Conference CMSC, Charlotte, NC. http://www.accurexmeasure.com/applicationpages/3d%20scanning%20in%20remote%20areas.pdf [View: 24-03-2011].
BERALDIN, J.-A. (2004): “Integration of Laser Scanning and Close-range Photogrammetry – The last Decade and Beyond”.
http://www.isprs.org/proceedings/XXXV/congress/comm5/papers/188.pdf [View: 24-03-2011].
DENNET, Daniel (1991): “Cognitive Science as Reverse Engineering: Several Meanings of ‘Top-Down’ and ‘Bottom-Up’”, final draft for Proceedings of
the 9th International Congress of Logic, Methodology and Philosophy of Science. http://users.ecs.soton.ac.uk/harnad/Papers/Py104/dennett.eng.html [View:
24-03-2011].
EILAM, Eldad (2005): Reversing: Secrets of Reverse Engineering. Wiley Publishing, Indianapolis.
GEORGOPOULOS, Andreas et al. (2010): “Assessing the Performance of a Structured Light Scanner”, in Commission V Symposium. International
Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 38(5). http://www.isprs.org/proceedings/XXXVIII/part5/papers/177.pdf
[View: 24-03-2011].
KAMAT, V. R. and MARTINEZ, J. C. (2007): "Variable-speed object motion in 3D visualizations of discrete-event construction simulation models".
ITcon, Vol. 12, pp. 293-303, http://www.itcon.org/2007/20 [View: 24-03-2011].
MARA, Hubert et al. (2004): “The Uniformity of Wheel Produced Pottery Deduced from 3D Image Processing and Scanning”, in Proceedings of the 28th
Workshop of the Austrian Association for Pattern Recognition - OAGM/AAPR, Digital Imaging in Media and Education. W. Burger, J. Scharinger
(ed.). Schriftenreihe der OCG, nº 179, pp. 197-204.
MOITINHO, Vera (2007): “Virtual Archaeology: Work in Progress”, in Proceedings of the 35th Computer Applications and Quantitative Methods in
Archaeology Congress, CAA 2007.
PERROS, Harry (2009): "Computer Simulation Techniques: The definitive introduction!". Computer Science Department - NC State University,
Raleigh, NC. http://www4.ncsu.edu/~hp/simulation.pdf [View: 24-03-2011].
RAJA, Vinesh and FERNANDES, K. J. (ed.) (2008): Reverse Engineering: An Industrial Perspective. Springer-Verlag, London.
REICHENBACH, Tomislav and KOVAČIĆ, Zdenko (2003): "Derivation of Kinematic Parameters from a 3D Robot Model Used for Collision-free
Path Planning", in Proceedings of the 11th Mediterranean Conference on Control and Automation, MED '03.
http://med.ee.nd.edu/MED11/pdf/papers/t2-039.pdf [View: 24-03-2011].
USAIT: “Glossary”, in U. S. Army Information Technology Agency, http://ita.army.mil/CatalogService.aspx?service_Id=122&serviceGroup_Id=9 [View:
24-03-2011].
WANG, Wego (2011): Reverse Engineering: Technology of Reinvention. CRC Press.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
215
Escaneado 3D e interpretación virtual del
Teatro romano de Córdoba
José Luis Gómez Merino
Balawat.com Diseño multimedia para la Arqueología
Resumen
Del teatro romano de Córdoba se conserva una parte de la cimentación del graderío cuyos restos se conservan en el semisótano de la ampliación del Museo
Arqueológico. Para el trabajo infográfico tomamos como punto de partida la nube de puntos obtenida tras una escanometría 3D de los restos. A partir de ahí
tratamos de explicar al público visitante con qué se identifican esos restos concretos. El resultado son tres audiovisuales y varios paneles situados a lo largo de la
pasarela que el público recorre para visitar los restos. Intentamos así desarrollar lenguajes gráficos en el entorno del dibujo científico en el que se desenvuelven
habitualmente los arqueólogos. El reto es hacer que ese entorno sea atractivo para el público.
Palabras Clave: ESCANEADO, ESCANOMETRÍA 3D, NUBE DE PUNTOS, INFOGRAFÍA, MALLA 3D, TEATRO ROMANO.
Abstract
The remains of the Roman Theater in Córdoba are located in the cellars of the Archaeological Museum. We have scanned the remains in order to use them to
explain the visitors the features of the theatre. With this scanned 3D information we have made videos and images across the path for visitors to perform visual
information for them. The challenge consists in making the public enjoy using technical graphic information.
Key words: SCANOMETRY, ANIMATION, ARCHAEOLOGY, VIDEO.
1. El Escaneado 3D
El escaneado 3D es una herramienta que se está popularizando
en el registro del Patrimonio arqueológico. Consiste en la
obtención de una topografía detallada de un yacimiento
mediante una nube de millones de puntos obtenida mediante el
uso de un escáner láser.
La información topográfica proporcionada por un escáner láser
es inmensa pero también es difícil de digerir por los arqueólogos,
por las dificultades para trabajar en los programas de gestión de
las nubes de puntos y porque tampoco se necesita tan ingente
información para el registro topográfico tradicional de un
espacio arqueológico.
Pero desde el punto de vista del diseño gráfico en 3D, la nube de
puntos supone una oportunidad para trabajar con una
reproducción detallada no de una interpretación virtual, sino del
yacimiento real.
2. Escanometría 3D del Teatro
Los restos del teatro de Córdoba aparecieron al excavar la zona
destinada a la ampliación del Museo Arqueológico de esa ciudad.
La edificación se construyó sobre los restos, que han quedado
visitables en el sótano.
Figura 1. La nube de puntos resultante de la escanometría y al fondo una
visión esquemática del frente de la escena, no excavado por hallarse edificios
modernos sobre él.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
216
Se nos encargó la información multimedia para la visita que
discurre a lo largo de una pasarela, pero sin llegar a una
reconstrucción virtual del teatro de Córdoba, dado que los restos
corresponden sólo a la cimentación de parte de la cávea.
Empezamos haciendo una escanometría 3D de lo conservado
para tomar los propios restos como base de nuestro trabajo en
3D. Exportando la nube de puntos a un sistema de malla
asumible por nuestro programa de modelado virtual nos
encontramos con que tenemos como inicio de nuestro trabajo la
topografía real de los restos: millones de vértices, cada uno con
sus coordenadas x, y, z.
Es de reseñar el cambio conceptual que supone pasar del
modelado virtual tradicional, que se apoyaba sobre dibujo de
autocad, al modelado sobre los restos topográficos situados en
sus coordenadas universales. El cambio supone pasar de
interpretaciones virtuales más o menos artísticas, pero
desvinculadas del terreno real, a otras interpretaciones ancladas a
tierra.
3. A modo de prospectiva
De este modo fuimos reconstruyendo algunos elementos del
teatro sobre los que no había duda ninguna: un vomitorio, una
cripta de circulación interior para el acceso al graderío, las
canalizaciones que conducían agua a un posible ninfeo. El resto
de elementos del edificio teatral quedan sólo insinuados con
volúmenes.
Podemos anticipar para los próximos años un gran desarrollo de
estos procedimientos de Arqueología virtual basados en la
escanometría. Es necesario un avance primero en los programas
de gestión de las nubes de puntos producidas por el escáner para
conseguir que los datos obtenidos sean más compatibles con los
de diseño multimedia.
El medio que utilizamos para que el público visitante
comprendiera los restos fue fundamentalmente el audiovisual,
con tres pantallas localizadas a través del recorrido de la pasarela.
También se hicieron algunos paneles con información in situ de
algunos detalles.
Acto seguido se popularizarán las interpretaciones virtuales
asociadas a la topografía escanométrica con lo que obtendremos
auténticas anastilosis virtuales. Estamos convencidos de que la
Arqueología virtual debe afectar a los procedimientos de la
Arqueología clásica y, especialmente, en lo que atañe a las
reconstrucciones físicas que se realizan in situ sobre los restos
arqueológicos.
Al inicio de la visita se realizó un audiovisual en el que se
explicaba cómo se diseñaba un teatro ideal según Vitrubio, junto
con algunas soluciones de la ingeniería romana para solucionar la
cimentación de los teatros. De esta manera el visitante
comprendería fácilmente los bloques de hormigón conservados
del teatro cordobés.
Sin embargo, lo que consideramos una novedad es la utilización
de la malla 3D combinada con el levantamiento virtual para la
interpretación de los restos. No hemos encontrado paralelismos
en internet, aunque es obvio que habrá otros equipos en el
mundo trabajando sobre propuestas similares.
Creemos que ha llegado el momento de diferenciar claramente
los espacios arqueológicos:
1. -Por un lado debe estar el yacimiento real, físico. La ruina
histórica que tiene su propia belleza y cuyas piedras auténticas
poseen su poder de transmisión.
Figura 2. Escanometría de la parte de la cimentación de la cávea conservada. Obsérvense los círculos menos densos que se corresponden con los
puestos de escaneado.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
217
2. -Por otro lado debe estar el yacimiento virtual, entendido éste
como un espacio de información que debe comprender los datos
y estudios arqueológicos, las hipótesis virtuales y el resto de
material informativo que el yacimiento genera.
El espacio real es sensible puesto que es el yacimiento único y
original. Nuestra obligación es preservarlo, proteger y restaurar
sus elementos. Pero restauración no es reconstrucción.
El espacio virtual es el lugar para el ensayo y error. En él se
pueden realizar hipótesis y pruebas en la confianza de que los
fallos se corrigen sin problema dejando el yacimiento original
indemne. El espacio virtual es un espacio informativo que puede
aglutinar todo tipo de datos, desde los estrictamente científicos a
los generados para la divulgación y la educación. El lugar más
evidente para albergar la información es un portal de Internet,
no hace falta reflexionar demasiado para ver que esto ya es una
realidad en instituciones, empresas e incluso en las propias
personas físicas en formato web, blog o espacio personal en las
redes sociales.
Éstas son las reflexiones a las que nos conduce trabajar en el
mundo de la topografía virtual. Si hacemos un poco de
prospectiva podemos anticipar cómo serán los yacimientos
arqueológicos del futuro inmediato y, quizás, podamos corregir
excesos que aún se cometen por el simple hecho de arrastrar
costumbres pasadas sin pararnos un momento a ver si serán
correctas en el mundo al que nos dirigimos.
Figura 3. El teatro ideal según Vitrubio, formado mediante la animación de los cuatro triángulos clásicos hasta dar con la forma que describió el autor latino.
Figura 4. Sección de un teatro ideal para mostrar la cimentación, elemento de gran interés en la musealización del teatro de Córdoba, puesto
que a ella pertenecen buena parte de los restos conservados.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
218
Software
-Escáner Riegel para la obtención de la nube de puntos.
-Photoshop para las imágenes fijas.
-3D Studio Max para la creación de las reconstrucciones virtuales.
-Premiere para la edición de vídeo.
Bibliografía
Laboratorio DG del Patrimonio de la Universidad del País Vasco. “Documentación geométrica yacimiento MAECO”.
http://www.ehu.es/docarq/LDA/proyectos/Cordoba/index_intro.htm
SANCHEZ VELASCO, J. (1999). “El acceso norte al Teatro Romano de Córdoba: secuencia estratigráfica y estudio de materiales”. Anales de
arqueología cordobesa. Nº 10, págs. 115-160.
SÁNCHEZ VELASCO, J. (2006). “Estudio del yacimiento romano del Museo Arqueológico y Etnológico de Córdoba para la elaboración del programa de
exposición y musealización”.
SANCHEZ VELASCO, J. “Interpretación arqueológica de la documentación geométrica de los restos hallados bajo la ampliación del MAECO con vistas a
su musealización y a la elaboración del discurso museográfico general”.
VENTURA, A., MARQUEZ, C., MONTERROSO, A., CARMONA, M. A. (2002). “El Teatro Romano de Córdoba”. Córdoba.
VENTURA, A., MARQUEZ, C., MONTERROSO, A. “Estudio sucinto de la campaña de excavación 1998-2000 en el teatro romano de Córdoba: la
terraza media oriental”.
VENTURA VILLANUEVA, A. (1999). “El Teatro en el contexto urbano de Colonia Patricia (Córdoba): ambiente epigráfico, evergetas y culto imperial”.
Seminario de Arqueología de la Universidad de Córdoba. Archivo Español de Arqueología 72, 57-72.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
219
Desarrollo de Proyectos Orientados al Arte
y la Restauración de Patrimonio:
Ejemplo del Proyecto HIPERESCAN 3D
Luis Granero 1, 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
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
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
220
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
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. principal
objetivo 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.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
221
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.
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.
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.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
222
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 1. El espectro electromagnético
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
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.
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.
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
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.
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.
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
Imagen 2. Captura hiperespectral
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.
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.
.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
223
Agradecimientos
IMPIVA – Instituto de la Mediana y Pequeña Industria Valenciana
FEDER – Fondo Europeo de Desarrollo Regional
Bibliografía
GRANERO Luis, DÍAZ Francisco, DOMÍNGUEZ Rubén, “Tecnologías ópticas aplicadas a la visualización y presentación 3D de patrimonio. Caso
práctico de la Virgen del Rebollet de Oliva” Proceedings del congreso Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e
Innovación, 17-20 Junio, Sevilla, España
GRANERO Luis, DÍAZ Francisco, DOMÍNGUEZ Rubén, “Tecnologías Ópticas aplicadas al Arte y la Restauración” Proceedings del
Congreso Documentación Gráfica del Patrimonio, Ministerio de Cultura, Noviembre 2010, Madrid, España.
GRANERO Luis, DÍAZ Francisco, DOMÍNGUEZ Rubén: “Application of optical techniques in documentation and identification of archaeological
rests: the case study of the roman bronze rest found in Lucentum” Proceedings of the 2009 SPIE Optical Metrology Congress. 14-18 June. Munich,
Germany.
GRANERO Luis, DE GRACIA Vicente: “Técnicas de digitalización tridimensional basadas en luz estructurada” Proceedings del II Congreso
Diseño, Tecnologías e Ingeniería de Producto (2004). 5 -7 de Mayo. Valencia, España.
SALVI Joaquim, PAGÉS Jordi, BATLLE Joan: “Patern codification strategies in structures light systems”. Patern Recognition 37 (2004).
HUNTLEY Jonathan M: “Automated fringe pattern analysis in experimental mechanics: a review”. J. Strain Anal Eng Des 1998, 33 (2).
PAGÉS Jordi, SALVI Joaquim, GARCIA Rafael, MATABOSCH Carles: “Overview of coded light projection techniques for automatic 3D profiling”.
Porceedings of the 1003 IEEE International Conference on Robotics & Automation. Taipei, Taiwan. September 14-19, 2003.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
224
DOCUMENTACIÓN 3D FOTORREALÍSTA MEDIANTE LÁSER ESCÁNER DE UNA LUCERNA ROMANA.
MUSEO VIRTUAL HIPERREALISTA.. MÉRIDA. ESPAÑA.
MESA COMUNICACIONES_2 / TABLE OF COMMUNICATIONS_2
DIFUSIÓN DEL PATRIMONIO EN EL SIGLO XXI:
NUEVOS MÉTODOS DE COMUNICACIÓN /
HERITAGE DIFFUSION IN THE XXI CENTURY.
NEW COMMUNICATION METHODS
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
225
Dispositivos Móviles como Guías 3D
para el Conocimiento del Patrimonio Arqueológico
José M. Noguera, Rafael J. Segura y Carlos J. Ogáyar
Departamento de Informática. Universidad de Jaén. Jaén. España
Resumen
Este trabajo describe una arquitectura cliente servidor que permite mostrar una representación 3D realista del terreno que rodea físicamente al usuario en
dispositivos móviles. Sobre esta representación se superpone información georreferenciada de carácter cultural y arqueológico. Aplicando esta arquitectura, hemos
construido una guía ubicua que permite divulgar y profundizar en el estudio de la organización territorial y las edificaciones defensivas existentes en el “Concejo de
Baeza” (España) durante la baja Edad Media. Si bien, la aplicación fácilmente se podría extrapolar a otros periodos y áreas geográficas.
Palabras Clave: COMPUTACIÓN MÓVIL, VISUALIZACIÓN DE TERRENOS, TURISMO, PATRIMONIO ARQUEOLÓGICO.
Abstract
This paper describes a client-server framework that provides users with a realistic 3D representation of the terrain around them on mobile devices. This
representation is populated with georeferenced cultural and historic entities. By using this framework, we have built an ubiquitous guide that facilitates the
promotion and knowledge of the territorial organization and defensive buildings during the low Middle Ages in the “Council of Baeza”, Spain. However, the
proposed tool can be easily expanded to cover any geographic area and historic age.
Key words: MOBILE COMPUTING, TERRAIN RENDERING, TOURISM, ARCHAEOLOGICAL HERITAGE.
información adecuada a la posición geográfica en la que se
encuentre el usuario.
1. Introducción
Actualmente existe una importante concienciación con la
conservación y la puesta en valor del patrimonio natural y
cultural. La utilización de este patrimonio con fines turísticos se
está transformando en un importante generador de riqueza en
zonas rurales del interior. Habitualmente, los turistas suelen
valerse de guías multimedia como referencia para sus viajes
(guías en papel, páginas web, etc.). Este tipo de guías se basan
principalmente en información textual y visual (por ejemplo,
imágenes o vídeos). Desgraciadamente, dichas guías no permiten
que el usuario se sitúe espacialmente a sí mismo y a los
monumentos que desea visitar. Por tanto, las guías multimedia
suelen expandirse mediante mapas o planimetrías
bidimensionales. Estos mapas, pese a su evidente utilidad,
requieren por parte del usuario de conocimientos topográficos y
de un evidente esfuerzo cognoscitivo para relacionar el entorno
3D que le rodea con la representación abstracta en 2D que
ofrece el mapa. En cambio, una vista en 3D combinada con
texturas reales (ortofotografías satélite o aéreas) puede asociarse
inmediatamente y de manera intuitiva con el paisaje que rodea al
usuario (NURMINEN, 2008).
Existen herramientas informáticas de visualización de mapas 3D
que proporcionan una inestimable ayuda en la planificación y
visualización previa de destinos de viaje. 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
En los últimos años, la computación móvil ha tenido un
espectacular auge. Los dispositivos móviles (teléfonos móviles,
agendas electrónicas, tabletas...) son cada día más potentes,
pueden trasportarse fácilmente, proporcionan conectividad
ubicua a Internet y son capaces de detectar la localización
geográfica y la orientación del usuario (CAPIN, 2008). Estas
características hacen que estos dispositivos sean plataformas
ideales para la implementación de guías de divulgación basadas
en el contexto.
La herramienta que aquí presentamos podría resumirse como
una aplicación de realidad aumentada sobre dispositivos ubicuos,
de manera que éstos se conviertan en un medio de divulgación y
estudio del patrimonio natural y arqueológico.
Se describe una infraestructura cliente-servidor que, empleando
geo-localización, posibilita la generación de una representación
realista y tridimensional del entorno que rodea al usuario en su
dispositivo móvil.
Esta representación se aumenta con puntos de interés naturales y
culturales (accidentes geográficos, monumentos, yacimientos
arqueológicos, fortalezas, etc.) en función de la ubicación del
usuario. La recreación virtual 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.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
Localización
226
Figura 1. Arquitectura cliente-servidor.
Actualmente estamos aplicando esta tecnología para la
realización de visitas virtuales en Andalucía Oriental y como guía
interactiva de las fortificaciones defensivas medievales de la
provincia de Jaén (España): castillos, torres, etc. Si bien, 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 la eficiencia
de la solución propuesta. Finalmente, la Sección 5 concluye el
trabajo.
2. Metodología
En esta Sección describimos el sistema de navegación en tiempo
real sobre terrenos 3D que forma la base de nuestra guía
interactiva. Este sistema ha sido diseñado atendiendo a dos
criterios principales: eficiencia en dispositivos móviles con
prestaciones limitadas y usabilidad.
2.1. Eficiencia
La computación móvil ofrece una serie de ventajas inéditas en
otros entornos 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 terreno 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 terreno 3D
disponible en la memoria del dispositivo móvil (NOGUERA,
2010). La ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.
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 terreno 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 la mayoría de
dispositivos móviles carecen de la capacidad gráfica suficiente
como para visualizar entornos grandes y complejos. Para
solventar este 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 2.
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.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
227
Figura 2. 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 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 una amplia variedad de dispositivos,
incluyendo iOS (iPhone, iPad), Symbian OS, Windows Mobile,
Win32 y GNU/Linux.
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 3 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. Aplicaciones
En la Sección anterior hemos descrito una tecnología capaz de
proporcionar una visualización inmersiva y realista de entornos
3D en dispositivos móviles. En esta Sección explicamos cómo
esta tecnología puede utilizarse para la divulgación y el estudio
del patrimonio natural y arqueológico.
A tal fin, hemos almacenado en nuestro servidor el modelo
digital del terreno de Andalucía Oriental (provincias españolas de
Jaén, Granada y Almería), con una superficie aproximada de
34800km2. 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.
Esta representación por sí misma ya sirve para mostrar con gran
fidelidad el patrimonio natural de la zona representada. Pero
para enriquecer la aplicación, hemos introducido la metáfora del
punto de interés (POI). Un POI sirve para representar
gráficamente sobre el mapa 3D a un elemento de interés (en
nuestro caso arqueológico) georreferenciado.
El territorio de la actual provincia de Jaén fue un lugar fronterizo
en tiempos medievales, y tal condición ha dejado un importante
legado defensivo en forma de castillos, atalayas, etc. Este legado
nos ha motivado a desarrollar una guía interactiva 3D sobre
entornos naturales y fortificaciones edificadas durante la baja
Edad Media en dicha provincia.
Figura 3. La aplicación ejecutándose en un teléfono iPhone. Se muestra el castillo de Bujaraiza en el pantano del Tranco (Jaén, España).
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
228
Para nuestro trabajo hemos empleado un corpus arqueológico de
más de 50 elementos defensivos empleados durante dicho
periodo histórico en el “Concejo de Villa y Tierra de Baeza”
(Jaén, España) (CASTILLO, 2010). Todos estos elementos han
sido georreferenciados in situ e introducidos en nuestro sistema.
. Según la tipología de la obra defensiva, los puntos de interés
introducidos se categorizan de la siguiente forma: ciudad
amurallada, aldea fortificada, castillo rural, castillo aldeano y torre
concejil.
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 situado en dicha localización.
Esta recreación es enriquecida mediante la adición de los citados
puntos de interés arqueológicos. La Figura 3 muestra un ejemplo
de la aplicación. Esta recreación se actualiza en tiempo real
conforme el usuario se desplace o gire su línea de visión.
La aplicación brinda la interesante posibilidad de permitir al
usuario visualizar de manera eficaz e intuitiva el área geográfica
en la que se encuentra. Esto permite:
a)
Comprender la distribución espacial de los asentamientos
humanos, facilitando al usuario la construcción de un mapa
cognitivo del área en la que se encuentra.
b)
Identificar los accidentes geográficos que motivaron la
construcción de los distintos asentamientos y entidades
defensivas del territorio.
Estos datos constituyen una información de gran interés desde el
punto de vista didáctico y arqueológico.
4. Resultados
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
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 Sound1,
conjunto de datos ampliamente utilizado en la literatura para
validar técnicas de visualización de terrenos.
Las curvas de la Figura 4 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.
Figura 4. Triángulos visualizados durante el vuelo para distintos tipos de
redes celulares.
En ambos casos, el rendimiento de la aplicación se mantiene
sobre los 20 fotogramas por segundo. Obsérvese que éste es un
rendimiento muy elevado considerando que estamos dibujando
40.000 triángulos por marco de animación. Esta complejidad
geométrica es muy superior a la necesaria para un tamaño de
pantalla tan reducido, y se ha empleado para estudiar el
rendimiento de la aplicación en situaciones de alta carga. Como
ejemplo la Figura 3 se compone de aproximadamente 10.000
triángulos. Un estudio más detallado del rendimiento puede
encontrarse en (NOGUERA, 2010).
5. Conclusiones
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.
Nuestros experimentos demuestran que nuestra solución es
verdaderamente realista y ubicua, al ser capaz de proporcionar
un rendimiento satisfactorio incluso con redes tan limitadas
como las 2G.
Agradecimientos
Este trabajo ha sido parcialmente financiado por el Ministerio de
Educación y Ciencia del Reino de España y por la Unión
Europea (fondos FEDER) mediante el proyecto de investigación
TIN2007-67474-C03-03, y por la Consejería de Innovación,
Ciencia y Empresa de la Junta de Andalucía y la Unión Europea
(fondos FEDER) mediante los proyectos de investigación P06TIC-01403 y P07-TIC-02773.
1
Disponible para su descarga en la dirección:
http://www.cc.gatech.edu/projects/large_models/ps.html
[Consulta: 14-Marzo-2011].
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
229
Bibliografía
CAPIN, T. et al. (2008): “The state of the art in mobile graphics research”, en: Computer Graphics and Applications, IEEE 28 (4) pp. 74–84.
doi:10.1109/MCG.2008.83.
CASTILLO, J. C. et al. (2010): “El control del Territorio en la Comunidad de Villa y Tierra de Baeza. (Jaén). Apuntes desde la
Arqueología Espacial”, en: Resumen del II Simposio Internacional sobre Castelos, fortificaçones e territorio na Península Ibérica e no Magreb. Óbidos
(Portugal).
NOGUERA, J. M. et al. (2010): “Navigating large terrains using commodity mobile devices”, en Computers & Geosciences (aceptado,
pendiente de publicación). doi:DOI:10.1016/j.cageo.2010.08.007.
NURMINEN, A. et al. (2008): “Designing interactions for navigation in 3D mobile maps”, en: Map-based Mobile Services, Lecture Notes in
Geoinformation and Cartography, Springer Berlin Heidelberg, 2008, pp. 198–227.
PAJAROLA, R. (1998): “Large scale terrain visualization using the restricted quadtree triangulation”, en: VIS ’98: Proceedings of the conference
on Visualization ’98, IEEE Computer Society Press, Los Alamitos, CA, USA, 1998, pp. 19–26.
SAMET, H. (1984): “The quadtree and related hierarchical data structures”, en ACM Computing Surveys 16 (2), pp 187–260.
doi:http://doi.acm.org/10.1145/356924.356930.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
230
Guías móviles en Realidad Virtual para la interpretación del
patrimonio. Un caso práctico: Ruta del Megalitismo de Gorafe
Arambarri Basañez, Jon1; Baeza Santamaría, Unai1; López Marcos, Antonio2
1
VIRTUALWARE. Basauri, Vizcaya. España
3 GDR. Guadix. Granada. España
Resumen
Durante la Edad del Cobre, en el tercer milenio a. C., el valle del río Gor estuvo densamente ocupado por poblaciones agropecuarias que nos han legado una de las
mayores concentraciones de sepulturas megalíticas conocidas en España y Europa. Estos dólmenes, estudiados profusamente desde la segunda mitad del siglo XIX,
han sido el detonante de la creación de un Parque Megalítico y la construcción de un Centro de interpretación del Megalitismo en Gorafe, financiados con varios
programas de inversión rural en los últimos 10 años. Precisamente, en el marco de una de estas iniciativas, la Diputación de Granada con ayuda de los fondos
FEDER ha llevado a cabo una serie de actuaciones encaminadas a fortalecer como recurso socioeconómico este importante patrimonio cultural. Entre estas acciones
destaca la puesta en funcionamiento de un dispositivo móvil que no requiera conexión a Internet en campo y que permita al visitante disfrutar e interpretar la Ruta
del Megalitismo de Gorafe.
Palabras Clave: APLICACIONES MÓVILES, GEOLOCALIZACIÓN, REALIDAD VIRTUAL, TURISMO ACTIVO
Abstract
Although early prehistoric findings belong to Middle Paleolithic (30,000 to 50,000 years ago), it was 6,000 years ago when Gorafe Valley was occupied by tribes
characterized by collective burials in tombs made of big blocks, that is, in dolmens (Megalithic culture of Middle Neolithic). Nowadays, Gorafe holds the biggest
proportion of dolmens in Europe: 198 spread in the 10 necropolis that surround the village. The city council of Gorafe expresses the need to know and interpret
these dolmens through a mobile device which does not require Internet connection. This way, visitors will be able to enjoy and interpret their Megalithic tour when
they visit Sierra Nevada.
Key words: MOBILE APPLICATION, GEOLOCALIZATION, VIRTUAL REALITY, ACTIVE TOURISM
1. Plan de dinamización de la Comarca de
Guadix: una nueva manera de gestionar el
patrimonio
En lo que a dinamización del territorio se refiere, es cada vez
más destacable los modelos de innovación en la gestión que se
están llevando a cabo, debido a los buenos resultados y las
oportunidades de desarrollo cultural y económico que este tipo
de innovación está produciendo.
Con el apoyo de diferentes agentes locales y administraciones, en
los últimos años se están desarrollando planes particulares en
diversos puntos del territorio español, como es el caso que nos
ocupa, la comarca de Guadix. Particularmente, el ambicioso plan
de la comarca parte del eje formado por la conservación y la
difusión del patrimonio con el objetivo de promocionar el
desarrollo socio-económico de sus áreas de actuación.
La intervención sobre esta comarca plantea una alternativa a la
gestión tradicional del patrimonio, persiguiendo líneas de
actuación coherentes entre sí y creando una imagen de marca.
Este plan de intervención parte de la identificación y el profundo
análisis de un territorio y sus bienes patrimoniales, a partir de la
detección de una necesidad de actuación.
Figura 1. Una visitante se descarga la aplicación Android/Iphone en el
Centro de Interpretación.
Después de una cuidada documentación se ha elaborado un plan
director que marca las líneas maestras que ha de seguir el
programa, además del análisis de los problemas y necesidades
que tanto el territorio como el patrimonio muestran.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
231
Según resume la Fundación Española para la Innovación
Tecnológica (COTEC), la creación de catálogos territoriales
como medio para integrar toda la oferta cultural y los servicios
turísticos de un territorio, facilitan el cada vez más complejo
proceso de acceso a la información y de toma de decisiones del
turista cultural (COTEC, 2010). En este marco, destacan:
-
Aplicaciones de servicios de georreferencia on-line en el
ámbito del patrimonio, desarrollando las múltiples
posibilidades que ofrecen herramientas como Google
Earth.
-
Aplicaciones para PDAs y teléfonos móviles, cuyos
nuevos terminales, capaces de procesar contenidos
multimedia e interactivos, ya pueden hacer una buena
competencia a las tradicionales audio-guías.
Figura 2. Dispositivo móvil con la aplicación instalada
2. Geolocalización. Una nueva herramienta para
la interpretación del patrimonio
La geolocalización consiste principalmente en saber al instante
donde está uno y en qué dirección debe caminar para llegar a un
destino determinado, y abre un abanico de oportunidades
mezclada con la tecnología de realidad virtual, una aplicación con
gran potencial en el ámbito turístico, demostrada con muy
buenos resultados de explotación en los últimos años
(BALANCE SANTIMAMIÑE, 2008)
El proyecto tecnológico que se presenta a continuación es una
combinación de ambas soluciones. Consiste en una aplicación en
realidad virtual para móviles que permite al visitante en su visita
a al valle de Gorafe, conocer e interpretar los numerosos
recursos geológicos, arqueológicos y turísticos en general que le
rodean, haciendo uso de un dispositivo móvil que no requiera
conexión a Internet en su visita.
Figura 4. Hitos sobre el terreno
4. Sencilla instalación
Figura 3. La turista recibe una alerta por voz cuando pasa cerca del hito
geológico (por GPS)
La combinación en el móvil de la localización por GPS, la
brújula, el acelerómetro y la cámara de fotos permiten
determinar hacia que dolmen o lugar concreto apunta el teléfono
y añadir información adicional para el usuario en la pantalla.
(ROMAN et al, 2005:94)
3. Ruta del Megalitismo. Guías para móviles
A modo de ejemplo, vamos a exponer una de las actuaciones
llevadas a cabo en Gorafe, clave dentro de su oferta global y que
cierra de una manera muy innovadora las actuación que se están
llevando a cabo para fomentar su turismo cultural de una manera
sostenible.
El visitante, bien a la salida del Centro de Interpretación o bien
mediante la página web de la misma, puede descargarse la
aplicación que en el caso que nos concierne le permitirá pasear
por la ruta megalítica obteniendo información de interés acerca
de sus lugares.
Una vez instalada la aplicación, en las diversas plataformas como
IPhone, Android y Java, la aplicación no requiere conexión a
Internet en campo.
Cuando el turista se encuentre en el enclave, el terminal móvil
servirá también para:
-
Navegar por el territorio tridimensional-mente, hacer
zoom, etc.
-
Ver la ruta recomendada, los hitos que tiene alrededor y
cuáles ha visitado.
-
Ver información de interés (imágenes, texto y voz)
acerca de los lugares que desee el visitante.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
232
-
Interpretar con una recreación en 3 dimensiones lo que
pudo existir hace miles de años.
Gracias a las oportunidades que hoy en día ofrecen los
terminales móviles el usuario tendrá a su disposición toda la
información que necesite para ubicarse en un lugar y conocer su
pasado, presente y futuro, o lo que es lo mismo, podrá
interpretarlo.
Ofrece por lo tanto una solución única, personalizada a cada
visitante, ya que su carácter geo-localizador e interactivo le
permitirá configurar su ruta atendiendo a sus gustos e intereses.
-
Visita vinculada a exteriores de un centro de
interpretación o museo. Permite continuar la visita a un
espacio expositivo también en los exteriores del mismo,
de manera interactiva y sin necesidad de mobiliario
específico que altere el medio.
-
Visita a uno o varios yacimientos dispersos por el
territorio, con una fuerte capacidad de ayuda en la
interpretación. Permite ver lo que existía hace miles de
años haciendo uso de realidad virtual o realidad
aumentada.
5. Dónde utilizarla
Entre otros casos prácticos, puede resultar muy apropiada para
los siguientes ámbitos:
-
Diseñar y poner a disposición del público diferentes
trazados recomendados en una región o una ciudad. La
herramienta puede ser promocionada desde la página
web del ayuntamiento, oficina de turismo o entidad que
corresponda. De esta manera se pueden ofrecer los
diferentes valores de la zona: gastronomía, patrimonio
histórico, etc.
-
En parques naturales, nuestra guía ofrece algo más que
vistas panorámicas. Puede tener contemplados los hitos
geológicos de interés, dónde se encuentran determinadas
especies de fauna y flora, enriqueciendo la visita con
imágenes, vídeos, etc.
-
Educación y divulgación. La solución se convierte en
una potente herramienta didáctica para todas las edades.
Juegos y pruebas de orientación, para encontrar tesoros
enmarcados en el entorno de interés (Geocaching).
Figura 5. Búsqueda de hitos
Agradecimientos
Agradecemos la implicación en el trabajo tanto al equipo de desarrollo de Virtualware 2007 SA como al equipo técnico del ADR de
Guadix, que han puesto un especial empeño en diseñar un proyecto innovador que no existía y que nace con muy buenas expectativas.
Queremos agradecer especialmente la colaboración de Raquel Jiménez e Isabel Marcos, por su colaboración desinteresada y participación
en las pruebas del proyecto en campo, así como filmaciones para generar el vídeo que nos ayudará a presentar esta comunicación.
Bibliografía
MANRIQUE LÓPEZ, J.J. (2008): “Parque arqueológico del Megalitismo en Gorafe” en PH Boletín del Instituto Andaluz de Patrimonio
Histórico, nº 67 Especial Monográfico (Patrimonio megalítico: más allá de los límites de la Prehistoria), Sevilla, pp. 166-169.
ROMÁN, F. GONZÁLEZ-MESONES, F. MARINAS, I. (2005): Mobile MK: La revolución multimedia. Marinas p.94
FUNDACIÓN COTEC, (2010):”Innovación en el sector del Patrimonio histórico” Informes sobre el sistema de innovación español
BALANCE SANTIMAMIÑE (2008/2009) [online]:
http://www.bizkaia.net/home2/Bizkaimedia/Contenido_Noticia.asp?Not_Codigo=7487&Idioma=CA
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
233
Museo Virtual Hiperrealista
Pedro Ortiz Coder
GAVLE; Documentación Gráfica del Patrimonio. Mérida. Badajoz. 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
2. Metodología
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.
2.1 Documentación 3D
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.
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;
- 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).
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
234
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, instruyentación de precisión directas; calibres, estaciones totales, medición
láser, flexómetro, etc.
- 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 CODER 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 fottorrealística (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)( S. BARBA, F. FIORILLO, P. ORTIZ
CODER, D’AURIA, E. DE FEO 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 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
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 a el 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.
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:
Figura 2. Ejemplo de documentación 3D fotorrealista mediante
fotogrametría de un friso de origen romano.
- 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(ver 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.
- Modificaciones geométricas y radiométricas, compleción con
elementos externos (ver 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
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
235
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) (S. BARBA, F. FIORILLO, P. ORTIZ
CODER, D’AURIA, E. DE FEO 2011) (M. ELMQVIST, E.
JUNGERT, F. LANTZ, Å. PERSSON, U.SÓDERMAN 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.
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.
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.
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).
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 fig4), 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
interpretación. Todo este proceso viene definido en (ORTIZ
CODER PEDRO, HUGO PIRES, HÉCTOR SÁNCHEZ
SANTAMARÍA, PATRICIA MARQUES 2007).
Fig. 5. Ejemplo de restauración pictórica del objeto tridimensional y
fototexturizado.Lucerna Romana.
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.
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).
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
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
236
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 disminuído 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.
Fig. 6. 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.
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.
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 rápidez, 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 estás 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
GUIDI G., RUSSO M., BERALDIN J., 2010. Acquisizione 3D e modellazione poligonale. McGraw-Hill, Milano.
GIRARDI S., GONZO L., PONTIN MARCO, EMONDINO F., RIZZI A.,
VOLTINI F., 2007. Integrazione di fotogrammetria e laser scanner per la documentazione di Beni Culturali. In: XI ASITA Conference,
Torino, Italy.
M. ELMQVIST, E. JUNGERT, F. LANTZ, Å. PERSSON, U.SÓDERMAN(2001). "Terrain modelling and analysis using laser scanner
data". ISPRS Archives. Volume XXXIV 3-wg4. Annapolis, MD, 22-24 October 2001.
ORTIZ CODER PEDRO, HUGO PIRES, HÉCTOR SÁNCHEZ SANTAMARÍA, PATRICIA MARQUES (2007). "Reconstrucción
virtual de cerámicas a partir de fragmentos arqueológicos digitalizados mediante láser escáner". S02 CEIG’07. XVII Congreso Español de
Informática. Zaragoza. Septiembre 2007.
ORTIZ PEDRO, MATAS MIGUEL(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
S. BARBA, F. FIORILLO, P. ORTIZ CODER, D’AURIA, E. DE FEO(2011). "An application for cultural heritage in erasmus
placement. Surveys and 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
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
237
Puesta en valor de yacimientos arqueológicos amortizados.
La hipótesis virtual al servicio de la arqueología de gestión
y la difusión cultural.
El yacimiento medieval de La Poza. Baltanás (Palencia)
José R. Almeida Olmedo 1, Pedro J. Cruz Sánchez2 y Eva Mª Martín Rodríguez 2
1
2
SERCAM, Servicios Culturales y Ambientales S.C. Valladolid. España.
AICARA, Arqueología y Patrimonio Cultural S.L. Valladolid. España.
Resumen
El yacimiento arqueológico de La Poza, en Baltanás (Palencia) proporciona nuevos datos sobre la sociedad rural medieval de la zona de El Cerrato entre los siglos
IX y XIII. Una vez más la arqueología de urgencia ha permitido recuperar de un asentamiento destinado a desaparecer nuevos datos que permitirán conocer mejor
la arquitectura doméstica altomedieval realizada en materiales perecederos.
Palabras Clave: POBLADO MEDIEVAL, ENTRAMADOS DE MADERA, ADOBE, RECONSTRUCCIÓN VIRTUAL.
Abstract
The archaeological site of La Poza in Baltanás (Palencia) provides new data on medieval rural society in the area of El Cerrato between the ninth and thirteenth
centuries. Again emergency archaeology has allowed the recovery of a settlement destined to disappear new data that provide insight into early medieval domestic
architecture held in perishable materials.
Key words: MEDIEVAL VILLAGE, WOODEN FRAMEWORK, ADOBE, VIRTUAL RECONSTRUCTION.
1. Introducción
La construcción de un Polígono Industrial en Baltanás
(Palencia), iniciado en invierno de 2009, ha puesto al descubierto
un gran yacimiento medieval situado a las afueras de la
población, en el pago conocido por La Poza.
•
Organización de talleres y prácticas arqueológicas en la
parcela contigua al yacimiento, área susceptible de
arrojar nuevos datos y materiales y no afectada por las
obras del polígono.
Baltanás es una localidad de la comarca histórica de El Cerrato.
Con una población de 1342 habitantes, la localidad cuenta con
un museo de reciente creación dedicado a la historia de la
comarca: el Museo del Cerrato Castellano cuyo diseño y ejecución ha
corrido a cargo de la empresa SERCAM con la financiación de la
Junta de Castilla y León, la Asociación para el Desarrollo Rural
Integral (ADRI) del Cerrato Palentino, el Ayuntamiento de
Baltanás y la Diputación de Palencia.
•
Creación de itinerarios y señalización.
Dado el interés ciudadano e institucional suscitado por los
trabajos de excavación y tratándose de un yacimiento condenado
a desaparecer a corto plazo por las obras del polígono industrial,
se ha elaborado un plan de actuación y puesta en valor que
incluye:
•
Reconstrucción virtual del conjunto medieval.
•
Ampliación del Museo del Cerrato Castellano para dar
cabida a los nuevos hallazgos. Para ello se cuenta ya
con un anexo al edificio.
Figura 1. Vista general del entorno de Baltanás.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
238
2. El yacimiento
4. La iglesia
El yacimiento de La Poza aparece conformado por un conjunto
de evidencias diversas en apariencia pero que forman un todo
homogéneo que se comprende al analizar la evolución del sitio,
desde una vieja iglesia de origen hispano-visigodo hasta la
articulación de una verdadera aldea, andando los siglos.
Analizaremos de forma sucinta los resultados obtenidos hasta el
momento para hacernos una justa idea de la entidad de un
yacimiento medieval que nos atrevemos a catalogar como uno de
los más importantes excavados hasta la fecha en toda la
Comunidad Autónoma de Castilla y León.
La iglesia ocupa unos 400 m2 de superficie. Es una estructura de
planta rectangular con cabecera plana levantada con sillares de
caliza y dividida en su interior en varias naves, correspondientes
a las diversas capillas. Aunque de origen hispano-visigodo, los
restos que han llegado a nosotros se corresponden con la última
fase de la misma, de época posiblemente plena o bajomedieval
(ss. XIII al XV.) El análisis futuro de la documentación nos
permitirá el conocimiento de la advocación así como otros
detalles históricos de la misma.
Tal y como hemos apuntado, la ocupación en el pago conocido
popularmente como La Poza se inaugura con la construcción de
un pequeño templo de época hispano-visigoda cuya cronología
ronda aproximadamente los siglos VI y VII d. C. Levantado en
la cima de un pequeño cotarro que se eleva por encima de un
bodón estacional, no debió de funcionar como parroquia hasta el
siglo XI, momento en el cual se conforma buena parte del
yacimiento arqueológico tal y como ha llegado hasta nosotros en
la actualidad (Martín, San Gregorio, 2011: 80-89).
5. Silos
Como ha sido común en este tipo de yacimientos medievales, en
torno al recinto de la iglesia se dispuso una especie de granero o
cellarium compuesto por casi 600 silos u hoyos los cuales, una
vez cumplieron su función como tal, se utilizaron como
basureros o vertederos. La presencia en el interior de los mismos
de un buen número de recipientes cerámicos, objetos de metal y
hueso o fragmentos de elementos decorativos procedentes del
desmantelamiento de la vieja iglesia visigoda, permite datar este
singular “campo de hoyos” entre los siglos XII-XIII y el XVI.
6. Viviendas
Figura 2. Foto aérea del yacimiento. En rojo la iglesia y en azul las
viviendas
3. El cementerio
La presencia de un templo cuya cronología discurre desde los
siglos VI al XVI dio lugar a la creación de una extensa área
cementerial en la que se entremezclan, en varios niveles,
enterramientos pertenecientes a la primera época con otros
posteriores dando forma a un complejo cementerio en el que
encontramos sarcófagos monolíticos de piedra, tumbas de lajas,
enterramientos en fosa simple e incluso enterramientos infantiles
en teja. En total se han hallado algo más de setecientas tumbas,
lo cual habla bien a las claras de la importancia simbólica de este
lugar desde la antigüedad. Una de las características de este
cementerio es la práctica ausencia de ajuares dentro de las
tumbas, los cuales se reducen a algún recipiente cerámico o a
determinados elementos de adorno personal, como anillos,
broches o collares. La necrópolis se encuentra dispuesta en torno
a la iglesia, formando una suerte de anillos concéntricos donde
las tumbas más humildes son las más alejadas del templo.
Este campo de silos debió de estar relacionado de alguna manera
con una zona de hábitat que se localizaba a espaldas de la iglesia,
en el flanco noroeste del cerro y que está constituida por una
serie de construcciones de planta rectangular que vienen a
ocupar una extensión aproximada de unos 500 m2 y que se
encuentran adosadas unas con otras formando una compacta
manzana de casas. Hasta el momento, no se han completado las
tareas de excavación de la misma, por lo cual no podemos
avanzar en los resultados arqueológicos. No obstante y tal y
como mostramos a través de las imágenes, las construcciones
muestran los rasgos más característicos de la arquitectura
medieval de la zona –zócalos de piedra, alzados de adobe y tapial
y entramados de madera-, los cuales aparecen descritos además
en la mayor parte de los documentos de la época (Villar Castro,
1984: 69-89).
Figura 3. Plano topográfico del yacimiento.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
239
7. Hornos
9. Hipótesis virtual
El complejo arqueológico del yacimiento de La Poza se completa
con una serie de hallazgos ciertamente singulares, como son la
presencia de un horno de campanas, de época bajomedieval,
claramente asociados al templo así como dos hornos destinados
a cocer tejas. Se localizan todos ellos en las laderas del teso,
sobre todo en el flanco suroriental, donde en superficie aflora
una gran cantidad de tejas defectuosas, desechadas tras el
proceso de cocción.
Uno de los principales intereses que suscita este yacimiento
desde el punto de vista de la arqueología virtual es la posibilidad
de dar una respuesta al problema de la arquitectura doméstica
realizada en materiales perecederos (Azcárate, Quirós, 2003: 728). Frente a la escasa atención que el medievalismo ha venido
otorgando a estas construcciones es precisamente la arqueología
de gestión la que está proporcionando la mayor parte de los
datos, aumentando sustancialmente nuestro conocimiento sobre
el poblamiento alto y pleno medieval.
Como en otras ocasiones en las que nos hemos enfrentado a la
tarea de reconstruir estructuras prehistóricas de madera y barro,
en ésta las dificultades a la hora de reconstruir virtualmente estas
construcciones son diversas pero no insalvables.
Figura 4. Horno de campanas.
8. Contexto histórico
Es entre los siglos XI y XIII cuando cristaliza la red urbana en
Castilla y León. Pero mientras al sur del Duero la nueva posición
de la frontera en Toledo (1085) permite el asentamiento de
población mediante el sistema de Comunidades de Villa y Tierra,
al norte del Duero sin embargo los procesos son más complejos.
La desaparición de muchos núcleos y su concentración en otros
mayores como Burgos, Palencia o Zamora no supone más que el
grado más evolucionado de un proceso que se inicia a partir de
una extensa e indiferenciada red de núcleos rurales que se acaba
transformando en un conjunto de asentamientos protourbanos
que articulan el territorio. (Benito Martín, 2005: 57-74).
Desde la división de los reinos por Alfonso VII en 1157 hasta su
definitiva unificación en 1230 por Fernando III, la frontera
interior es teatro de conflictos y disputas por las ricas tierras
cerealistas entre el río Esla, el Duero y el Arlanza. Producto de
ese interés es un intenso proceso de creación urbana por parte
de los monarcas de ambos reinos. Pero paralelamente a creación
de estos nuevos núcleos amurallados se produce la paulatina
desaparición de otros. Muchos de los despoblados
documentados durante los siglos XI, XII y XIII son resultado de
un proceso de recomposición del hábitat y de la concentración
en determinados núcleos. De hecho, la entrada en dependencia
de gran parte del campesinado libre deja campo abierto a los
señoríos para trasvasar y concentrar la población en aquellos
núcleos que garanticen un mejor dominio económico del
territorio.
Por lo que respecta al lugar que nos ocupa, el estudio
documental, aún en proceso, permitirá en cierta medida
contextualizar mejor el yacimiento, vinculándolo al marco
general del proceso urbanizador de la meseta norte entre los
siglos XI y XIII.
Figura 5. Reconstrucción virtual del conjunto.
Problemas que plantea la iglesia:
•
Sólo disponemos de cimientos, escasos y expoliados a
lo largo de siglos.
•
Ciertos elementos arquitectónicos reutilizados como
sarcófagos remiten al mundo visigodo, pero nada
sabemos de aquella primitiva iglesia.
•
El lapso cronológico entre ese templo visigodo y los
restos actuales hace suponer la presencia de una iglesia
intermedia de la que se conservan algunas trazas de
muros.
•
El interior del templo es reutilizado posteriormente
como granero. No hay, por tanto, suelo original que
permita reconstruir con seguridad el interior (naves,
capillas, etc.)
Problemas que plantea la zona de hábitat:
•
No está clara la coetaneidad de la iglesia con la zona de
viviendas.
•
Los zócalos de piedra excavados indican la forma
básica de la planta pero nada dicen de los apeos de
madera de los pórticos, que no siempre dejan un
agujero de poste, ni permiten especular sobre altillos o
segundas plantas (posible aunque poco probable).
•
Como en otras ocasiones es necesario recurrir a otros
criterios de reconstrucción como son los paralelismos
en la arquitectura tradicional de la comarca.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
240
Figura 6. Arquitectura popular. Burgos
Bibliografía
AZKARATE, A. y QUIRÓS, J.A. (2001): “Arquitectura doméstica altomedieval en la Península Ibérica”, en Archeologia Medievale, nº XXVIII, pp.
25-60.
BENITO MARTÍN, F (2005): "El sistema medieval de asentamientos en Castilla y León", en Revista de Arqueología y Territorio Medieval. nº 12.2 pp.
57-74.
MARTÍN RODRÍGUEZ, E. y SAN GREGORIO HERNÁNDEZ, D. (2011): “El yacimiento medieval de La Poza, Baltanás (Palencia)” en
Revista de Estudios del Patrimonio Cultural nº 6, pp. 80-89.
VILLAR CASTRO, J (1984): “Organización espacial y paisaje arquitectónico en la ciudad medieval”, en Cuadernos Abulenses, nº 1, pp. 69-89.
http://www.sercam.es/fotos/revista/06-la_poza-mart%C3%ADn_rodriguez.pdf
http://www.sercam.es/patrimoniovirtual.asp?tipo=patrimonio&verpatrimonio=verpatrimonio&id=11 (enlace para ver la animación)
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
241
DOCUMENTACIÓN 3D DE UNA PIEZA DE CERÁMICA.
MUSEO ARQUEOLÓGICO MUNICIPAL DE BURRIANA (CASTELLÓN)
MESA COMUNICACIONES_3 / TABLE OF COMMUNICATIONS_3
RECONSTRUCCIÓN O ANASTILOSIS VIRTUAL
DEL PATRIMONIO ARQUEOLÓGICO /
VIRTUAL RECONSTRUCTION OR ANASTILOSIS OF ARCHAEOLOGICAL HERITAGE
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
242
La restauración virtual de piezas arqueológicas a partir de
datos procedentes de escáner 3D:
reconstrucción volumétrica de una jarrita islámica del
Museo Arqueológico Municipal de Burriana (Castellón)
Daniel Tejerina Antón1, Fco. Javier Esclapés Jover2, Trinidad Pasíes Oviedo3,
José Manuel Melchor Montserrat4
2
1 Atrium Cultural Heritage Services. España.
Departamento de Expresión Gráfica y Cartografía. Universidad de Alicante. Valencia. España
3 Museo de Prehistoria de Valencia. Valencia. España
4 Museo Arqueológico de Burriana. Castellón. España
Resumen
Una de las fases más importantes y más controvertidas en el proceso de restauración de una pieza arqueológica consiste en la reintegración (volumétrica y cromática)
de las partes faltantes. Hoy, la tecnología disponible en el campo de la documentación del patrimonio cultural permite obtener un modelo geométrico exacto de
cualquier tipo de objeto arqueológico. La exportación de esta información a aplicaciones de infografía 3D hace posible realizar una restauración virtual del objeto
(evitando el contacto físico con la pieza), obteniendo resultados finales que pueden ser expuestos junto al original en formato multimedia, a través de monitores en
los que se observa el volumen completo de la pieza o pantallas interactivas que el usuario puede manipular para explorar el objeto.
Palabras Clave: ARQUEOLOGÍA, RESTAURACIÓN VIRTUAL, ESCÁNER 3D, BLENDER, REINTEGRACIÓN.
Abstract
One of the most important and controversial stages during the restoration process corresponds to reintegration (structural and chromatic) of the missing parts.
Today, the technology available in the field of cultural heritage documentation allows us to obtain a precise geometric model of any archaeological object. The export
of this resulting model to 3D design software makes it possible to make a virtual restoration of the object (avoiding physical contact with the original object),
obtaining final results that can be exhibited alongside the original. This way, visitors can virtually explore and manipulate the objects.
Key words: ARCHAEOLOGY, VIRTUAL RESTORATION, 3D SCANNER, BLENDER, REINTEGRATION.
utilización de este tipo de métodos permite obtener un modelo
tridimensional con toda la información relacionada acerca de la
geometría y de la textura del objeto.
1. Introducción
Recientemente estamos asistiendo a la aparición de propuestas
de restauración virtual de piezas arqueológicas. Durante una
primera fase, el método consistía exclusivamente en el uso de
aplicaciones de diseño tridimensional, que permitían,
introduciendo las medidas reales del objeto (o su sección
correspondiente) en la aplicación, realizar un modelo 3D de la
pieza mediante herramientas de diseño tipo torno (es decir,
revolucionar la sección hasta obtener un volumen completo de
360º). Las texturas eran procedurales (generadas matemáticamente), intentando conseguir en todo momento acabados
similares a los originales. En un segundo momento se
introdujeron texturas reales (en forma de archivos de imagen
tomados de la pieza original) para obtener, mediante su
modificación y mapeado, texturas originales y un acabado más
fiel a la realidad.
Sin embargo, el mayor avance en términos cualitativos, se ha
producido tras la implementación, en el proceso de reconstrucción virtual, de instrumentos y técnicas de documentación
avanzados, como el escáner 3d o la fotogrametría digital. La
2. Propuesta de trabajo
El método de trabajo para la documentación de objetos
arqueológicos que proponemos incluye, como instrumento de
adquisición de datos, un escáner 3D y, como herramienta de
reconstrucción, el software Blender de diseño 3D. La pieza con
la que estamos trabajando, procedente de los fondos del Museo
Arqueológico Comarcal de la Plana Baixa - Burriana (Castellón)
es una jarrita islámica que presenta decoración polícroma
realizada con la técnica denominada “cuerda seca”.
2.1. Documentación 3D
Los primeros trabajos se centraron en la documentación
geométrica de la pieza, con el objetivo de obtener un modelo
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
243
tridimensional completo. El equipo empleado ha sido un escáner
3D Next Engine. Las especificaciones técnicas son las siguientes:
Sistema de medición: tecnología MultiStripe Laser Triangulation
(MLT).
Fuente: doble matriz de cuatro lasers de estado sólido (Clase 1M,
10 mW) con ópticas de 650 nm 1.
Sensor: dos sensores CMOS de 3.0 Megapíxeles.
AutoDrive: torno de rotación de alta precisión controlado desde
el software del escaner.
Resolución: 400 DPI en superficies; 400 DPI en modo Macro y
150 DPI en modo Abierto.
Precisión: ±0.005" en modo Macro y ±0.015" en modo Abierto.
Velocidad de adquisición de datos: 50,000 puntos procesados
por segundo.
Software de adquisición: Scan Studio Pro.
Equipo informático de control de scanner: Apple MacBook con
procesador Intel Core Duo 2. 2 Ghz, 4 GB RAM DDR3, tarjeta
gráfica de 512 mb.
2.1.1. Descripción del proceso
a. Definición de los parámetros de escaneo
Para la documentación de esta pieza se ha elegido un
proceso de captura en 360º, lo que nos asegura la correcta
obtención de información acerca de toda la volumetría
del objeto.
En este caso hemos usado un torno electrónico de alta
precisión, conectado al escáner y controlado directamente
desde el PC. El número de escaneos ha sido dividido en
10 partes, por lo que, al final de cada uno de los
escaneos, el torno ha girado automáticamente 1/10 de
360º (36º). Debemos tener en cuenta que es necesario
definir, entre cada dos escaneos adyacentes, un área de
solapamiento (una franja del objeto que será
documentada de manera repetida en ambos escaneos)
que permita, posteriormente, alinear toda la información.
b. Obtención de una nube de puntos
Cada uno de los diferentes escaneos se divide en dos
fases: adquisición de información 2D y 3D. Durante la
primera fase (2D) el escáner emite una luz homogénea
sobre el objeto y captura imágenes, más tarde
transformadas en texturas. Durante la segunda fase (3D),
el escáner mide la geometría del objeto por medio de un
pulso laser para obtener las coordenadas tridimensionales
(es decir, estas coordenadas contienen la posición x, y, z
del punto). El conjunto de estas coordenadas forman lo
que denominamos nube de puntos. En este momento ya
tenemos un modelo geométrico del objeto. La densidad
de esta nube estará definida por la distancia entre cada
uno de los puntos. Un mayor número de puntos reflejará
más fielmente la geometría de la pieza.
c. Creación de una malla triangular
Transformando la nube de puntos en una malla
triangular, pasamos de tener un grupo de puntos no
unidos en el espacio, a una superficie poligonal continua.
Esto nos permitirá editar el modelo de un modo más
lógico y eficaz.
d. Sombreado plano
Cubrir la malla triangular creada con un sombreado plano
no es un paso esencial en el proceso de creación del
modelo 3D, pero nos ofrece una gran cantidad de
información, desde el punto de vista morfológico, acerca
del objeto con el que estamos trabajando. Teniendo en
cuenta que las texturas aún no son visibles, podemos
centrarnos en el estudio de aspectos puramente
geométricos de la pieza.
e. Texturización
La visualización del modelo con las texturas aplicadas nos
proporciona valiosa información relacionada con el
proceso de manufactura del objeto, las técnicas
decorativas y el estado de conservación
f. Alineamiento
Como ya hemos mencionado, el proceso de
documentación 3D ha sido llevado a cabo por partes
hasta completar el modelo completo, con un área de
solape entre cada escaneo. Una vez finalizado el proceso
de escaneo, se lleva a cabo el alineado de las diferentes
mallas generadas, usando estas áreas de solape como
referencias (ya que cuentan con geometrías y texturas
idénticas). En este caso, el alineado fue calculado
automáticamente por el software de adquisición de datos
del escáner.
g. Fusión
Después de finalizar el proceso de alineado, las áreas de
solape aún muestran mallas y texturas duplicadas. Esto se
produce porque, durante la fase de alineado, la
información se superpone, no se elimina. Eso significa
que, en este punto, no tenemos un único modelo, sino
diez diferentes modelos superpuestos, con sus respectivas
mallas triangulares y texturas. Por eso es necesario
fusionar toda la información, lo que nos permitirá
obtener un único modelo final.
h. Especificaciones del modelo obtenido y tiempo total
empleado
El modelo final obtenido está formado por 357.258
puntos y 643.064 triángulos. El tiempo total de
procesado, incluyendo el escaneo, el alineado, la fusión y
la exportación ha sido de 1hora y 25 minutos.
i. Exportación
Una vez que contamos con el modelo final,
correctamente alineado y fusionado, lo exportamos en
formato .obj, generando dos archivos: el principal (.obj)
que contiene la información geométrica de la pieza y un
segundo archivo (.mtl), en el que se almacenan los
materiales que definen el aspecto del modelo.
2.2. Reconstrucción virtual con Blender
Blender es una herramienta desarrollada en código abierto y
gratuita que permite realizar todas las fases de un proyecto de
infografía 3D. Posee la capacidad de importar datos en
numerosos formatos, incluyendo, como en este caso, archivos
obj.
2.2.1. Operaciones previas
Una vez importados ambos archivos (.obj y .mtl), el
primer paso consiste en nombrarlo. A continuación,
podemos, opcionalmente, alinear el nuevo objeto a la
vista que deseemos (en nuestro caso una vista frontal
ortogonal).
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
244
2.2.2. Reconstrucción virtual a partir de curvas bézier
En el entorno de un software de diseño 3D, las
herramientas para reconstruir el objeto son variadas. En
este caso hemos optado por trabajar con curvas bézier.
Las curvas bézier son superficies paramétricas que
cuentan con dos elementos fundamentales: los puntos
de anclaje y los puntos de control. A partir de la
manipulación de dichos puntos, modificaremos el
desarrollo de la curva, de tal forma que, al contrario de
lo que pasa con otros tipos de modelado, como el boxmodelling o modelado de caja, en el que manipulamos
directamente los vértices, caras o aristas que nos
interesan, aquí sólo podemos modificar el objeto
indirectamente.
2.2.3. Definición de una sección bidimensional
Una vez que hemos posicionado correctamente el
modelo procedente del escáner 3D, crearemos una
curva bézier y, a continuación, un círculo bézier. Es
importante que el círculo tenga el mismo diámetro que
la base de la pieza que hemos importado. A
continuación debemos asociar el círculo a la curva
bézier. Una vez realizada esta tarea, lo único que
debemos hacer es manipular los nodos de la curva
bézier para adaptarlos a la forma de la pieza original.
Podemos cambiar entre diferentes tipos de vista
(superior, frontal, lateral...etc.), aunque siempre es
aconsejable trabajar en modo ortogonal, para controlar
en todo momento el plano en el que creemos estar
modelando es el correcto. Podemos mover, rotar y
escalar los nodos para adaptarnos a la geometría que
queremos reproducir y también podemos, si fuera
necesario, añadir segmentos a nuestra curva con una
simple operación de extrusión.
2.2.4. Transformación de la sección 2D en un modelo 3D
La curva bézier que estamos modificando y adaptando a
la forma del objeto original (la jarrita islámica) no nos
proporcionará el volumen que deseamos, pero sí su
sección. Y a partir de esta sección indicaremos al
círculo bezier cuál es el desarrollo que debe seguir.
Recordemos que, previamente, hemos establecido una
asociación entre ambos elementos (curva y círculo), de
modo que el círculo repetirá cualquier modificación que
hagamos en la curva.
2.2.5. Aplicación de materiales y texturas: ¿qué camino
seguir?
Una vez que hemos completado el modelo geométrico,
la reintegración cromática ofrece problemas
completamente
diferentes.
La
reconstrucción
volumétrica que hemos realizado se fundamenta en la
abundancia de paralelos a nuestra disposición,. Por otro
lado, el proceso de fabricación de este tipo de objetos,
realizados con un torno de alfarero, proporciona formas
con un alto grado de simetría. La volumetría es, por
tanto, relativamente homogénea y regular. Esta es la
razón por la que hemos creado el volumen en
revolución a partir de una sección (hemos seguido el
mismo proceso que el artesano que fabricó la pieza).
El discurso de la decoración, en cambio, es otro muy distinto. El
aparato decorativo en este tipo de piezas es muy variado, como
variada suele ser su ejecución. Es cierto que contamos también
con un gran número de paralelos de los que podemos extraer
información para llevar a cabo la reintegración cromática, pero,
en este caso, la decoración está realizada a mano, siendo, por
tanto, muy irregular. Además, la gama de intensidades cromáticas
es muy variada, existiendo zonas decoradas en tonos verdes,
pero de muy diferente intensidad (debido a la oxidación de los
pigmentos y a su aplicación, irregular).
¿Cómo llevar a cabo, entonces, la reintegración cromática?
¿Estamos legitimados para llevarla a cabo? En nuestra opinión,
las opciones son las siguientes:
Realizar una reintegración exclusivamente volumétrica, sin una
integración cromática del nuevo volumen que hemos creado.
Realizar una reintegración exclusivamente volumétrica, con una
integración cromática uniforme del nuevo volumen generado.
Realizar una reintegración volumétrica y cromática, llevando a
cabo la reintegración cromática con una reproducción idealizada
de los motivos originales.
Realizar una reintegración volumétrica y cromática, llevando a
cabo la reintegración cromática con una reproducción mimética
de los motivos originales.
En este caso concreto, hemos optado por la segunda opción:
hemos reconstruido la pieza, integrando la nueva geometría
mediante el añadido de un tono y una intensidad uniformes
extraído del color original de la pasta de la pieza. Creemos que
se trata de una opción prudente, que facilita al visitante la lectura
correcta del volumen del objeto, apreciando los motivos
decorativos originales.
3. Conclusiones
Es probable que, en un futuro no muy lejano, asistamos al inicio
de una nueva etapa en la restauración de piezas arqueológicas.
Esta nueva etapa estará marcada por la utilización de técnicas de
reconstrucción virtual que desplazarán el modo de intervención
actual (la reconstrucción física), lo que permitirá respetar el
objeto original, y evitar que se produzcan daños o que se
apliquen tratamientos irreversibles.
Una de las opciones de reconstrucción virtual consiste en
realizar la totalidad de la pieza en 3D. Una segunda opción, que
nosotros proponemos aquí, consiste en integrar toda aquella
información de que disponemos acerca del objeto original, e
integrarla en el proceso de reconstrucción virtual. Creemos que,
de este modo, el espectador disfruta de una información de
mayor calidad, al ser idéntica a la que encontramos en el objeto
original. Para obtener este tipo de datos es esencial la utilización
de métodos avanzados de documentación.
El proceso de trabajo descrito comprende una primera fase de
documentación de las piezas arqueológicas por medio de escáner
3D y una segunda fase de reconstrucción digital por medio de
aplicaciones de diseño tridimensional.
En cuanto al proceso de reconstrucción 3D, prescindiendo del
tipo de modelado que empleemos, el método más eficaz se
divide en dos fases:
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
245
La definición de una sección bidimensional de la pieza (a partir
de una sección dibujada y colocada como archivo de imagen de
fondo, o bien a partir de una vista ortogonal del modelo 3D).
La transformación de la sección creada en un modelo
tridimensional (empleando objetos asociados -como en este
caso- o bien modificadores tipo torno que generen un volumen
de revolución).
Creemos que la reintegración cromática y del aparato decorativo
plantea, en cambio, preguntas mucho más complejas
relacionadas directamente con la ética de la restauración y con
los límites que debemos marcarnos en este tipo de proyectos.
Este debate, presente en el mundo de la restauración tradicional
prácticamente desde sus orígenes (y aún no resuelto), se
trasladará, sin duda, a los proyectos de restauración virtual.
4. Imágenes
Figura 1. Documentación 3D de la pieza.
Figura 3. Vista general de la pieza (imagen superior) y modelo 3D tras la
restauración digital (imagen inferior).
Bibliografía
RISTEVSKY, J. (2006): “Laser Scanning for Cultural Heritage
Application”. Professional Surveyor, 26, 3.
JONES, D. M. (2007): “Laser Scanning for Heritage: Advice and
guidance for users of laser scanning in archaeology and
architecture”. Swindon. English Heritage
Figura 2. Integración del modelo 3D procedente del escáner y reconstrucción
volumétrica.
MOSER, M. et alii (2010): “Digital documentation and
visualization of archaeological excavations and finds using 3d
scanning technology”. Virtual Archaeology Review, 2 126-129.
BRANDI, Cesare (1977): “Teoria del Restauro” Ed. Einaudi.
Torino.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
246
La basílica de Santa María de Oviedo:
del panteón real a la catedral doble.
Hipótesis de restitución en función del análisis compositivo
y metrológico.
Francisco José Borge Cordovilla
Funcionario de la junta de Castilla y León. Profesor de Enseñanza Secundaria. Investigador.
Resumen
La basílica de Santa María de Oviedo (actual Capilla del Rey Casto de la Catedral), era la iglesia menor de la “Catedral Doble” ovetense. Para la
historiografía, la finalidad de este edificio fue la de panteón real, creando un marco arquitectónico solemne alrededor de los sepulcros de los Reyes de Asturias,
asociado al culto funerario en memoria de los monarcas. Esta visión se ha mantenido, a pesar de que arqueología manifiesta la no pertenencia del panteón al
proyecto original del edificio, de lo que se deducen importantes modificaciones morfológicas y funcionales en el mismo. Las técnicas de análisis en función de la
informática gráfica y numérica sirven al planteamiento de hipótesis razonables que permiten la reconstrucción de este edificio actualmente perdido.
Palabras Clave: CATEDRAL DOBLE, PANTEÓN, REINO DE ASTURIAS.
Abstract
The Basilica of Santa Maria de Oviedo (now “Rey Casto” Chapel of the Cathedral), was the lower church of the "Double Cathedral" Oviedo. For historians, the
purpose of this building was the royal pantheon, creating a formal architectural framework around the tombs of the kings of Asturias, associated funerary cult in
memory of the monarchs. This vision has been maintained, despite non-membership archeology shows the cemetery to the original draft of the building, which is
deducted important morphological and functional changes in it. Analysis techniques based on computer graphics and numerical approach to serve the reasonable
assumptions that allow the reconstruction of this building still missing.
Key words: DOUBLE CATHEDRAL, PANTHEON, ASTURIAN KINGDOM.
I. Introducción
La basílica de Santa María, situada al N. de la de San Salvador, en
el recinto primitivo de la ciudad de Oviedo, ha sido interpretada
por la historiografía como fundación de Alfonso II destinada a
panteón real. Como veremos, esto responde a una interpretación
sesgada de las noticias contenidas en las Crónicas
contemporáneas al edificio, ya que existen pruebas arqueológicas
de que su función como panteón real no fue sino una más de las
asociadas a su carácter de “ecclesia minor” de la “Catedral Doble”
ovetense, destinada a la liturgia ordinaria de la diócesis, no
respondiendo la misma a su razón fundacional, ya que dicho
panteón real fue añadido al edificio cuando éste ya estaba
acabado, y presumiblemente en funcionamiento.
La Catedral Doble, configurada por varios templos con reparto
de las funciones litúrgicas entre ellos (G. DE CASTRO, 1999),
configura una “civitas” ovetense completamente articulada a nivel
organizativo: centro de poder eclesiástico, administrativo y civil,
inserta en el marco del auge de este modelo organizativo dentro
de la corriente de la “Renovatio Romae” llevada a cabo por el
Imperio Carolingio, cuyas densas relaciones con el Reino de
Asturias bajo el reinado de Alfonso II justifican la aplicación del
mismo.
Esta interpretación de Oviedo choca con aquella que entendía la
ciudad en clave localista, apoyándose en tópicos acerca de la
etapa altomedieval hoy felizmente superados (CARRERO,
2007), a través de argumentos contundentes: la identificación
mayoritaria por parte de la crítica diplomática de la conocida
como “Biblia de Danila” (CHERUBINI, 2010), con la donada en
el Testamentum de dotación de la catedral de San Salvador en 812,
y el análisis paleográfico comparativo entre dicha Biblia y el
mencionado Testamentum, estableciendo la estricta coetaneidad de
ambos, vienen a enterrar la mencionada corriente historiográfica.
II. Arqueohistoriografía
La basílica de Santa María aparece en el ciclo cronístico asturiano
claramente asociada al patrocinio de Alfonso II (GIL
MORALEJO, 1985), citándose, como relevantes los siguientes
aspectos: su ubicación contigua, por el N., a la iglesia del
Salvador, con la que siempre aparece mencionada
conjuntamente; su función litúrgica asociada al culto mariano,
martirial y episcopal; su función como panteón, asociada a una
reforma material de la parte occidental del edificio, llevada a
cabo, además, cuando éste se encontraba ya terminado, y,
presumiblemente, en funcionamiento, como indica claramente
Ad Sebastianum: “…edem…adstruxit…” (de astruere: añadir,
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
247
superponer, edificar encima); la presencia del triple ábside
característico de las basílicas asturianas, con altares dedicados a
San Esteban, Santa María, y San Julián.
De la relación topográfica entre Santa María y los edificios
religiosos anexos a la misma, se han ocupado: Sampiro, obispo
de Astorga (fines s. X); Tirso de Avilés, canónigo catedralicio a
finales del s. XVI; Antonio de Yepes, abad de S. Vicente entre
1589 y 1595; y recientemente, Vicente José González García.
Todos ellos ofrecen testimonios documentales de la relación de
inmediatez entre Santa María y los monasterios de San Pelayo
(antes de S. Juan Bautista), y San Vicente. Ambos monasterios
formaban en su origen una única congregación, comunicándose
con Santa María a través de una puerta, situada en un muro
medianero entre la basílica y dichos cenobios, donde se situaba,
además, la sepultura de la abadesa de San Pelayo Inés Suárez (┼
1302), ubicada en el límite oriental de la basílica altomedieval de
Santa María.
Otros autores describieron el edificio altomedieval, que
sobrevivió hasta su derribo en 1705: Ambrosio de Morales, Luis
Alfonso de Carvallo, o Manuel Medrano. Describen una basílica
de tres naves, con 6 tramos de arquería sobre pilares, cabecera
tripartita, consagrada a Santa María, San Esteban y San Julián de
Toledo, panteón real de exiguas dimensiones añadido al extremo
O. de la iglesia, con tribuna sobre el mismo.
Debido a su estado ruinoso, desde finales del s. XVII el Cabildo
catedralicio se plantea su reconstrucción, tropezándose con la
negativa de las monjas del vecino San Pelayo al derribo del antes
mencionado muro medianero con Santa María, debiendo
intervenir el Rey Felipe V, patrono de la Capilla y su Real
Panteón. La nueva capilla se construyó sobre los límites de la
anterior, alargándose, no obstante, por el O., sobre cierta casa de
la catedral que arrimaba a la fachada de la basílica (sobre la que
volveremos en nuestra reconstrucción), y, por el S., se prolongó
hasta alcanzar los muros de cierre de las capillas del lado N. de la
Catedral.
Fig. 1: Planta del panteón real, e hipótesis de modulación de la misma.
En seguimiento arqueológico realizado en 2006 por D. Sergio
Ríos González, en la rehabilitación de las techumbres de la
Capilla del Rey Casto, aparecieron, reutilizadas, 2 piezas artísticas
pertenecientes a la antigua basílica (fig. 5): un modillón de alero
del tejado, y un capitel-imposta, toscano, perteneciente a alguna
de las pilastras de remate de la nave o de los arcos diafragma del
transepto tripartito que proponemos.
IV. Hipótesis de reconstrución.
Después de la desaparición de la antigua basílica, se han
planteado hipótesis reconstructivas de la misma, basándose en
los datos documentales o en las escasas exploraciones
arqueológicas realizadas: (SELGAS, 1991), (GLEZ. GARCÍA,
1984), (ARIAS, 2008), (G. DE CASTRO, 1995).
Basándonos en las conclusiones del análisis historiográfico,
situaremos los límites de la basílica, y, a continuación, aplicando
los datos objetivos suministrados por la excavación de Aurelio
de Llano, formularemos nuestra hipótesis de reconstrucción,
analizando compositiva y metrológicamente el edificio resultante
en su conjunto, y cada uno de los espacios en que se articula.
III. La Arqueología del edificio altomedieval
1. Localización del edificio primitivo.
En 1926, al realizarse unas obras en el interior de la Capilla del
Rey Casto, aparecieron restos arqueológicos, encargándose la
excavación de los mismos por el Deán de la Catedral, D.
Maximiliano Arboleda, al ingeniero y Asturianista D. Aurelio de
Llano (LLANO, 1926). Fruto de ello fue la documentación del
panteón real, a 4.5 m del muro de la fachada actual, y a 15 cm. de
profundidad, y la constatación del hecho de constituir éste un
añadido, ya que los pilares de la nave central, a los que arrimaba,
se encontraban estucados y dotados de pintura decorativa. Como
resultado de su trabajo, realiza una planta del panteón (fig. 1),
desarrollando además una planta hipotética del edificio.
El edificio primitivo se asentaba al N. de la basílica de San
Salvador, en el mismo solar que ahora ocupa la actual capilla del
Rey Casto, con las siguientes consideraciones (fig. 2):
• El edificio primitivo era más estrecho que el actual: desde ell
paramento exterior de su muro N, que compartía en su
extremo oriental con el mencionado claustro funerario de
San Pelayo, desarrollaba un ancho total de 2 veces la nave
central, es decir: 2 x 8.16 m = 16.32 m., que, sumados a 1.3
m. de ancho del muro de cierre de las capillas del lado N. de
la catedral, dan los 17.6 m de ancho total de la actual capilla
del Rey Casto.
• En cuanto a la longitud: el edificio primitivo tenía el muro
testero absidal algo más al O. que el actual, ya que la esquina
NO. del antiguo claustro funerario del monasterio de San
Vicente descrito en la visita de Tirso de Avilés, se situaba
algo más al O. del arcosolio de la abadesa de San Pelayo Inés
Suárez, que queda actualmente parcialmente oculto por el
testero absidal de la capilla del Rey Casto. Por otra parte, si
consideramos que el muro imafronte de la basílica era aquel
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
248
al que arrimaba el panteón por el E, entonces el edificio sería
más corto que el actual, al situarse su paramento externo,
como señala Llano, a 4.5 m. del imafronte actual. No
obstante, no es improbable que el edificio se extendiera más
al O, rematándose por un pórtico, amortizado por la
construcción del panteón.
monasterio de San Pelayo, y el muro de cierre de las capillas
septentrionales de la catedral de San Salvador (figs. 2-3),
quedando determinado así el ancho del edificio original.
En cuanto a la longitud del edificio primitivo, desarrollando M a
partir del muro imafronte descubierto por Llano, resulta que, a
una dimensión equivalente a 7 x M, alcanzamos las
inmediaciones del sepulcro en arcosolio de la abadesa de San
Pelayo Inés Suárez, que en la segunda mitad del s. XVI era visto
inmediato a la esquina NO. del antiguo claustro funerario del
monasterio de San Vicente (figs. 2-3). En distancia esta
dimensión equivale a 7 x 4.08 m = 28.56 m, cuya medida se
podría tomar como longitud mínima de la basílica.
Respecto a la configuración de la fachada de la basílica, el hecho
de la adición del panteón con posterioridad a la conclusión de la
iglesia tuvo que suponer el cierre de la puerta principal situada en
la fachada, clásica en todos los edificios basilicales del ciclo
asturiano, y la amortización de cualquier dependencia del
edificio situada al O. de la misma, como pudo ser el pórtico,
presente en los edificios de mayor monumentalidad, cuya posible
referencia encontramos en ciertas casas del cabildo, medianeras
con la antigua basílica (AACC, 1705), y que quedaron
incorporadas a la moderna Capilla del Rey Casto (MADRID,
1990).
Fig. 2: relación entre Santa María y edificios adyacentes.
2. Formulación de la hipótesis de reconstrucción.
Aplicaremos la metodología que ya hemos utilizado en otros
edificios del ciclo altomedieval asturiano, útil tanto para el
análisis de los edificios y el establecimiento de sus sistemas de
proporciones, como para la formulación de hipótesis de
restitución proporcional y metrológica de edificios totalmente
perdidos (BORGE, 2001, 2003, 2010).
Basándonos en la planta de las excavaciones de Llano (fig. 1 - a),
cuya observación manifiesta que el ancho del panteón es el
mismo que el de la nave central, al estar éste apoyado en los
pilares que la delimitan, aplicamos al ancho total del conjunto
una cuadrícula de 2 x M (entendiendo por “M” la unidad
equidistante de análisis proporcional), que, en longitud, parte de
la línea del paramento externo del imafronte, llegando hasta el
eje de los que serían los primeros pilares exentos de la nave (fig.
1 , b).
Medido en metros, 2 x M equivale a 8.16 m. que sería el ancho
del edificio de la nave central, en sentido N – S; con una longitud
del módulo de 4.08 m.
Si formulamos para las naves laterales una anchura equivalente a
M, obtenemos un ancho total para la iglesia de 4 x M, (M + 2 x
M + M), equivalente a 16.32 m., lo que coincide con el espacio
existente entre el muro compartido por Santa María con el
Fig. 3: planta hipotética de Santa María de Oviedo.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
249
Esta posibilidad permitiría plantear una con planta de doble
cuadrado: 4 x M de anchura (16.32 m), y 8 x M de longitud
(32.64 m), prolongando el edificio al O. del muro imafronte en el
que apoya el panteón en 1 unidad “M”, dando lugar a un
supuesto pórtico tripartito, que podría ser objeto de verificación
arqueológica.
Respecto al alzado, tomando en consideración las medidas dadas
por Medrano, para el alzado (63 pies, la altura de la nave central,
equivale a la latitud más la pendiente del tejado a dos aguas, es
decir: 52 pies + 11 pies = 63 pies de altura total. El resto de los
cuerpos del edificio se desarrollarían proporcionalmente al
alzado de la nave central (fig. 4 - a), resultando que el sistema
proporcional que regiría el alzado de la basílica de Santa María,
sería el mismo presente en edificios como San Miguel de Liño y
San Salvador de Valdediós. Todos estos edificios representan en
su lado corto un cuadrado, donde el lado, “l” = anchura total =
alzado total hasta el inicio de la pendiente del tejado.
3. Estudio metrológico
Si dividimos “M” en una matriz modular impar de 5 unidades,
donde cada una mediría 4.08 m / 5 = 0.816 m, obtenemos una
unidad métrica significativa de 2 palmipes de longitud (1 pes doricus
= 0.326 m), con lo que M = 4.08 m = 10 palmipes = 12.5 pes
doricvs.
El “pes doricus”, de origen griego, fue identificado por W.
Dörpfeld en Olimpia, postulándose posteriormente su aplicación
en el Partenón de Atenas (DÖRPFELD, 1935), siendo su valor
muy cercano al observados por nosotros en Foncalada
(BORGE, 2010), referido en este caso al “pie de Sant-Gällen”, de
0.325 m.
Fig. 5: elementos arquitectónicos del edificio altomedieval reaprovechados en
la actual Capilla del Rey Casto (fotografía de Sergio Ríos González).
Fig. 4: hipótesis de alzado frontal y corte longitudinal.
En cuanto a la articulación interior del alzado de la nave central
(fig. 4 – b), hemos supuesto, siguiendo la referencia isidoriana
(SEVILLA, 1957), un pilar de alzado = 8 x (1/5 x M), de modo
que 3 x (8 x 1/5 x M) = (24 x 1/5 x M), lo que supone 4 x M
(alto = ancho), más 4 x (1/5 x M) correspondientes a la
pendiente del tejado.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
250
Agradecimientos
Por la colaboración prestada en este trabajo, deseo expresar mi agradecimiento a Sergio Ríos González y a César García de Castro-Valdés.
Bibliografía
ARCHIVO CAPITULAR DE OVIEDO (ACO):
-. Actas Capitulares (AACC), Vol. 39, Cabildo de 14 de agosto de 1705.
-.“Real Cédula, año de 1705”, Cédulas Reales para la reedificación de la Capilla de Nra. Señora del Rey Casto. Caja 274.
ARIAS PÁRAMO, L. (2008): Geometría y Proporción en la Arquitectura Prerrománica Asturiana. Anejos del Archivo Español de Arqueología, XLIX.
CSIC – Instituto de Historia. Madrid, pp. 161-69.
BORGE CORDOVILLA, F. J.:
-.
(2010) “La fuente de foncalada (Oviedo): aplicación de métodos gráficos e infográficos de análisis compositivo y metrológico a la formulación de una hipótesis
de anastilosis virtual del monumento”. II Congreso de Arqueología Virtual e Informática Gráfica, Sevilla. (en prensa)
-.
(2001) “La primitiva basílica de San Salvador de Oviedo: ensayo de hipótesis para su reconstrucción”. BRIDEA, nº 159. Oviedo.
-.
(2003) “La basílica de San Tirso de Oviedo: formulación de hipótesis reconstructivas en función del análisis compositivo comparado”. BRIDEA, nº 162.
Oviedo.
CARRERO SANTAMARÍA, E. (2007): “La “Ciudad Santa de Oviedo”, un conjunto de iglesias para la memoria de un Rey”, Hortvs Artivm
Medievalivm, Vol 13/2, Universidad de Zagreb.
CARVALLO, L. ALFONSO de (2005): Antigüedades y cosas memorables del Principado de Asturias. E. facsímil de la de Julián de Paredes,
Madrid, 1695. Maxtor, Valladolid, pp. 179-80.
CHERUBINI, P.; VALDÉS GALLEGO, J. A.; GARCÍA LEAL, A.; GARCÍA DE CASTRO, C. (2010): La Biblia de Danila (Codex
Biblicus Cavensis, Ms. 1 de la Abadía de la Santísima Trinidad de Cava dei Tirreni). Gobierno del Principado de Asturias, Gran
Enciclopedia Asturiana. Oviedo.
DÖRPFELD, W. (1935): “Parthenon I, II, III”, American Journal of Archaeology, XXXIX, pp. 497–507.
GARCÍA DE CASTRO VALDÉS, C.:
-.
(1999) “Las Primeras Fundaciones”. La Catedral de Oviedo: Historia y Restauración. Nobel, Oviedo,
-.
(1995) Arqueología Cristiana de la Alta Edad Media en Asturias. RIDEA. Oviedo, pp. 395 - 405.
GIL FERNÁNDEZ, J., MORALEJO, J. L., RUIZ DE LA PEÑA, J. I . (1985): Crónicas Asturianas, Oviedo.
GONZÁLEZ GARCÍA, V. J. (1984): El Oviedo Antiguo y Medieval. Ayuntamiento de Oviedo, pp. 147-71.
ISIDORO DE SEVILLA (1951): Etimologías. Libro XV, 14. BAC, Madrid, p. 378.
LLANO Y ROZA DE AMPUDIA, A. de (1926): “Descubrimientos arqueológicos. La iglesia de Santa María del Rey Casto, siglo IX”. Revista
Covadonga, 1-XII-1926. Revista Covadonga, Seminario Metropolitano, Oviedo; p. 834 y ss.
MADRID ÁLVAREZ, V. de la (1990): “La construcción de la Capilla de Nuestra Señora del Rey Casto y Panteón Real de la Catedral de Oviedo”.
Liño, Revista Anual de Historia del Arte, nº 9, Oviedo.
MORALES, AMBROSIO de (1977): Viaje Santo. Ed. facsímil de Antonio Marín, Madrid, 1765. Biblioteca Popular Asturiana. Oviedo, pp.
86-91.
SELGAS, F. de (1991): Monumentos Ovetenses del siglo IX. Colección Facsimilar Asturiana. Gijón, pp. 68-88.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
251
La Arqueología Virtual:
Construyendo un puente entre la sociedad moderna
y la escuela innovadora
María Luz Husillos García
Departamento de Griego. IES “Claudio Prieto” Guardo. Palencia. España
Resumen
La construcción del nuevo espacio europeo está propiciando la irrupción de un rápido proceso de convergencia que abarca todo tipo de ámbitos, como los sociales,
industriales y económicos. Entre los aspectos sociales más demandados en la actualidad destaca el mundo educativo. En este sentido, se está tratando de realizar un
profundo cambio en el sistema docente, haciendo que sea más flexible, práctico y lúdico, atendiendo a todo tipo de alumnado. En este contexto, las nuevas
Tecnologías de Información y Comunicación (TIC) son necesarias para facilitar los procesos de enseñanza-aprendizaje, permitiendo la creación de un vínculo entre
el patrimonio arqueológico y la virtualidad, que posibilita la conversión de los bienes patrimoniales en auténticos y poderosos recursos al servicio de la escuela y del
ocio cultural.
Palabras Clave: EDUCACIÓN, DIVERSIDAD, TIC, PATRIMONIO, VIRTUALIDAD.
Abstract
The construction of the new european space is leading to the emergence of a rapid process of convergence that covers all kinds of fields such as social, economic and
industrial. Among the most popular social issues today, highlights the educational world. In this sense, it is trying to make a profound change in the education
system, making it more flexible, practical and fun, meeting all kinds of students. In this context, the new Information and Communication Technologies (ICT) are
necessary to facilitate the teaching-learning process, enabling the creation of a link between the archaeological and the virtual, which enables the conversion of assets
in real and powerful resources to support school and cultural entertainment.
Key words: EDUCATION, DIVERSITY, ICT, HERITAGE, VIRTUALITY.
1. Introducción
La historia de la mejora de la escuela podría describirse como la
lucha por una reapropiación de los espacios de la experiencia en
su medio más cercano.
La finalidad de la Educación es lograr que los alumnos adquieran
los elementos básicos de su cultura, que les preparen para su
incorporación a estudios posteriores y la inserción al mundo
laboral (LOE, 2006).
La responsabilidad del éxito escolar depende de todos y, para
ello, se deben construir entornos de aprendizajes ricos,
motivadores y exigentes.
La sociedad actual tiene la convicción de que es necesario
mejorar la calidad de la educación, pero también de que ese
beneficio debe llegar a todos los jóvenes, sin exclusiones.
En este contexto, se deben considerar las funciones que han de
cumplir los materiales y los recursos empleados para la
enseñanza de una determinada materia, que se pueden resumir
en las siguientes:
En este sentido, el uso de las TIC se aplica a un proceso de
innovación que viene a diversificar los ambientes y posibilidades
de aprender lo que, a su vez, contribuye a favorecer mejores
oportunidades de aprendizaje.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
252
Uno de los fines primordiales de la Escuela es fomentar el
conocimiento y la protección del Patrimonio Cultural entre los
jóvenes, en el convencimiento de que es el mejor medio para su
conservación, difusión y defensa (LPCCYL, 2002).
En este sentido, la inclusión de la Arqueología en la enseñanza
formal es fundamental, ya que fomenta la construcción de
individuos humanistas, concientes, reflexivos, críticos y capaces
de incidir en su entorno social.
En el momento presente, hablar de Arqueología no es cosa de
unos pocos, ya que su radio de acción es inmenso, gracias a
nuevas tecnologías, como Internet y la virtualidad (excelente
herramienta para investigadores y público en general).
A día de hoy se han hecho proyectos como el impulsado por la
Conserjería de Cultura de la Junta de Andalucía, Web ruta de
teatros de Andalucía (CJA, 2010) entre los que se encuentra una
completísima información sobre los teatros de época romana,
entre los que figuran los de Baelo Claudia e Itálica, muestra los
sitios arqueológicos a través de su aplicación “Street View” en
google, incluso Internet apunta a Pompeya, permitiendo hacer
un “tour” virtual de 360 grados, actividad impulsada por el
Ministerio de Cultura italiano para difundir el turismo
arqueológico (PANTH, 2010).
2. Escuela y sociedad actual
En los comienzos del siglo XXI, nuestra sociedad considera
prioritaria la calidad de la educación que reciben sus jóvenes, en
la convicción de que de ella dependen, tanto el bienestar
individual, como el colectivo. La educación es el medio más
adecuado para garantizar el ejercicio de la ciudadanía
democrática, responsable, libre y crítica, que resulta
indispensable para la constitución de sociedades avanzadas,
dinámicas y justas (LOE, 2006).
La magnitud de este desafío obliga a que los objetivos que deban
alcanzarse sean asumidos por el conjunto de la sociedad. Desde
hace tiempo se ha prestado una atención creciente al sistema
educativo, con el objetivo de adecuarlo a las circunstancias
cambiantes y a las expectativas históricas del momento.
El sistema educativo actual, en el marco de la LOE, lleva
aparejado el término flexibilidad. La exigencia que se le plantea
es la de proporcionar una educación de calidad y equidad a todo
el alumnado, teniendo en cuenta al mismo tiempo la diversidad
de intereses, características y situaciones personales del
alumnado.
Conseguir que todos los jóvenes desarrollen al máximo sus
capacidades, dentro del entorno antes referido, convertir los
objetivos generales en logros concretos, adaptar el currículo y la
acción educativa a las circunstancias específicas, conseguir que
los padres y madres se impliquen en la educación de sus hijos, es
un reto imposible de alcanzar sin un profesorado comprometido,
con voluntad de crear y mejorar, adaptado a los nuevos tiempos
y a las nuevas demandas sociales (LOE, 2006).
La sociedad y la escuela son dos mundos inseparables en
continuo desarrollo. La evolución de la sociedad implica que la
escuela haya de adaptarse a aquélla. Pero no es menos
importante el cambio que debemos realizar en la escuela para
que ésta surta sus efectos sobre la sociedad, haciéndola mejor.
Una escuela moderna, con riqueza de formas, con profesores
innovadores, con pluralidad metodológica, es el medio para
llegar a conseguir el desafío que nos plantea la sociedad actual.
En opinión del ilustre filósofo John Dewey, creador de la
pedagogía pragmática (aprender haciendo), el desarrollo de la
sociedad depende del desarrollo de las personas y, por lo tanto,
de la educación que éstas reciben. En este sentido, la escuela es
un microcosmos de la vida social, en el cual se concentran las
fuerzas destinadas a reproducir las normas, conductas,
conocimientos y procesos históricos y culturales de la sociedad
(WESTBROOK, 1993).
3. La arqueología en el sistema educativo
español
En el afán por mantener el testimonio de la herencia cultural del
pasado, fuente y motor de su futuro y legado para las
generaciones venideras, el hombre cuenta en la actualidad con
aliados excepcionales como la Arqueología, la Escuela y el
mundo del ocio, en su vertiente del “turismo cultural”.
La Arqueología se ha preocupado de desenterrar, estudiar y
valorar aquellos restos que sobrevivieron al paso del tiempo. A
través de ellos conocemos mejor nuestros orígenes, nuestra
cultura, la forma de vida de nuestros antepasados, sus
costumbres religiosas, lúdicas, deportivas, etc., sus prácticas
económicas e incluso, los mecanismos sociales por los que se
regían.
Ante el cambio sociológico de las últimas décadas, se han creado
nuevos públicos con mayores y más diferenciadas demandas,
con intereses y con grados de formación muy diferentes a la hora
de conocer nuestro patrimonio. Ante esta situación, los espacios
culturales deben distintos, abiertos, democráticos, participativos
y adaptados a los nuevos tiempos y a las nuevas demandas
sociales, de forma especial la de nuestros jóvenes.
La posibilidad de convertir los bienes patrimoniales en
auténticos y poderosos recursos al servicio de la escuela y al
servicio del ocio cultural es algo hoy cada vez más palpable.
La escuela debe ser un agente mediador que sirva para dar a
conocer el patrimonio histórico y cultural. Para conseguirlo hay
que crear una clase diferente, atractiva, dinámica y viva, donde se
tengan bien presentes los fines del sistema educativo.
3.1. Finalidad del sistema educativo
En general, los fines que persigue nuestro sistema educativo son
los siguientes:
1) Desarrollar de la personalidad y de las capacidades de
los alumnos.
2) Adquirir hábitos intelectuales y técnicas de trabajo,
conocimientos científicos, técnicos, humanísticos,
históricos y artísticos.
3) Preparar para el ejercicio de la ciudadanía y para la
participación activa en la vida económica, social y
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
253
cultural, con actitud crítica y responsable y con
capacidad de adaptación a las situaciones cambiantes de
la sociedad del conocimiento.
3.2. Objetivos según el nivel educativo
Según los niveles educativos, podemos distinguir los siguientes
objetos relacionados con el patrimonio cultural:
2) Interpretar fenómenos significativos de la historia y
evaluar, en términos teóricos, metodológicos y éticos, las
investigaciones arqueológicas con el objetivo de emitir
juicios críticos que impliquen una reflexión sobre la
problemática actual, y una interpretación crítica del
pasado.
3) Transmitir información, ideas, reflexiones y soluciones
que afecten a la disciplina arqueológica.
4) Desarrollar habilidades de aprendizaje que le permitan
continuar su formación para llevar a cabo estudios
posteriores con un elevado grado de autonomía.
De todos estos objetivos se desprende el enorme valor que
ofrece el conocimiento de la Arqueología, el cual nos permitirá
conocer mejor nuestra realidad presente y futura.
A. Educación Infantil (O.ECI.3960, 2007)
1) Observar y explorar su entorno familiar, natural y social.
2) Adquirir progresivamente autonomía en sus actividades
habituales.
3) Iniciarse en las habilidades de la lectura y escritura, así
como en el movimiento, el gesto y el ritmo.
A este respecto cabe mencionar que la UNESCO, en su
Convención sobre la protección del Patrimonio Mundial,
celebrada en París en 1972, afirmaba que la memoria, tanto
aplicada a los individuos como a los pueblos, es un motor
fundamental de la creatividad, que permite encontrar en el
patrimonio de los países los puntos de referencia de su identidad
y las fuentes de su inspiración. En este sentido, los Estados,
mediante programas de educación, harán todo lo posible por
estimular en sus pueblos el respeto y el aprecio del patrimonio
cultural (UNESCO 1972).
4. El uso de la virtualidad y las TIC en el aula
B. Educación Primaria (O.EDU.1045, 2007)
1) Desarrollar hábitos de trabajo individual y de equipo, de
esfuerzo y responsabilidad en el estudio, así como
actitudes de confianza en sí mismo, sentido crítico,
iniciativa personal, curiosidad, interés y creatividad en el
aprendizaje.
2) Conocer y valorar su entorno natural, social y cultural, así
como las posibilidades de acción y cuidado del mismo.
C. Educación Secundaria Obligatoria (R.D.1631, 2006)
1) Conocer, valorar y respetar los aspectos básicos de la
cultura y la historia propias y de los demás, así como el
patrimonio artístico y cultural.
D. Bachillerato (R.D.1178, 1992)
1) Conocer y valorar críticamente las realidades del mundo
contemporáneo, sus antecedentes históricos y los
principales factores de su evolución.
2) Participar de forma solidaria en el desarrollo y mejora de
su entorno social.
3) Desarrollar la sensibilidad artística y literaria, así como el
criterio estético, como fuentes de formación y
enriquecimiento cultural.
E. Universidad (LOU.4, 2007)
1) Aplicar los conocimientos adquiridos a los diferentes
campos de actividad profesional, tanto a los propios de la
docencia e investigación científica, como a los que
responden a la práctica profesional, gestión, protección y
difusión del patrimonio artístico.
Los espacios con los que se cuenta dentro de la educación
formal son tan amplios como la creatividad del docente. Pueden
remitirse solamente a una clase tradicional dentro del aula, o ser
tan innovadoras y ampliar este espacio más allá de los salones de
clase.
La atención a la diversidad se establece como principio
fundamental que debe regir toda la enseñanza, con el objetivo de
proporcionar a todo el alumnado una educación adecuada a sus
características y necesidades.
La metodología adoptada debe ser decidida y dirigida por el
profesor, en función del grupo, nivel en el que debe impartir la
materia y los propios intereses de sus alumnos. Los recursos
didácticos utilizados deben facilitar la transmisión de la
información y ser atractivos, significativos y prácticos
(MORENO CASTAÑEDA, 2010).
La construcción de una materia multidisciplinar se convierte en
un contenido transversal del currículo, produciéndose un
conocimiento integral del alumno.
Innovar para diversificar y favorecer el aprendizaje histórico
mediante entornos virtuales es algo que se debe tener presente
dentro y fuera del aula ya que la virtualidad posibilita una nueva
dimensión, con mayor calidad y mayor alcance.
La virtualidad aplicada a la Arqueología permite viajar, en el
espacio y en el tiempo, sin desconectar del currículo educativo,
siendo una herramienta multidisciplinar, que tiene como fines
principales la investigación, la conservación y la difusión de
nuestro patrimonio.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
254
Las ventajas que presenta la Arqueología Virtual son
innumerables (BARRERA MAYO, 2010):
−
Rapidez en la información
−
Facilidad de comprensión
−
Interesa a la mayoría de las personas
−
Precio, generalmente, reducido
−
Enorme capacidad pedagógica
En este sentido se puede afirmar que la Arqueología Virtual es
un gran aliado en el futuro de la formación y de la educación,
como método de restauración no destructivo o como vehículo
lúdico para el gran publico que puede deleitarse viendo lo que
fue, frente a lo que es (CORREA GOROSPE, 2005).
Para que todo esto sea posible se debe comenzar por reconocer
la figura del docente como el principal agente de innovación
educativa.
El docente, utilizando el mundo las TIC, puede generar una
virtualidad que sirva para reproducir escenarios y experiencias
reales, de índole histórica, que sean didácticos, amenos,
atractivos y sorprendentes (CEIC, 2009).
Se debe impulsar el uso de las TIC, para que las tecnologías
alcancen su máximo valor, poniéndolas al servicio del
aprendizaje y sirvan de estímulo para los alumnos, motivándoles
y formándoles para aprender.
Hay que superar el fetichismo tecnológico y pensar dónde y para
qué sirve la tecnología, aportando valor añadido y calidad al
aprendizaje. No es suficiente integrar tecnología sino que hay
que saber para qué sirve, cómo y cuándo.
5. Conclusión
En esta comunicación se ha pretendido hacer ver cómo la
escuela, siguiendo los pasos de la sociedad, está cambiando de
forma acelerada. Ante este hecho, el docente ha de adaptarse
rápidamente y debe innovar, con el objetivo primordial de llegar,
más fácilmente y mejor al mayor número de alumnos.
Será a través de las TIC, en general, y de la Arqueología Virtual,
en particular, cómo la Historia se convierta en una herramienta
que permita ver el pasado de manera alternativa y palpable
(GRANDE LEÓN, 2010).
El aprovechamiento de las TIC para facilitar ambientes virtuales
propicios para innovar, diversificar y mejorar, el aprendizaje de la
Historia, será más valioso en la medida en que las ubiquemos en
su justo valor y potencial, integrándolas como apoyo a proyectos
educativos, con una metodología fundamentada científicamente,
así como en contenidos y actividades enfocados a los procesos
formativos de la Historia y a su análisis como objeto de estudio.
La responsabilidad del éxito escolar de todo el alumnado no sólo
recae sobre éste de forma individual, sino también sobre sus
familias, el profesorado, los centros docentes, las
Administraciones y, en última instancia, sobre la sociedad en su
conjunto, responsable última de la calidad del sistema educativo.
La orientación actual de los modelos de enseñanza es que los
docentes transiten hacia la educación abierta y virtual, sin perder
de vista la calidad de la misma y la preparación que afronta la
competitividad que exige su internacionalización.
Es importante recalcar la necesidad de la inclusión de la
Arqueología Virtual dentro de la enseñanza formal, ya que
fomenta la construcción de individuos humanistas, concientes,
reflexivos, críticos y capaces de incidir en su entorno social.
Personas que no sólo serán espectadores de su realidad, sino que
tendrán la capacidad de reaccionar y formar parte de ella.
El nivel cognitivo que se logra desarrollar con todo esto es que
los alumnos entiendan el desarrollo de la humanidad y las
principales transformaciones sus manifestaciones culturales,
sociales, políticas, científicas y tecnológicas. Esto, mediante la
utilización de la cultura material para evidenciar los procesos, sus
causas, antecedentes y consecuencias, y la forma en que las
sociedades han impactado su entorno a lo del devenir histórico.
Comprender el valor del patrimonio arqueológico fomenta en
los alumnos una visión crítica sobre su presente y la influencia de
los procesos históricos en la conformación de la vida
contemporánea, facilitando así entender los términos de
medición tiempo que la historia utiliza: siglos, etapas, periodos, y
épocas (GARCÍA MACÍAS, 2009).
En definitiva, se trata de construir un puente entre la sociedad
moderna y la escuela innovadora, una escuela sin paredes.
Bibliografía
LOE (2006): Ley Orgánica de Educación 2/2006, de 3 de mayo.
LPCCYL (2002): Ley 12/2002, de 11 julio del Patrimonio Cultural de Castilla y León.
CJA (2010): http://www.juntadeandalucia.es/cultura/rutasteatro/legal.html.
PANTH (2010): http://paleoanthropo.blogspot.com/2010/04/turismo-virtual-en-pompeya.html.
WESTBROOK, Robert B. (1993): “John Dewey (1859-1952)”, Perspectivas: revista de educación comparada, vol. XXIII, nº2, pp. 289-305,
Oficina Internacional de Educación de la UNESCO, París.
O.ECI.3960 (2007): Establecimiento del currículo y regulación de la ordenación de la Educación Infantil.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
255
O.EDU.1045 (2007): Regulación de la impartición de materias optativas en Educación Primaria en la Comunidad de Castilla y León.
R.D.1631 (2006): Establecimiento de las enseñanzas mínimas correspondientes a la Educación Secundaria Obligatoria.
R.D.1178 (1992): Establecimiento de las enseñanzas mínimas correspondientes al Bachillerato.
LOU.4 (2007): Ley Orgánica de Universidades.
UNESCO (1972): http://portal.unesco.org/es/
MORENO CASTAÑEDA, Manuel (2010): “Aprender Historia en ambientes virtuales”, Tejuelo, nº9, pp. 58-82, Guadalajara, México.
BARRERA MAYO, Sergio, BAEZA SANTAMARÍA, Unai (2010): “La Realidad Virtual aplicada a la explotación sostenible del Patrimonio
Arqueológico. Un caso éxito: La Cueva de Santimamiñe”, Virtual Archaeology Review, Vol.1, nº1, pp. 62-65.
CORREA GOROSPE, José Miguel, IBÁÑEZ ETXEBERRIA, Alex (2005): “Museos, tecnología e innovación educativa: Aprendizaje de patrimonio
y arqueología en territorio Menosca”, XVIII International Congress on School Effectiveness and Improvement (ICSEI), Barcelona 2-5 enero
de 2005, REICE: Revista Electrónica Iberoamericana sobre Calidad, Eficacia y Cambio en Educación, Vol. 3, nº1, pp. 880-894,
CEIC (2009): Consejería de Economía, Innovación y Ciencia “Escuelas TIC 2.0”, Andalucía INNOVA, nº12, Junta de Andalucía.
GRANDE LEÓN, Alfredo (2010): “La Génesis de un Museo del Guadalquivir del siglo XXI. Anastylosis virtual del valle del Guadalquivir en el siglo II
d. C: La Baetica de Adriano”, Virtual Archaeology Review, Vol.1, nº1, pp. 24-34.
GARCÍA MACÍAS Natzín Itzaé (2009): “Arqueología y educación: Una propuesta didáctica para la enseñanza de la arqueología en la educación
secundaria”, Instituto Nacional de Antropología e Historia, México, D.F.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
256
Ensayo de reconstrucción virtual de un túmulo funerario:
El túmulo del Mortórum (Cabanes, Castellón)
Jose Luján Valderrama y Gustau Aguilella Arzo
Servicio de Arqueología – Diputación de Castellón. Castellón. España.
Resumen
Se presenta un ensayo de reconstrucción virtual del túmulo funerario del Tossal del Mortórum (Cabanes, Castellón) datado en el segundo milenio aC. La
estructura localizada en el año 2005 fue expoliada en un momento indeterminado, y su estado de conservación es bastante precario. Dado el indudable interés del
túmulo, ubicado en un área de la península con escasas manifestaciones de tipo megalítico, y con motivo del congreso Arqueológica 2.0 se presenta un ensayo de
reconstrucción del monumento funerario. El software básico empleado en el modelado y renderizado es Blender 2.56, de manera que el trabajo también sirve para
evaluar las capacidades del software de código abierto para este tipo de proyectos.
Palabras Clave: TÚMULO FUNERARIO, RECONSTRUCCIÓN VIRTUAL, EDAD DEL BRONCE
Abstract
We presents a virtual reconstruction of the megalithic tomb found near of Tossal del Mortórum (Cabanes, Castellón) dated on the second millennium BC. The
structure discovered in 2005 was plundered at an undetermined moment, and their conservation status is very precarious. Given the undoubted interest of the tomb,
located in an area of the peninsula with little evidence of megalithism, we decided to make a essay of its virtual reconstruction. The basic software used in the
modeling and rendering is Blender 2.56, so this paper can also show the capabilities of open source software for these projects.
Key words: MEGALITHIC TOMB, VIRTUAL RECONSTRUCTION, BRONZE AGE
1. Antecedentes
El túmulo funerario del Mortórum (Cabanes, Castellón) fue
localizado en el año 2005 a raíz de las tareas generales de
documentación del entorno próximo del yacimiento del Tossal
del Mortórum, importante asentamiento de la edad del bronce y
del hierro antiguo en el que venimos efectuando intervenciones
arqueológicas desde el año 2002 (AGUILELLA, MIRALLES,
ARQUER, 2004-2005). En el momento de su descubrimiento, el
túmulo se presentaba como una considerable acumulación de
bloques de diversos tamaños, entre los que sobresalían tres losas
planas dispuestas en vertical que testimoniaban lo que en su día
fue la cámara sepulcral.
El túmulo se encuentra en menos de 250 metros del área del
poblado, sobre la misma línea de carena de la cumbre en el inicio
de la vertiente nordeste (Fig. 1). Su proximidad con el
asentamiento sugiere lógicamente una relación directa entre
ambos, cuestión que además ha venido refrendada por la
correlación entre cronologías.
Su situación le confiere una muy buena visibilidad sobre toda la
planicie costera de la Ribera de Cabanes y de la franja costera.
Reflexivamente, el túmulo se presenta con un alto indice de
visibilización desde la llanura.
La excavación de la estructura se efectuó a lo largo de dos
campañas diferentes, en los años 2006 y 2007. La primera
campaña se limitó a efectuar la documentación general de la
estructura y a la excavación del interior de la cámara funeraria.
Estos primeros trabajos permitieron confirmar su carácter
funerario con referentes en el mundo megalítico.
Desgraciadamente, también se determinó con claridad que la
estructura había sido expoliada en algún momento difícil de
determinar. Aún así, la excavación meticulosa del interior y el
cribado íntegro de los sedimentos nos permitieron recuperar una
considerable cantidad de restos humanos, que según el estudio
antropológico pertenecían a un mínimo de dos individuos
adultos inhumados. No se localizó ningún tipo de ajuar asociado.
La segunda campaña en 2007 estuvo orientada a la excavación
del exterior de la estructura, con el objetivo de finalizar la
documentación e identificar posibles depósitos secundarios así
como recuperar algún tipo de material arqueológico asociado
que pudiera indicar la presencia de ajuar.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
257
El túmulo se dispone directamente sobre la roca natural, de
forma que aprovecha las irregularidades para adaptarse, apoyarse
o incluso para incorporar la irregularidad como parte de la
estructura.
La base del túmulo consistió en un muro a modo de zócalo,
dispuesto directamente sobre la roca, de un espesor variable de
hasta un metro, construido mediante dos alineaciones
concéntricas de bloques y relleno de tierra y gravas. Presenta
delineación más o menos circular con tendencia cuadrangular
con los ángulos redondeados.
En el interior y apoyadas directamente sobre la alineación del
zócalo se dispusieron una serie de losas en vertical que
conformaron la cámara funeraria, de la cual únicamente se
conservaban dos losas en su posición original, y una tercera
ligeramente desplazada. La cámara se intuye de forma irregular
aparentemente con cierta tendencia poligonal o en losange, y en
el momento de la excavación no se pudo determinar si
presentaba algún corredor de acceso. Su situación aprovecha una
depresión en la roca que seguramente debió de ser seleccionada
intencionadamente como espacio central de depósito. Algunas
de las losas que delimitarían el espacio interior son visibles
dispersas por los alrededores de la estructura.
Figura 1. Situación del túmulo funerario del Tossal del Mortórum.
El resultado de esta intervención también fue positivo, y no sólo
se recuperaron más restos humanos dispersos fuera de la cámara
funeraria, sino también unos 40 fragmentos de cerámica a mano,
pertenecientes posiblemente a un único recipiente, concentrados
en la parte sudeste del exterior de la estructura. El hallazgo de la
cerámica y de restos humanos fuera de la cámara funeraria
sugiere que su posición puede responder al propio episodio del
expolio, aun cuando no es descartable la disposición de ofrendas
exteriores y/o enterramientos secundarios (AGUILELLA ET
AL., 2009 ).
Las prospecciones por el resto del cerro han continuado desde el
hallazgo del túmulo, y todo parece indicar que no existen más
estructuras funerarias.
2. La estructura
El sepulcro en cuestión se presenta como una estructura de poco
más de 4 metros de ancho, y forma entre pseudo-circular y
cuadrada, que comprendía una cámara simple central delimitada
por losas dispuestas en vertical, y presumiblemente cubierta
totalmente por grandes bloques formando un túmulo de piedra
(Fig. 2).
El expolio, efectuado en un momento indeterminado, afectó
gravemente a la estructura, especialmente a la mitad sur, de la
que a penas conserva la base, hecho que ha dificultado
enormemente determinar las características exactas de la
estructura original.
Figura 2. Planta y secciones del túmulo.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
258
Finalmente, en la parte norte de la estructura, mejor conservada,
se observa parte de la cubierta dispuesta sobre el zócalo y las
losas de la cámara, fabricada con bloques en seco remontando en
talud desde el exterior al interior, confiriendo hipotéticamente
como imagen final de la estructura la de un túmulo de piedra.
El estudio antropológico de los restos humanos recuperados
determinó un número mínimo de dos individuos adultos, pero
de edad y volumen esquelético diferente, de los cuales no es
posible determinar el sexo. Uno de ellos se puede calificar de
adulto entre 20 y 40 años, mientras el otro apunta a una edad de
entre 40 y 60 años.
Respeto a las condiciones del depósito, las características de la
muestra apuntan a un depósito sucesivo de las inhumaciones. La
ausencia de determinados restos resistentes a la destrucción
natural podría explicarse por la acción del expolio pero también
por un tipo de depósito selectivo de los restos.
Figura 3. Dataciones de C14 efectuadas sobre los restos humanos del
túmulo (calibradas BC a 2 sigma).
El único elemento material que se podría relacionar con los
enterramientos a modo de ajuar es la cerámica localizada al
exterior de la estructura (Fig. 2). Se recuperaron un total de 40
fragmentos (con un peso total de 210 gramos) que parecen
pertenecen a un único recipiente carenado de medianas
dimensiones.
Se efectuaron un total de tres dataciones absolutas sobre los
restos humanos, todas con el método de AMS (Fig. 3). La
primera de ellas se efectuó sobre un fragmento de tibia al
finalizar la campaña de 2006 y reveló un momento de utilización
de la estructura a finales del segundo milenio aC,
correspondiente a la fase 2 del Tossal del Mortórum. Las otras
dos se efectuaron sobre dientes pertenecientes a diferentes
individuos. Como se puede ver en el gráfico, estas últimas
representan un intervalo realmente estrecho, que podría indicar
incluso un depósito coetáneo de los dos individuos. Se asocian
además con las fases 3 y 4 del Tossal del Mortórum
pertenecientes a la edad del bronce.
El resultado de las dataciones permite además elevar el número
mínimo de individuos a tres.
La valoración global de la estructura funeraria obliga a hacer
referencias inevitablemente al mundo megalítico, aun cuando se
considera un fenómeno totalmente ausente de la provincia de
Castelló y tierras próximas (véase discusión en AGUILELLA
ET AL., 2009), y en especial con respecto al periodo de la edad
del bronce. Las dataciones absolutas muestran además una
reutilización de la estructura al menos hacia finales del segundo
milenio.
3. Planteamiento del modelo virtual
Tal y como hemos ido detallando, el estado de conservación del
túmulo es muy deficiente como consecuencia de la actuación
clandestina, de manera que apenas conservamos el muro basal,
algunas lajas de la cámara y el inicio de la cubierta en la parte
noroeste.
Figura 4. Estado actual de la estructura.
Dado el carácter extraordinario del sepulcro, único en tierras
próximas y alejado de las zonas megalíticas tradicionales,
resultaba de gran interés intentar efectuar un ensayo de
reconstrucción que permitiera aproximarnos a sus características
constructivas y sus posibles paralelos, al tiempo que nos
permitiera visualizar el monumento en su estado original.
El ensayo se ha planteado bajo la premisa de que una
reconstrucción exacta a como fue en origen no es posible dado
su estado de conservación, así que se ha orientado más hacia la
reflexión sobre los diferentes elementos conservados y las
respectivas soluciones constructivas factibles sobre estas bases.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
259
El ensayo ha sido muy positivo tanto en cuanto el propio
modelado de los restos conservados ha permitido profundizar
sobre muchos aspectos que la publicación y la documentación
convencional arqueológica no requiere habitualmente.
Al mismo tiempo, el propio proceso de modelado también ha
generado de manera muy natural soluciones concretas para la
reconstrucción de las partes, de manera que tenemos el
convencimiento que la imagen final obtenida no debe de diferir
en exceso de lo que fue en origen el sepulcro.
Como inconveniente hemos de apuntar que la documentación
de partida fue básicamente la generada durante la intervención
arqueológica, cuya recogida lógicamente no está orientada a la
reconstrucción 3D, cuestión que hubo de ser corregida con
algunas visitas y tomas de medidas directas sobre el terreno.
Es por ello que resulta conveniente, en casos en que sea posible,
compaginar la recogida de documentación convencional con
aquella orientada a la reconstrucción 3D, ya que puede facilitar
enormemente este tipo de trabajos, al tiempo que los modelos
resultantes pueden ser mucho más exactos y fieles a la realidad.
Puestos en materia, se inició por modelar el estado actual de los
restos de la manera más fiel posible (Fig. 4). Posteriormente se
efectuaron duplicados de partes conservadas proyectándolas a las
partes no conservadas, de manera que se consiguió reconstruir la
delineación de la cámara funeraria y parte de la estructura sin la
cubierta (Fig. 5).
El único punto que causó ciertas dudas llegados a este punto fue
la propia delineación de la cámara funeraria, cuyo modelado
indicaba una forma en losange o elíptica sugiriendo además la
ubicación del acceso en la parte suroeste, justo donde el anillo
basal del túmulo se estrecha y un resalte plano de la roca natural
parece formar parte de la estructura a modo de umbral.
Figura 6. Vista superior del modelo 3D de la cámara y recubrimiento
exterior.
A partir de este punto, abordamos la recreación de la cubierta de
la estructura. Para plantearla únicamente disponemos en la
realidad del arranque de la cubierta conservado en la mitad norte
del túmulo, que en algunos puntos conserva el remonte hasta la
altura de las lajas.
Figura 7. Imagen final del túmulo con la cubierta en su entorno actual.
Figura 5. Modelo renderizado con la reconstrucción de la cámara y parte del
recubrimiento exterior .
Este hipotético acceso no fue identificado en las tareas de
excavación, por lo que es una de las principales novedades en
que ha permitido avanzar el presente ensayo.
El tipo de cubierta observado consiste en la disposición de
grandes bloques con tendencia plana colocados en horizontal
(ligeramente inclinados hacia el exterior) y en seco, y
aparentemente por aproximación sugieren una continuación de
la cubierta de tipo de falsa cúpula. No parece probable otro tipo
de cubierta a tenor de los restos conservados y de los tipos de
cubierta documentados en las áreas megalíticas clásicas.
Otra de las cuestiones que ha ido aportando el modelado de la
estructura es que nos ha permitido ajustar la percepción sobre la
forma en planta de la estructura, mucho más cuadrangular de lo
que en principio se documentó, tal y como se observa en la
figura 6. Esta forma no es tan claramente visible a partir del
muro basal conservado.
Así pues, sobre la hipótesis de este tipo de cubierta (y sin
descartar totalmente otro tipo de soluciones), finalizamos el
modelo (Figs. 7 y 8). Lógicamente, la estructura dispondría de
algún tipo de cerramiento, sea con murete de piedra en seco, sea
con alguna o algunas losas planas, pero que se ha decidido no
incluir porque no tenemos el más mínimo indicio al respecto.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
260
Una última cuestión planteada respecto de la recreación final
consiste en la posibilidad de que el túmulo de piedra fuese en
origen cubierto por otro de tierra. Observando diferentes casos
de megalitismo bajo túmulo de tierra y atendiendo a las
características de nuestra estructura y del entorno inmediato, se
nos antoja muy poco probable y finalmente se ha descartado
esta posibilidad (siempre con las debidas reservas necesarias).
Para el renderizado de los modelos que hemos ido presentando
se ha utilizado texturas procedentes directamente de fotografías
reales del túmulo, lógicamente adaptadas según las necesidades
de cada caso.
6. Software empleado
El principal software empleado en el trabajo ha sido Blender
2.56 (beta), tanto para el modelado como para el renderizado de
los modelos.
Como es bien conocido, Blender es un programa informático de
código abierto multiplataforma. Actualmente dispone de
versiones para entorno Linux, Mac Os, Windows, Irix y Solaris.
Blender ofrece capacidades de modelado, renderizado y
animación 3D. Una de las principales desventajas del programa
es su larga curva de aprendizaje y un entorno que se ha criticado
como de poco intuitivo. A pesar de esto, la decisión de trabajar
con el software fue sopesada positivamente por nosotros
básicamente porque el ensayo que presentamos era de tipo
evaluativo, y también porque el uso de Blender no requería
inversión económica en licencias.
De esta manera, se trataba de ensayar el modelado del túmulo
como herramienta de investigación, y al mismo tiempo evaluar la
viabilidad de proyectos usando software de código abierto.
Figura 8. Vista con la recreación del interior de la cámara funeraria.
Una de las principales conclusiones que se puede extraer es que
Blender y en general este tipo de software es viable en proyectos
de bajo presupuesto o en instituciones y/o grupos de trabajo
pequeños que no pueden costear la adquisición de licencias de
los grandes programas 3D comerciales, por lo general mucho
más potentes e intuitivos.
Por otra parte, el objetivo de nuestro ensayo desde el primer
momento no fue el obtener una imagen fotorealística del
túmulo, sino más bien efectuar un trabajo de reflexión sobre el
monumento en el proceso, al tiempo que obtener una
aproximación a lo que verosímilmente pudo ser el túmulo,
aspectos ambos que a nuestro entender han sido conseguidos de
manera satisfactoria.
Junto con Blender, en el tratamiento previo de los datos y en la
creación final de las imágenes, se han usado otros paquetes Open
source ampliamente conocidos y usados, como Gimp, Inkscape o
Libreoffice, de manera que en la totalidad del proyecto se ha
trabajado con este tipo de programas.
5. Valoración final y conclusiones
El ensayo que acabamos de presentar pretendía abordar una hipótesis de reconstrucción virtual del túmulo del Mortórum para
aproximarnos a las características que tuvo el sepulcro en origen, dado su estado de conservación tan deficiente.
El proceso de modelado ha partido lógicamente del estado actual, y a partir de las características de éste se ha conseguido reflexionar y
recrear las diversas partes hasta obtener un resultado que, a modo de hipótesis, resulta perfectamente válido.
Una de las principales conclusiones que se extraen del ensayo es que, más allá de la imagen resultante y de su fidelidad, el proceso de
trabajo ha permitido reflexionar sobre cuestiones que en un estudio arqueológico convencional no se suelen plantear, aportando valiosa
información para el conocimiento de la estructura.
Finalmente, la valoración al respecto del software empleado de tipo de código abierto ha sido muy positiva, especialmente para este tipo
de proyectos modestos, mostrándose en general perfectamente viables.
Bibliografía
AGUILELLA, G.; MIRALLES, J. L.; ARQUER, N.; (2004-2005): “Tossal del Mortorum (Cabanes, Castellón): un posible asentamiento minero con
materiales fenicios de los siglos VII-VI aC.”. Quaderns de Prehistòria i Arqueologia de Castelló, 24, pp. 111-150, SIAP. Diputació. Castelló.
AGUILELLA, G.; AGUSTI, B.; GÓMEZ, R.; ARQUER, N.; LUJÁN, J.; (2009): “Un túmul funerari de l'edat del bronze al Tossal del Mortórum
(Cabanes, Plana Alta, Castelló)”. Quaderns de Prehistòria i Arqueologia de Castelló, 27, pp. 29-40. SIAP. Diputació. Castelló.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
261
Anastilosis Virtual con Blender:
Las Termas del Yacimiento Villa Romana De L’albir
(L’alfàs Del Pì, Alicante)
Laia Fabregat Bolufer1, Daniel Tejerina Antón1, Jaime Molina Vidal2, Carolina Frías2
Atrium Cultural Heritage Services. España.
Departamento de Prehistoria, Historia Antigua y Arqueología. Universidad de Alicante. España
1
2
Resumen
Como parte del proceso de musealización del yacimiento “Villa Romana de l’Albir” (l’Alfàs del Pi, Alicante), se ha realizado una reconstrucción digital del
conjunto termal de la villa. La aplicación elegida para crear el modelo virtual es el software de código abierto Blender, potente conjunto de herramientas que
permite desarrollar todas las fases que intervienen en este tipo de proyectos (modelado, aplicación de materiales y texturas, iluminación, renderizado, animación y
edición de video). En esta comunicación mostramos los resultados de la reconstrucción del conjunto termal y describimos algunas fases del flujo de trabajo específico
de Blender para reconstrucciones virtuales de yacimientos arqueológicos.
Palabras Clave: PATRIMONIO CULTURAL, ARQUEOLOGÍA, RECONSTRUCCIÓN VIRTUAL, BLENDER.
Abstract
As part of the the site musealization "Villa Romana de l'Albir (L'Alfas del Pi, Alicante), a digital reconstruction of the thermal complex of the villa has been
produced. The software chosen to create the virtual model is Blender, a powerful set of tools, able to develop all phases of design (modeling, animation, lighting,
rendering and video editing). Here we show the results of the thermal complex reconstruction and describe the specific workflow of Blender for virtual reconstruction
of archaeological sites.
Key words: CULTURAL HERITAGE, ARCHAEOLOGY, VIRTUAL RECONSTRUCTION, BLENDER.
actualizadas con herramientas nuevas o mejoradas en plazos de
tiempo relativamente cortos.
1. Introducción
Los proyectos de anastilosis digital de yacimientos
arqueológicos son cada día una práctica más frecuente dentro
del proyecto de puesta en valor de yacimientos arqueológicos.
Estamos progresando mucho en este campo y, sin embargo, se
abren continuamente nuevas perspectivas y posibilidades. En
esta comunicación nos gustaría hacer referencia a una de ellas,
la opción de emplear aplicaciones informáticas de código
abierto (open-source) para desarrollar los trabajos de
reconstrucción virtual. Mientras que existe un amplio repertorio
bibliográfico acerca del uso de otras herramientas de diseño
tridimensional para cuyo uso es necesario adquirir una licencia,
no ocurre lo mismo con aplicaciones gratuitas y de código
abierto.
Blender, una potente suite de diseño y animación 3D, se
posiciona como herramienta clave para el desarrollo de este tipo
de tareas, con algunas ventajas sobre sus más directos
competidores, las plataformas comerciales.
La principal ventaja es que Blender es un software desarrollado
en código abierto y gratuito, lo que permite que cualquier
usuario pueda, no sólo descargar la aplicación sin necesidad de
adquirir una licencia, sino también acceder al código fuente,
descargarlo y modificarlo o mejorarlo. Esto facilita que el
programa esté en continua evolución, ofreciendo versiones
El principal inconveniente de Blender es su interfaz,
tradicionalmente considerada por los usuarios noveles como
hostil, dura y compleja, principalmente porque carece de iconos
fácilmente identificables. Sin embargo, lo que en principio
puede resultar una dificultad, en realidad termina resultando
útil, por el hecho de que es una interfaz que podemos modificar
en base a nuestras necesidades, creando entornos de trabajo que
se adapten específicamente al tipo de proyecto que estamos
llevando a cabo.
2. Descripción de las fases de trabajo
2.1. Levantamiento planimétrico
La primera fase se ha centrado en el trabajo de campo: toma de
datos, mediciones y documentación fotográfica. A partir de esta
información y del estudio de paralelos, se han elaborado
diversas hipótesis de reconstrucción. Al final de esta etapa se ha
seleccionado uno de los modelos propuestos, atendiendo a
criterios estrictamente arquitectónicos. Hemos basado cada una
de nuestras decisiones en el análisis realizado por parte de
diferentes colegas especialistas: arqueólogos y arquitectos.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
262
Recordemos que esto no impide, en ningún caso, que nuestra
hipótesis pueda ser contrastada por otros especialistas. Es
incorrecto (además de poco prudente) pretender ser infalible en
este tipo de proyectos.
2.2. Blender
Para proceder a la creación de un modelo 3D en Blender,
hemos partido de la documentación planimétrica, generada
previamente en Autocad. Esta documentación consiste en las
plantas de los distintos niveles (nivel 0 del hypocaustum, nivel 1
de los usuarios y cubierta), alzados exteriores y secciones
longitudinales y transversales. Algunos de estos planos se
muestran en la Figura 1.
2.2.1. Importación del archivo dxf
El primer problema que hemos encontrado es la
dificultad de importación de archivos dxf en Blender. El
formato dxf (Drawing Exchange Format) es,
seguramente, el formato de exportación más extendido
de archivos generados en programas cad. La versión
estable más reciente de Blender (2.57 en Abril de 2011)
no incorpora un módulo específico de importación de
archivos dxf.
Por ello, para realizar esta tarea (a la espera de que se
implemente dicho módulo de importación), hemos
acudido a la versión estable inmediatamente anterior (v.
2.49), que sí permite realizar la importación de este tipo
de ficheros. Una vez guardado el archivo en el formato
propio de Blender (.blend), ya podemos trabajar con él
en la versión más reciente.
secciones y colocar cada planta en su altura
correspondiente (hypocaustum, nivel de uso y cubierta).
A continuación, hemos procedido a crear los volúmenes
fundamentales (muros, forjados, vigas...etc.) a partir de
operaciones de extrusión. El resto de la geometría ha
sido realizada utilizando modelado de malla y
superficies paramétricas.
Finalizado el proceso de creación del modelo
tridimensional, nos hemos centrado en definir un tipo
de acabado específico para la arquitectura recién creada.
En este punto del proceso de trabajo, nuestra
preocupación principal residía en las aristas y los planos.
Hemos decidido aplicar cierto nivel de irregularidades
en ambos elementos para aportar un mayor realismo a
la escena. No olvidemos que este yacimiento se
encuentra enclavado en un ámbito rural y el tipo de
arquitectura corresponde a una escala doméstica. Por
ello hemos creído conveniente suavizar la apariencia.
Para la realización de este tipo de acabados Blender
dispone de varios modos de edición. En este caso
hemos empleado el modo de esculpido digital (digital
sculpt edit mode). Dentro de este modo de edición que está también presente en otras aplicaciones de
diseño 3D- nos hemos servido de la amplia gama de
efectos disponibles para conseguir “esculpir” la
geometría hasta obtener el resultado deseado. Durante
esta fase hemos empleado una tableta digitalizadora,
que permite una mayor precisión en la ejecución de los
trazos con respecto al clásico mouse.
En todos los casos se ha tratado de modificaciones
sutiles, diseñadas para no ser percibidas desde una cierta
distancia, pero en grado de proporcionar, en su
conjunto, una mayor sensación de realismo.
A continuación, el siguiente paso ha consistido en
aplicar materiales y texturas a cada uno de los
elementos. El aspecto exterior se ha conseguido
mediante la aplicación de dos tipos de texturas
combinadas: mapas de bits y procedurales. Las primeras
(fotografías de alta resolución) se han aplicado a la
geometría mediante un mapeado UV. A través de esta
herramienta podemos definir la posición, escala y
rotación de cada textura en relación a la geometría con
la que estamos trabajando. El segundo tipo, las texturas
procedurales, se generan matemáticamente y con ellas
se pueden obtener diversos efectos.
Con la aplicacion de texturas combinadas (fotografías
de alta resolución y texturas procedurales) hemos
conseguido, al mismo tiempo, potenciar notablemente
el efecto obtenido durante la fase de esculpido digital.
2.2.3. Renderizado de las escenas
Figura 1. Levantamiento planimétrico (2D) con la herramienta de
AutoCad
2.2.2. Creación del modelo 3D
Una vez importados los planos en Blender, la primera
operación ha consistido en abatir los alzados y
La fase de renderizado o representación es clave en el
proceso de anastilosis digital. Si partimos de una
estrategia de iluminación adecuada, de unas
características ambientales correctas y de unos
parámetros de renderizado apropiados, podemos
conseguir resultados de gran calidad y -en el caso de que
sea nuestro objetivo- realismo.
En cuanto a la iluminación, después de ensayar con
diferentes tipos de iluminación, hemos decidido
emplear una luz solar simulada. Teniendo en cuenta el
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
263
emplazamiento del conjunto termal, hemos escogido
una época específica del año, de modo que las
condiciones de soleamiento se aproximen a las reales.
El hecho de que en las perspectivas finales exteriores
no aparezca el entorno inmediato de las termas, ni
tampoco personas o vegetación, responde a la intención
de centrar la atención del espectador en la imagen del
elemento arquitectónico propiamente dicho.
Por lo que respecta a la fase de renderizado, Blender
posee un motor de render interno que emplea la
capacidad de la CPU (Unidad Central de
Procesamiento) para renderizar. Este motor, al
contrario de lo que ocurre con muchas otras
herramientas de Blender, no es capaz de competir con
otros motores. Este es uno de sus puntos más
vulnerables. Actualmente, de hecho, se está trabajando
en la implementación de un nuevo motor de render,
denominado Cycles que ofrece la posibilidad de trabajar
indistintamente con la GPU (Unidad de Procesamiento
Gráfico) o con la CPU. Su implementación final dentro
de Blender conllevará sin duda un salto cualitativo muy
importante.
Desgraciadamente, Cycles se encuentra aún en fase de
desarrollo. De modo que, por el momento, tenemos la
posibilidad de trabajar con el motor de render interno
de Blender o bien acudir a motores externos. En este
segundo caso la oferta es variada. Si deseamos seguir
trabajando con software gratuito y de código abierto, la
aplicación con más posibilidades es LuxRender. Por lo
que respecta a las plataformas comerciales, en nuestra
opinión Octane (Refractive Software) se posiciona
como mejor elección en relación calidad/precio, siendo
capaz de ofrecer renderizados de altas prestaciones (es
pionera en cuanto a la utilización de la GPU en el
proceso de renderizado) con un coste de licencia de
99€.
importación de archivos con la planimetría base en formato
dwg, hasta el modelado y la aplicación de materiales y texturas,
al mismo tiempo que nos ofrece la posibilidad de obtener
renders (representaciones) de alta calidad (por medio, como ya
hemos visto, de su motor interno o empleando aplicaciones
externas).
Su uso está aún poco extendido y, de hecho, es poco conocido
por arqueólogos y arquitectos que emplean habitualmente otras
herramientas de diseño 3D más populares para realizar trabajos
de reconstrucción virtual.
Figura 2. Abatimiento de planos dxf y extrusión de elementos.
Por otro lado, renderizar este tipo de proyectos, que
normalmente buscan ofrecer un aspecto fotorrealista,
genera un gran volumen de cálculo, lo que se traduce en
un gran número de horas (días e incluso semanas) de
renderizado. Las tres opciones más habituales para
minimizar los tiempos son:
1. Emplear varios equipos para realizar el proceso de
renderizado en red.
2. Utilizar los ya mencionados motores de render que emplean,
o bien la GPU, o bien GPU + CPU para el trabajo de
renderizado. Con esta tecnología la velocidad de cálculo se
incrementa notablemente.
3. Acudir a Granjas de Render (Render Farms), empresas
específicas dotadas de equipos capaces de renderizar grandes
volúmenes de datos en cortos espacios de tiempo. Es necesario
tener en cuenta que, si optamos por esta solución, el coste del
proyecto se incrementará sensiblemente.
3. Conclusiones
Blender es un conjunto de herramientas gratuito y desarrollado
en código abierto que nos permite llevar a cabo todas las fases
presentes en un proyecto de anastilosis digital, desde la
Figura 3. Tratamiento de aristas y planos con la herramienta de esculpido
digital.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
264
Creemos que, sin embargo, puede ser una herramienta clave en
el flujo de trabajo de proyectos de anastilosis virtual. Por el
hecho de que se pueda descargar gratuitamente, por su modelo
de desarrollo en código abierto - que facilita constantes
modificaciones y mejoras por parte de desarrolladores
anónimos- y por su potencia y versatilidad en cuanto a todas las
tareas relacionadas con la creación de modelos 3D, incluido un
motor de juegos (game engine) que nos permitirá visualizar los
escenarios y elementos que hayamos desarrollado previamente,
e interactuar con ellos.
Por otro lado, siempre es necesario recordar que no es posible
desarrollar una reconstrucción virtual con la certeza de que los
elementos restaurados digitalmente son idénticos a los
originales. Esto queda fuera de nuestro alcance.
Partiendo de esta base, sí que es exigible que este tipo de
intervenciones esté precedida de las correspondientes fases de
recopilación y estudio de paralelos que nos permitan, desde
equipos integrados por diferentes especialistas, plantear
hipótesis de reconstrucción razonables, contrastadas. Los
debates que se generen posteriormente en torno al modelo
tridimensional creado no son diferentes a los que se han venido
produciendo hasta ahora cuando se empleaban métodos y
técnicas de levantamiento clásicos. Responden a una realidad
que todos conocemos bien: diferentes especialistas que
defienden diferentes posturas. Y no esperamos que eso vaya a
cambiar por el hecho de introducir una tercera dimensión.
4. Bibliografía
Página principal de Blender: www.blender.org
Página de descarga de las versiones más recientes de Blender:
www.graphicall.org
Página oficial del motor de render Octane:
www.refractivesoftware.com
Página oficial del motor de render LuxRender: www.luxrender.net
LITSTER, Collin (2011): Blender 2.5. Materials and textures
cookbook. Packt Publishing
W. POWELL, Aaron (2010): Blender 2.5. Lighting and rendering.
Packt Publishing
BRITO, Allan (2009): Blender 3D 2.49. Architecture Buildings, and
Scenering. Packt Publishing
Figura 4. Tratamiento de la imagen para conseguir un aspecto natural y
real.
Figura 5. Perspectiva final del modelo.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
265
MODELO 3D DE UN FRAGMENTO DE LA ANASTILOSIS DE LA SCAENAE FRONS DEL TEATRO ROMANO DE ITÁLICA.
ITÁLICA. ESPAÑA.
MESA COMUNICACIONES_4 / TABLE OF COMMUNICATIONS_4
METODOLOGÍAS Y HERRAMIENTAS
DE RECONSTRUCCIÓN VIRTUAL. INNOVACIÓN /
METHODOLOGIES AND TOOLS FOR VIRTUAL RECONSTRUCTION. INNOVATION
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
266
Exploración en tiempo real de la reconstrucción virtual de los
instrumentos del Pórtico de la Gloria
Roi Méndez, Antonio Otero, Samuel Jarque, Julián Flores
Instituto de Investigaciones Tecnológicas. Universidad de Santiago de Compostela. España
Resumen
En este artículo se presenta el desarrollo de un sistema para la visualización interactiva de la reconstrucción virtual de los instrumentos del Pórtico de la Gloria.
Se explica el proceso seguido para la creación de un conjunto de hardware y software específicos y centrados en el usuario que, a través de una interfaz tangible,
permiten la interacción con reproducciones 3D altamente realistas de los instrumentos del Pórtico.
El sistema, utilizando técnicas de visión por computador para controlar la interacción persona-ordenador, permite a un usuario interactuar con modelos 3D de una
forma intuitiva y sencilla. De este modo se consigue hacer accesibles estos modelos a usuarios no expertos haciendo del sistema una opción ideal para su exposición
en museos.
Palabras Clave: IPO, TIEMPO REAL, PÓRTICO DE LA GLORIA
Abstract
This article presents the development of a system to perform the interactive visualization of the virtual reconstruction of the instruments of the Portico de la Gloria.
We describe the process followed for creating a specific set of hardware and software centered on the user that, through a tangible interface, allows interaction with
highly realistic 3D views of the instruments of the Portico.
The system, using computer vision techniques to control human-computer interaction, allows a user to interact with 3D models in an intuitive and easy way. This
will make these models accessible to non-experts, making the system an ideal choice for its exhibition in museums.
Key words: HCI, REAL TIME, PÓRTICO DE LA GLORIA
1. Introducción
En el interior de la Catedral de Santiago de Compostela se
encuentra una de las piezas maestras de románico, el Pórtico de
la Gloria. El monumento consta de tres arcos. En el izquierdo se
representan las escrituras del viejo testamento, con los justos
esperando la llegada del salvador. En el arco derecho se muestra
el infierno y en el central aparece representada la gloria, con
Cristo en el centro. En torno al tímpano del arco central se
sitúan 24 ancianos afinando instrumentos musicales, una imagen
descrita en el Libro del Apocalipsis. El conjunto era,
originalmente, policromo, pero con el paso de los siglos ha
sufrido los efectos del tiempo la humedad y diversas
restauraciones que modificaron su color original y su aspecto.
Figura 5. (1) Reconstrucción del pórtico de la gloria. (2) Detalle de uno de los músicos.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
267
Con el fin de la conservación, estudio y exposición del Pórtico,
la Fundación Pedro Barrié de la Maza promueve la
reconstrucción virtual del mismo, enmarcada dentro del
Programa Catedral de Santiago de Compostela. Esta
reconstrucción consta de dos subproyectos orientados a la
creación de herramientas que permitan acercar el monumento y
sus características al público. Estos incluyen una reconstrucción
virtual del conjunto escultórico al completo (Figura 1.1) con el
fin de realizar visitas virtuales al mismo y un estudio y
reconstrucción detallados de los instrumentos que portan los
músicos del arco central. Este artículo presenta el sistema
interactivo desarrollado para la exposición de las
reconstrucciones de los instrumentos.
Al situarse el tímpano del Pórtico de la Gloria a seis metros de
altura (alrededor de 9.5 en su punto más alto), es imposible
distinguir, observándolo desde el suelo, los pequeños detalles
que caracterizan cada una de las figuras del arco y reconocer el
instrumento que cada anciano está afinando (Figura 1.2). Estos
detalles si se podían observar en las reproducciones de los
instrumentos realizadas por (LÓPEZ, 1994) y expuestas en el
museo de la Cripta del Pórtico de la Gloria. No obstante, al igual
que muchas piezas de museo (como cerámicas, esculturas, etc.)
los instrumentos musicales requieren unos criterios específicos
para su protección y mantenimiento por los que los visitantes se
veían obligados a observarlos en el interior de una vitrina,
eliminando, de este modo, todo tipo de interacción con la pieza
(CHUN-RONG, 2005).
Para hacer los instrumentos del Pórtio de la Gloria más
accesibles, se planteó la necesidad de desarrollar un sistema
virtual interactivo, tangible y fotorrealista, introduciendo
modelos 3D de los instrumentos (GOODALL, 2004), de forma
que los visitantes pudiesen disponer de una forma de observar,
interactuar y escuchar el sonido de los instrumentos
reconstruidos. Este sistema debía estar centrado en la
accesibilidad para usuarios no expertos, ya que estaba destinado
a su exposición pública. La reconstrucción de los instrumentos
fue realizada a partir de los planos originales y de fotografías
tomadas de la reconstrucción realizada por (LÓPEZ, 1994).
2. Descripción del sistema
Para el desarrollo del sistema se ha creado un conjunto de
hardware y software que simplifique la interacción entre el
usuario y el ordenador, reduciendo, de esta forma, la curva de
aprendizaje del usuario, siendo este capaz de interactuar con el
sistema sin problemas al poco tiempo de entrar en contacto con
el sistema
Con este objetivo se planteó la hipótesis de que la forma más
natural de manejar un instrumento es coger un objeto real con
las manos e interactuar con él como si realmente se estuviese
manipulando la pieza real. Se optó entonces por que el sistema
tuviese una interfaz tangible que el usuario podría manejar
libremente y que esta sería la única forma de interacción entre el
usuario y el sistema.
Tras estudiar diversas opciones (la utilización del Wiimote, un
cubo con marcadores en sus caras), etc.) decidimos utilizar la
visión por computador para construir esta interfaz tangible. Una
cámara capturaría imágenes de este componente manipulable,
que dispondría de un solo marcador situado en su parte inferior
para simplificar el tracking. Se debería construir la aplicación de
forma que el usuario fuese capaz de operar con el sistema
utilizando únicamente la posición y orientación de ese marcador
en cada momento.
Se decidió usar un disco como interfaz tangible por la forma
semicircular del arco en el que se sitúan los ancianos del
apocalipsis. La similitud de formas nos permite situar el objeto
en el interior del arco, simplificando de esta forma la selección
del anciano que se desea ver. El disco dispone de una flecha que,
apuntando a una cierta posición del arco, permite al usuario
seleccionar uno de los ancianos.
Diseñamos un puesto de información compuesto por un mueble
que contiene todo el hardware necesario para un funcionamiento
adecuado del sistema: Un PC, una pantalla full HD de 21
pulgadas, una webcam, el disco con marcador y unos cascos para
escuchar las explicaciones sobre los instrumentos y su sonido
(figura 2.1)
Figura 6. Montaje final del hardware del sistema.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
268
En la parte superior del mueble hay una imagen del arco central
del Pórtico de la Gloria con la representación de los músicos en
torno a un agujero biselado (figura 2.2) sobre el que descansa el
disco. El disco cuenta con un patrón en la parte inferior (figura
2.4) y una flecha y logos del museo en la parte superior (figura
2.3). Este disco va unido al mueble mediante un cable para evitar
su hurto, ya que está pensado para ser expuesto en un lugar
público. El usuario sostendrá en sus manos el interfaz tangible,
por lo que el cable debe de tener la longitud suficiente para
permitirle libertad de movimientos pero debe de ser lo
suficientemente corto como para evitar interferir en la captura de
la cámara o molestar al usuario (figura 2.5).
También se accede a este modo cuando la aplicación pasa más
de un minuto sin ser manipulada, con la finalidad de que el
usuario se encuentre con esta explicación global cuando entre en
contacto con la aplicación.
La pantalla se sitúa sobre la imagen del arco de los ancianos con
un ángulo de 30 grados para permitir una correcta visualización
de los colores de la aplicación y evitar reflejos no deseados al ser
para un usuario estándar un ángulo óptimo desde el que mirar a
la pantalla. Sobre esta se sitúan las instrucciones de uso y a su
derecha los auriculares que usará el usuario para escuchar tanto
las explicaciones del sistema como el sonido de los instrumentos
(figura 2.3).
Bajo la imagen del Pórtico de la Gloria y el disco, en el interior
del armario, se sitúa una cámara en un ángulo de 40 grados; un
ángulo de visión óptimo para seguir el patrón adherido al disco
al disponer así de un mayor ángulo de visión del exterior del
armario. Bajo la cámara se sitúan tres tubos fluorescentes
tapados por una superficie de metacrilato blanca, combinación
que genera una iluminación blanca y difusa óptima para las
aplicaciones de visión por computador (figura 2.2), ya que evita
reflejos sobre el disco o variaciones de color en el patrón en
movimiento.
3. Comportamiento del sistema
El comportamiento del sistema se ha simplificado al máximo.
Cuando el disco está sobre su soporte, en el centro del arco,
podemos navegar por él simplemente apuntando al músico que
se desea visualizar (el instrumento que queremos seleccionar)
con la flecha sobre el disco. Entonces la aplicación moverá la
cámara hasta un primer plano del músico seleccionado (figura
3.1).
Tras seleccionar el músico, se puede acceder al instrumento que
está afinando al levantar el disco de su soporte. Tas cogerlo, la
aplicación desplaza la cámara a una posición de visión global del
arco, el instrumento reconstruido aparece en primer plano
(figura 3.2) y la explicación del instrumento correspondiente, así
como su sonido, comienzan a sonar. Una vez en este estado,
podemos manipular la reconstrucción virtual moviendo el disco
libremente. Cuando el usuario rota el disco y varía su posición el
instrumento se comportará de la misma manera, rotando y
haciendo zoom consistentemente.
Para seleccionar un instrumento diferente el usuario debe
colocar de nuevo el disco en su posición de reposo con la flecha
apuntando en al músico deseado. Al bajar el disco la
reconstrucción del instrumento y el sonido desaparecen y la
cámara vuelve al primer plano de la figura pétrea apuntada.
La aplicación dispone también de un modo de inicio en el que el
usuario escucha una explicación del Pórtico de la Gloria como
conjunto. Para entrar en este modo el usuario debe de situar el
disco sobre el soporte apuntando al logo de Inicio/Start, que
mueve la cámara a una vista general del arco de los ancianos
mientras comienza la explicación anteriormente nombrada.
Figura 7. Capturas de la aplicación funcionando.
4. Arquitectura software
La aplicación final está formada por dos módulos que se
comunican mediante sockets. El primero utiliza la visión por
computador para obtener la rotación y traslaciones de la interfaz
tangible a través del espacio y la segunda permite mostrar por
pantalla la información sobre el Pórtico y los instrumentos. Para
lo primero utilizamos ARToolkit, una librería que nos permite
detectar determinados patrones dentro de una imagen. A partir
de la orientación de la imagen situada en el interior de patrón y
sus cuatro esquinas (figura 2.4), ARToolkit es capaz de calcular
las rotaciones y translaciones que relacionan el sistema de
coordenadas de la cámara con el del patrón, almacenando esta
información en la matriz de homografía, en tiempo real, por lo
que, teniendo una webcam y analizando las imágenes que
captura, ARToolkit es capaz de seguir un patrón a través del
espacio al tiempo que este se desplaza. En este sistema, el patrón
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
269
que queremos seguir es el que está adherido al disco que controla
el usuario (figura 2.4).
Una vez que el patrón ha sido detectado y la matriz de
homografía ha sido calculada, la aplicación empaqueta la
información de rotaciones y traslaciones del objeto en un tipo de
dato que pueda ser interpretado por la otra aplicación y lo envía
a través de la conexión previamente establecida.
llevar a cabo estas tareas se ha utilizado Ogre Graphics Engine
para el renderizado y OpenAL para el sonido. Este módulo
gestiona la interacción del usuario con la máquina a partir de los
datos recibidos del módulo de visión por computador.
La principal ventaja de tener dos aplicaciones es que si el patrón
es perdido por la cámara en algún momento no afectará a la
imagen mostrada ya que el módulo de visión por computador no
envía información, y por tanto las posiciones y rotaciones en el
módulo de renderizado no son actualizadas, pero el framerate se
mantendrá. Se consigue por lo tanto una independencia en los
framerates de ambas aplicaciones, lo que hace que aunque la
cámara capture a 25 frames por segundo (y por tanto envíe
información 25 veces por segundo) la aplicación de render
mantendrá constantemente el frame rate máximo que le permita
la tarjeta gráfica, teniendo en cuenta el número de polígonos que
maneja y los cálculos realizados por frame, manteniendo de esta
forma constantemente el tiempo real en la visualización. En el
caso de este sistema obtenemos 130 frames por segundo con
una nvidia GTS 250.
5. Conclusiones
En este proyecto se ha implementado un sistema para la
visualización y manipulación de los instrumentos del Pórtico de
la Gloria diseñando un hardware y una arquitectura software
específicos. El sistema permite la visualización de la
reconstrucción texturizada del arco en el que están representados
los ancianos del Apocalipsis así como la visualización y
manipulación de la reconstrucción virtual de los instrumentos
que están afinando.
Se han utilizado técnicas de visión por computador para dotar al
sistema de la máxima accesibilidad para usuarios no expertos, de
forma que un usuario sin conocimientos de informática pueda
acercarse a un puesto de información y manipular el sistema
fácilmente al cabo de unos minutos. Al utilizar una cámara para
detectar el patrón el usuario puede manejar el disco de la misma
forma que lo haría si tuviese el instrumento real en sus manos,
estableciendo, de esta forma, una interfaz natural e intuitiva entre
el usuario y la información mostrada.
Figura 8. Reconstrucción de los 18 instrumentos del pórtico y su localización
en el arco
El segundo módulo muestra la reconstrucción del arco en el que
se encuentran los ancianos y los instrumentos, encargándose
también de la gestión de la lógica del programa y el sonido. Para
Los 18 instrumentos que aparecen representados en el Pórtico
de la Gloria han sido reconstruidos siguiendo el trabajo de
(LOPEZ, 1994). Los 24 ancianos del Apocalipsis han sido
texturizados en base al actual estado de conservación de la
policromía del pórtico a partir de fotografías del mismo.
Desde su instalación en julio de 2010, el sistema ha tenido un
gran número de visitas resultando en un alto grado de
satisfacción de los usuarios con la exposición.
Agradecimientos
A la Fundación Pedro Barrié de la Maza por haber hecho posible el desarrollo de este proyecto.
Al equipo artístico formado por Vanesa Sobradelo, Eduardo Mayo, Roberto Noya y Roberto Cacabelos por la reconstrucción de los
instrumentos realizada.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
270
Bibliografía
Programa Catedral de Santiago de Compostela (2010). Fundación Pedró Barrié de la Maza. www.programacatedral.com.
GOODALL S., LEWIS P. H., MARTINEZ K., SINCLAIR P. A. S., GIORGINI F., ADDIS M.
J., BONIFACE M. J., LAHANIER C., STEVENSON J. (2004): “SCULPTEUR: Multimedia Retrieval for Museums”. Proc. of the
International Conference Image and Video Retrieval CIVR, pp. 638-646
CHUN-RONG H., CHU-SONG C., PAU-CHOO C. (2005): “Tangible Photorealistic Virtual Museum”. IEE Computer Graphics and
Applications, vol. 25, pp. 15–17
LOPEZ CALO J. ( 1994 ), “Los instrumentos del pórtico de la Gloria. Su reconstrucción y la música de su tiempo”. 2 vols. Fundación Barrié de la Maza.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
271
Analisi spaziale in archeologia dei paesaggi: il progetto
N.D.S.S. (Northern Daunian Subappennino Survey)
Felice Stoico, Luca d'Altilia
Università degli Studi di Foggia, DISCUM Dipartimento di Scienze Umane. Foggia. Italia.
Resumen
El proyecto Northern Daunian Subappennino Survey, realizado en el ámbito de la investigación científica relacionada al Doctorado de investigación en
"Arqueología y didáctica de Bienes Culturales", tiene la intención de presentar un estudio metodológico de los castillos para reconstruir el paisaje medieval a través
del conocimiento y de la interpretación de los asentamientos. Partiendo de los resultados acabados en las investigaciones pasadas y de las muchas ideas que el
análisis de los paisajes medievales realizado por la Universidad de Foggia ofrece, el proyecto ha sido estructurado como un análisis global, con el intento de redefinir
todos los aspectos implicados en el proceso de la documentación arqueologíca y de la excavación, con la ayuda de la arquelogía informática, poniendo el acento en el
uso del software libre y de código abierto.
Palabras Clave: N.D.S.S., ANÁLISIS ESPACIAL, PAISAJE, CÓDIGO ABIERTO
Abstract
The Northern Daunian Subappennino Survey project, realised within the scientific research related to the PhD (Dottorato di ricerca) in "Archaeology and
didactics of cultural heritage", proposes a methodological study of castles, aimed to rebuild the medieval landscape through the knowledge and interpretation of
settlements. Starting from the results gained in the past researches and from many ideas offered by the analysis of medieval landscapes conducted by the University of
Foggia, the project has been designed with a "global-type" analysis in mind, trying to redefine completely all the aspects involved in the archaeological documentation
process and field-work, with the aid of archaeological computing, focusing on the use of free and open source software.
Key Words: N.D.S.S. , SPATIAL ANALYSIS, LANDSCAPE, OPEN SOURCE
1. Introduzione
Il progetto di ricerca Northern Daunian Subappennino Survey
(N.D.S.S.), in corso nell’ambito del dottorato di ricerca in
Archeologia e Didattica dei Beni Culturali dell’Università degli
Studi di Foggia (DISCUM, Dipartimento di Scienze Umane), ha
l’obiettivo di fornire un contributo al tema dell’incastellamento.
L’analisi delle dinamiche d’incastellamento, all’interno del
paesaggio medievale, costituisce un percorso metodologico per
lo studio dell’occupazione sociale dello spazio (WICKHAM, 1998:
153-170). L’interazione tra i suddetti processi sociali e l’ambiente
rappresenta uno dei temi di maggiore interesse nel quadro
generale della storia dell’insediamento medievale (FRANCOVICH,
2000: 7-24; MACCHI, 2001: 61-83). Quest’aspetto dell’analisi del
fenomeno dell’incastellamento, attraverso l’indagine sulle
fortificazioni degl’insediamenti d’altura, viene posto in risalto nel
presente lavoro, volto ad applicare la metodologia propria delle
analisi spaziali. La necessità di comprendere il perché del variare
di funzioni, dimensione, rilevanza economica di un sito e di un
territorio (BROGIOLO, 1995), è alla base dell’impostazione di
questo progetto di ricerca. Inoltre, come in ogni approccio di
tipo scientifico, è stata prevista la gestione di dati sempre
quantificabili e comparabili in modo diretto con altre indagini sui
modelli insediativi medievali. Tale progetto ha previsto, quindi,
uno studio analitico delle tipologie insediative, dei luoghi fisici in
cui la popolazione si distribuiva, delle strutture organizzative,
delle forme di aggregazione e concentrazione del popolamento.
Partendo dai risultati ottenuti nel corso delle ricerche pregresse e
grazie ai numerosi e diversi spunti offerti dall’analisi applicata ai
paesaggi medievali, negli ultimi anni, dall’Università degli studi di
Foggia, si è ritenuto opportuno orientare il progetto di ricerca
verso un’analisi di tipo globale (VOLPE, 2008: 447-462; FAVIA,
2008: 343-364) . Di conseguenza, il progetto di ricerca è stato
supportato dalle più moderne metodologie di intervento nel
settore dell’informatica applicata all’archeologia, attraverso un
approccio diverso, rivolto all’analisi eterogenea di tutti gli aspetti
propri del processo di documentazione archeologica, nell’ambito
di una corretta attività di indagine sul terreno. L’ambito
geografico in cui è tuttora in corso l’indagine è il comprensorio
del Subappennino Dauno Settentrionale, situato in Italia
meridionale, nella Puglia settentrionale, in provincia di Foggia.
L’indagine sul campo fa riferimento ai comprensori delle tre valli
fluviali che costituiscono l’area in esame: l’alta e media valle del
fiume Fortore, l’alta valle del Triolo, l’alta valle del Salsola, l’alta
valle del Vulgàno. L’analisi spaziale inter-site (inter-site analysis,
HODDER - ORTON, 1976) all’interno dei bacini fluviali, mira alla
ricostruzione dei processi di trasformazione dei paesaggi agrari,
allo studio della storia dell'insediamento umano in rapporto
all'ambiente e alle sue risorse nel medioevo. In questo senso,
fondamentale, è risultata la scelta di assumere come ambiti di
indagine dei contesti ampi, atti ad individuare e a comprendere
fenomeni storici di ampia portata e geograficamente definiti. La
scelta di comprensori spaziali ben determinati appare, del resto,
in pieno accordo anche con quell'esigenza di pianificazione
dell'indagine archeologica da più parti auspicata e nel nostro caso
voluta anche dalle amministrazioni del territorio, quali i comuni,
che in tempi recenti si stanno facendo promotori della tutela e
valorizzazione del territorio finalizzata alla pianificazione
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
272
paesaggistica (VOLPE, 2007: 20-32). Dalla macro-scala,
rappresentata quindi dall’analisi inter-site sul paesaggio medievale,
si arriva alla micro-scala, rappresentata dall’analisi intra-site sullo
scavo archeologico. L’analisi spaziale intra-site (intra-site analysis,
HODDER - ORTON, 1976) ha permesso inoltre di replicare, nel
contesto dello scavo archeologico di Montecorvino (Volturino,
Foggia, Italia), le stesse procedure metodologiche applicate su
larga scala, permettendo al progetto di usufruire di una base dati
fondata sull’interdisciplinarietà tra i diversi settori
dell’archeologia
(Remote
Sensing,
Geoarcheologia,
Archeobotanica, Archeozoologia, Archeoantropologia).
2. I software F.O.S.S. (Free and Open Source
Software) come strumenti della ricerca
Sin dal principio è stato adottato il “modello open source”, nato in
campo informatico, ma applicabile perfettamente, con ottimi
risultati, alla ricerca archeologica ed ai suoi obiettivi (PESCARIN,
2006 :137-155). Di fatto, esso garantisce all’archeologo l'utilizzo
di applicativi avanzati, abbattendone i costi, con ritmi di crescita
e di aggiornamento competitivi rispetto a quelli del software
commerciale proprietario, e con la possibilità concreta di
intervenire, direttamente o indirettamente, nel processo di
sviluppo, di personalizzazione o di rielaborazione del software.
L’utilizzo di formati “aperti” è naturalmente fondamentale in
questo senso, dunque, “quanto più si farà uso di formati di scambio
aperti, tanto più i gruppi di lavoro saranno liberi di utilizzare i programmi,
commerciali o open, che più si adattano alle proprie esigenze, e progetti e dati
potranno “migrare” più semplicemente da un sistema ad un altro”
(PESCARIN, 2006: 144). Il principio partecipativo che si pone alla
base di questo modello è facilmente identificabile con il lavoro
interdisciplinare proprio di un progetto di ricerca, in un’ottica di
continuo sviluppo e aggiornamento del progetto stesso. Il
progetto N.D.S.S. ha come fine primario l’applicazione del
“modello open source” in attività di laboratorio di gestione dati, in
modo da permettere all’archeologo, tramite il superamento del
problema delle licenze software, una più flessibile gestione del
lavoro. Nello specifico, un progetto di analisi e ricostruzione di
un paesaggio archeologico, per il quale è richiesta una
suddivisione del lavoro in fasi e il coinvolgimento di diverse
professionalità, si presta ad un approccio open-source tramite la
costituzione di gruppi di lavoro in grado di partecipare in tempo
reale alla stesura del progetto, costituendo così una rete di
ricerca. Diventa in questo modo più semplice la gestione dei dati
che, una volta inseriti in un database caricato su di un server,
possono essere visualizzati e modificati dagli stessi gruppi di
lavoro. Questo “patrimonio” di dati risulterà poi prezioso al fine
della ricostruzione del paesaggio archeologico (PESCARIN, 2006
:137-155). L’analisi spaziale finalizzata alla ricostruzione del
paesaggio, sia alla macro-scala dell’analisi inter-site e sia alla microscala dell’analisi intra-site, si è avvalsa dell’utilizzo di software GIS.
In particolare la gestione dati è avvenuta attraverso l’utilizzo
combinato dei software F.O.S.S. QuantumGIS (ver. 1.6) e
GRASS (ver. 6.4.). Il software QuantumGIS è risultato
preferibile come visualizzatore di dati raster e vettoriali, nella
fase di registrazione sotto forma di layer e nella fase di
produzione delle piante di fase relative. Per la conduzione,
invece, di analisi complesse, difficilmente attuabili con il
suddetto software, ci si è avvalsi del software GRASS, ove
possibile tramite appositi moduli all’interno dell’interfaccia stessa
di QuantumGIS, oppure utilizzando la stessa applicazione in
modalità stand-alone.
3. L’analisi spaziale inter-site e la gestione
informatica del dato archeologico
All’interno del progetto di ricerca N.D.S.S., l’impiego delle
analisi spaziali nello studio delle forme d’incastellamento, si basa
sull’ipotesi che la ricostruzione, anche parziale, delle maglie di
distribuzione degli stanziamenti umani possa restituire
informazioni che non potrebbero essere recuperate dalle carte di
distribuzione “con il solo impiego della ragione e dei sensi” (MACCHI,
2001: 143-165). È con questa finalità, alla quale va aggiunta
l’eliminazione dell’immenso livello di soggettività implicito
nell’interpretazione cartografica (HODDER - ORTON, 1976), che
l’analisi spaziale venne introdotta in campo archeologico e viene
oggi applicata al presente progetto di ricerca. Per giungere alla
fase analitica, propria dell’indagine archeologica, è stata dapprima
affrontata la problematica fase della registrazione e
dell’implementazione del dato archeologico. Per la gestione del
dato, finalizzata all’analisi spaziale, è stato necessario pensare ad
un metodo di archiviazione che permettesse, in fase di analisi, di
tener conto di più variabili simultaneamente. E’ proprio per via
dell’applicazione delle tecniche multivariate nell’interpretazione
dei dati, che si è evidenziata la necessità di redigere una scheda
con relativo DBMS (DatabaseManagementSystem), che
permettesse in ambiente GIS di procedere con le diverse analisi.
La scheda di archiviazione è stata pensata per inglobare, già in
fase di registrazione, i valori di riferimento riguardanti le variabili
impiegate nel nostro modello matematico. Le variabili, o fattori,
prese in considerazione dal modello, per un approccio multicriterio
(DI ZIO, 2009: 309-329), riguardano: i caratteri ambientali (quota
sul livello del mare, distanza dal mare, distanza dai fiumi,
pendenza dei suoli, paludi e terreni inondabili, esposizione
solare) per l’analisi delle relazioni con il contesto
idrogeomorfologico ed i relativi ambiti geologici di riferimento,
ed i caratteri archeologici (posizionamento, intervisibilità, distanza
dai siti noti, distanza dai siti incerti, dati storici) per l’analisi delle
relazioni con i sistemi infrastrutturali ed insediativi, attraverso la
registrazione delle caratteristiche morfologico-paesaggistiche degli
elementi che condizionano e contraddistinguono le strutture
fortificate. L’implementazione dei dati è avvenuta attraverso la
registrazione dei caratteri ambientali ed archeologici ricavati da fonti
d’archivio, cartografia storica, cartografia tecnica vettoriale 2d e
3d, DTM (modelli digitali del terreno), ortofotogrammetria
I.G.M., fotografia aerea obliqua, ricognizioni di superficie, scavi
acheologici, prospezioni geofisiche, indagini archeoambientali.
Dopo la fase di registrazione dei dati in un geodatabase, è stato
possibile razionalizzare e gestire una enorme quantità di
informazioni, che sono risultate utili ai fini del nostro progetto di
ricerca. Il binomio QuantumGIS - GRASS ci ha permesso di
creare un modello organico per archiviare i dati disponibili ed ha
inoltre permesso di attivare delle funzionalità, proprie delle
analisi spaziali, che creano informazioni nuove, non desumibili
dalle fonti, ma soprattutto, non rilevabili sul campo. Per il
calcolo delle mappe di plausibilità sono stati integrati i dati
registrati con i risultati delle analisi spaziali, relativi ai rapporti
spaziali tra la rete di stanziamento e la rete dei principali corsi
d’acqua (site catchment analysis, MACCHI 2001b; DE SILVA –
PIZZAIOLO: 2001), relativi all’identificazione delle tendenze di
stanziamento in rapporto alle quote altimetriche e allo studio
delle pendenze, degl’insediamenti fortificati d’altura, per la
produzione di buffers (MACCHI, 2003), relativi alla misurazione del
grado di impatto, delle precipitazioni medie e delle variazioni
climatiche di breve e medio periodo, sulla definizione della
geografia umana (MACCHI, 2003; CARACUTA - FIORENTINO,
2009: 717-726; GIULIANI - CARACUTA - FIORENTINO PIGNATELLI, 2009: 779 - 784 ), relativi sia allo studio del campo
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
273
di osservazione di un individuo che si trova in un determinato
punto del territorio, che allo studio delle relazioni di visibilità tra
i siti (viewshed analysis, DI ZIO, 2009: 309-329). L’analisi
multicriteriale spaziale è servita a determinare un modello
matematico, generando una mappa di plausibilità, che tiene
conto delle variabili connesse alle dinamiche insediative dei siti
analizzati. Nel progetto N.D.S.S, per eleborare dei dati in
GRASS si è preferito utilizzare griglie cartografiche in formato
GRID, tipo di file che si caratterizza per il suo notevole grado di
duttilità e flessibilità nelle operazioni e fasi tipiche di creazione e
applicazione delle analisi spaziali, ma soprattuto nella gestione
delle variabili (MACCHI, 2001:151). Le analisi delle variabili
vengono visualizzate attraverso delle mappe in formato raster
(criterion map) e sovrapposte, consentendo l’integrazione delle
variabili attraverso l’impiego di un opportuno sistema di pesi.
Ogni variabile all’interno di ogni alternativa verrà pesata e il
valore di plausibilità terrà conto sia del valore “oggettivo” risultante
da ogni variabile, che di quello “soggettivo” relativo al peso
attribuito ad esso (DI ZIO, 2009: 315). Il progetto di ricerca,
prendendo ispirazione da vari casi di analisi applicata in Toscana
(Francovich, Macchi), in Abruzzo (Di Zio), in Emilia-Romagna
(Augenti, Monti), in Trentino Alto Adige (Brogiolo), ha come
obiettivo principale, quindi, la creazione di un modello che
integra informazioni di tipo quantitativo, desumibili dalle analisi
spaziali, e informazioni di tipo soggettivo, che intervengono
nella definizione dei pesi da assegnare alle variabili, concepite
dall’archeologo. Infine, nella fase più recente del lavoro (ancora
in fieri), finalizzata al tentativo di ricostruire il paesaggio
medievale scomparso dell’area del Subappennino Dauno
Settentrionale ci si sta avvalendo del modulo mapalgebra di
GRASS. Utilizzando mapalgebra è risultato necessario che tutte le
variabili siano state precedentemente elaborate e visualizzate,
come già detto, in formato raster. Nella definizione della mappa
finale di plausibilità tutte le variabili considerate assumono valori
diversi per ogni pixel, ovvero per ogni porzione di territorio,
rendendo possibile integrare i valori di tali variabili, per ogni
singolo pixel del territorio, in modo da ottenere un unico raster,
che rappresenta una mappa di plausibilità di presenza dei siti,
scomparsi, permettendoci di avvalorare le nostre ricostruzioni
del paesaggio basate su solide analisi quantitative archeologiche.
Maglia insediativa costruita in relazione al sito di Montecorvino
4. L’analisi intra-site: il caso di Montecorvino
Il passaggio da un’analisi spaziale condotta su macro scala, ad
un’analisi intra-site relativa ad uno scavo archeologico (loc. Torre
di Montecorvino, Volturino, Foggia, Italia), presenta alcune
criticità, derivanti tanto dalla natura stessa dell’analisi, quanto
dalla dipendenza di questa dalla documentazione di scavo.
L’aspetto visivo della piattaforma GIS, costituita a tal fine, deve
necessariamente riprodurre in maniera oggettiva la realtà
materiale del sito archeologico indagato, registrando le qualità
morfologico-spaziali delle diverse unità stratigrafiche e i vari rapporti
intercorrenti fra esse. La soggettività dell’analisi compiuta
dall'archeologo potrà, al contrario, essere evidente nella
costituzione degli archivi alfanumerici correlati ai dati spaziali,
essendo essi costituiti da informazioni testuali, legate
all'interpretazione del dato archeologico in fase di scavo. Le
prime applicazioni in campo archeologico delle potenzialità dei
software GIS si sono concentrate su di un sistema visivo
organizzato per cromatismi, rendendo possibile la visualizzazione
di dati connessi a particolari valori registrati in archivio
(VALENTI - NARDINI, 2004). Tuttavia, in anni recenti, lo sviluppo
delle tecnologie informatiche (non ultime quelle di tipo Open
Source) e il superamento dell’idea della piattaforma GIS come
semplice “visualizzatore”, hanno permesso agli archeologi di
effettuare varie tipologie di analisi spaziali correlate ai contesti
presi in esame, potendo in alcuni casi replicare, a livello di analisi
intra-site, quanto si effettua a livello di macro-scala o analisi inter-site.
Procedure avanzate quali analisi spaziali, analisi di distribuzione
dei reperti ed elaborazione di modelli predittivi, rappresentano
soltanto alcune delle possibilità offerte dalla recente tecnologia
informatica in ambiente GIS. Il processamento dei dati e
conseguentemente la possibilità di produrre nuova e migliore
conoscenza (DE FELICE, 2008: 20; BARCELÓ, 2000: 9 - 35),
costituiscono il fondamento stesso dell’utilizzo di un sistema
informativo geografico in archeologia, permettendo, grazie
all’utilizzo del supporto informatico, una più agevole dinamica di
processamento del dato, anche nel caso di analisi complesse
(VALENTI - NARDINI, 2004: 346-353). I principi fin qui enunciati,
hanno costituito le linee guide dell’attività di laboratorio svolta in
parallelo con le campagne di scavo finora condotte sul sito di
Montecorvino (2008 - 2009 - 2010), includendo, tra i vari
percorsi di ricerca, un progetto di analisi intra-site e di gestione
del dato archeologico, riconoscendo in tale sito l’adeguato
contesto per sperimentare l’adozione di differenti tecniche di
rilevamento su unità stratigrafiche orizzontali e verticali (FAVIA GIULIANI - MANGIALARDI - STOICO, 2009: 373 – 381). Sin dalla
prima campagna di indagine archeologica sul sito ( FAVIA GIULIANI - MARCHI, 2007 ) è stata creata una griglia di appoggio
a cui georiferire la quadrettatura generale ( su un area di mt800 x
300 ca., con una maglia di quadrati mt10 x 10 ) dell’area
archeologica, propedeutica all’analisi di remote sensing che ha
preceduto il posizionamento delle strutture monumentali,
l’impianto dei saggi di scavo e l’avvio delle indagini stratigrafiche.
Posizionare i resti dell’edificio monumentale della cattedrale e
della torre ha significato, dunque, impostare una rete di
inquadramento composta da una catena di vertici (poligonale), in
questo caso aperta, ovvero costituita da una successione di
stazioni, che ha permesso di avere un’unica rete di appoggio
topografico, alla quale è stato possibile georiferire i fotomosaici
relativi ai paramenti murari. La prima campagna di scavo
condotta sul sito di Montecorvino ha previsto, inoltre,
l’acquisizione on site della stratigrafia in tre dimensioni mediante
stazione totale, sulla base dei percorsi di documentazione 3D
digital-born, elaborati all’interno del progetto Itinera (DE FELICE,
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
274
2008: 13-24) per la ricostruzione virtuale della sequenza
stratigrafica. In fase di elaborazione della piattaforma GIS, i
riferimenti topografici per la georeferenziazione dei dati di scavo
sono stati forniti dalla cartografia tecnica liberamente rilasciata
dalla
Regione
Puglia
attraverso
il
portale
SIT
www.cartografico.puglia.it. Il sistema che si sta costituendo mira
a gestire in un modello geo-relazionale tutte le informazioni
esistenti sul sito in esame provenienti da prospezioni geofisiche,
aerofotointerpretazione, documentazione grafica, studio delle
singole classi di materiali, analisi architettonica, fino al calcolo
statistico della distribuzione dei materiali. Tramite l’utilizzo di un
GEODATABASE è, inoltre, possibile associare al dato spaziale i
dati testuali ricavati dalla compilazione delle schede di US.
Tramite un’interfaccia user-friendly, la piattaforma GIS permette
infatti di procedere ad una rapida consultazione di dati graficospaziali e alfanumerici e di produrre mappe derivate, in costante
riferimento alle esigenze del progetto in corso. Nell’ambito di
questi sistemi ciascun oggetto grafico è georeferenziato ed
associato ad un attributo presente nell’archivio alfanumerico,
organizzato a sua volta in un database relazionale. Mediante la
funzione Profile Surface Map ed il modulo di visualizzazione 3d
NVIZ (funzione cutting planes) di GRASS è stato possibile
ottenere una valida alternativa digitale alla tradizionale
operazione di elaborazione delle sezioni stratigrafiche sul campo,
incrementando oltretutto la quantità di dati archeologici
desumibili. Il GIS intra-site rappresenta dunque un modello di
applicazione polifunzionale, in quanto rappresenta uno
strumento indispensabile per la fase di registrazione delle
informazioni raccolte sul terreno, anche per quanto riguarda le
indagini che spesso precedono e indirizzano la ricerca sul campo.
In sostanza questo livello di micro-scala di indagine mira alla
realizzazione di una piattaforma, costantemente aggiornabile ed
aggiornata, di gestione complessiva dei dati di scavo, in modo da
archiviare e gestire il dato archeologico in modo preciso e
puntuale.
BIBLIOGRAFIA
BARCELÓ J. A., (2000), Visualizing what might be. An introduction to Virtual Reality techniques in archaeology, in Barcelò J. A., Forte M., Sanders
D. H. (eds.), Virtual Reality in Archaeology, Oxford, 9-35.
BROGIOLO, G. P. (1995) a cura di 1995, Città, castelli, campagne nei territori di frontiera, atti del 5° seminario di Monte Barro, Monte Barro
1994, Documenti di Archeologia, 6.
CARACUTA V., FIORENTINO G. (2009) L’analisi archeobotanica nell’insediamento di Faragola (FG): il paesaggio vegetale tra spinte antropiche e
caratteristiche ambientali tra Tardoantico e Altomedioevo, Atti del V CONGRESSO NAZIONALE DI ARCHEOLOGIA MEDIEVALE
Palazzo della Dogana, Salone del Tribunale (Foggia) Palazzo dei Celestini, Auditorium (Manfredonia) 30 settembre - 3 ottobre 2009, pp.
717-726.
DE FELICE G. (2008) Il progetto Itinera. Ricerca e comunicazione attraverso nuovi metodi di documentazione archeologica di Giuliano De Felice, in
l’informatica e il metodo della stratigrafia, Atti del Workshop (Foggia 6-7 giugno 2008) a cura di Giuliano De Felice, Maria Giuseppina Sibilano,
Giuliano Volpe, pp. 13-24.
DE SILVA M. – PIZZAIOLO G. (2001), Setting up a “Human Calibrated” Anisotropic Cost Surface for Archaeological Landscape Investigation., in
Stancic Z, Veljanovski T., (a cura di) «Computing Archaeology for Understanding the Past CAA 2000», Oxford, Archaeopress, pp. 279-286.
DI ZIO S.(2009), Un modello GIS multicriterio per la costruzione di mappe di plausibilità per la localizzazione di siti archeologici: il caso della costa
teramana, Archeologia e Calcolatori 20, pp. 309-329.
FAVIA P. (2008), Itinerari di ricerca archeologica nel Medioevo di Capitanata: problemi scientifici, esigenze di tutela, programmi di politica dei beni culturali,
in Giuliano Volpe, Maria Josè Strazzulla, Danilo Leone, Storia e archeologia della Daunia. In ricordo di Marina Mazzei. Atti delle Giornate di
Studio (Foggia, 19-21 maggio 2005), Bari, pp. 343-364.
FAVIA P., GIULIANI R., MANGIALARDI N.M., con la collaborazione di FELICE STOICO (2009), Indagine archeologica sul sito di
Montecorvino nel Subappennino daunio: primi scavi della cattedrale e dell’area castrense , Atti del V CONGRESSO NAZIONALE DI
ARCHEOLOGIA MEDIEVALE Palazzo della Dogana, Salone del Tribunale (Foggia) Palazzo dei Celestini, Auditorium (Manfredonia)
30 settembre - 3 ottobre 2009, pp. 373 – 381.
FAVIA P., GIULIANI R., MARCHI M.L. (2007), Volturino, loc. Montecorvino, 2006, in «Archeologia Medievale», XXXIV, pp. 207-208.
FRANCOVICH R. (2000) Castelli. Storia e archeologia del potere nella Toscana medievale, a cura di R. Francovich e M. Ginatempo, Firenze, pp.
7-24.
GIULIANI R., CARACUTA V., FIORENTINO G., PIGNATELLI O., (2009) Prime ricerche nella torre medievale di Pietramontecorvino (FG):
un approccio integrato tra esame archeologico delle architetture e analisi paleoecologiche, in Atti del V CONGRESSO NAZIONALE DI
ARCHEOLOGIA MEDIEVALE Palazzo della Dogana, Salone del Tribunale (Foggia) Palazzo dei Celestini, Auditorium (Manfredonia)
30 settembre - 3 ottobre 2009, pp. 779– 784.
HODDER I., ORTON C. (1976), Spatial Analysis in Archeology, Cambridge, Cambridge University Press.
MACCHI G. (2001), Sulla misurazione delle forme d’occupazione sociale dello spazio medievale, in «Archeologia Medievale» XVIII, pp. 61-83.
MACCHI G. (2001b),, Modelli matematici per la ricostruzione dei paesaggi storici, in «Archeologia e Calcolatori», (2001b), n. 12, Firenze,
All’Insegna del Giglio, 143 – 165.
MACCHI G. (2003), «l’occupazione sociale dello spazio» e ambiente: proposte metodologiche, MCGCBA – Grosseto, Aprile 2003 III Modulo
Informatica Applicata.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
275
PESCARIN S. (2006), Open Source in Archeologia. Nuove prospettive per la ricerca, «Archeologia e Calcolatori», 17, 137-155.
VALENTI M., NARDINI A. (2004) Modello dei dati e trattamento del dato sul GIS di scavo, «Archeologia e Calcolatori», XV (2004) pp. 346353.
VOLPE G. (2007), L’“archeologia globale” per ascoltare la “storia totale” del territorio, in SudEst 20, gennaio-febbraio 2007, pp. 20-32.
VOLPE G. (2008) Per una ‘archeologia globale dei paesaggi’ della Daunia. Tra archeologia, metodologia e politica dei beni culturali, in Storia e archeologia
della Daunia, in ricordo di Marina Mazzei, Atti delle giornate di studio (Foggia 2005), a cura di G. Volpe, M.J. Strazzulla, D. Leone, Bari 2008,
pp. 447-462.
WICKHAM C. (1998), Aristocratic Power in Eighth-century Lombard Italy, in After Rome’s Fall : Narrators and Sources of Early Medieval History, a
cura di A. Callander Murray, Toronto 1998, pp. 153-170.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
276
Anastilosis de la Scaenae Frons del Teatro Romano de Itálica
Francisco Pinto Puerto, José María Guerrero Vega, Roque Angulo Fornos
HUM 799-ESTRATEGIAS DE CONOCIMIENTO PATRIMONIAL.
Departamento de Expresión Gráfica Arquitectónica. ETS de Arquitectura de Sevilla.
Universidad de Sevilla. Sevilla. España.
Resumen
Como parte de las actuaciones destinadas a la consolidación y recuperación del teatro Itálica, el Conjunto Arqueológico planteó la posibilidad de realizar la
anastilosis de su frente escénico del que se conserva un buen número de fragmentos, muy bien estudiado y analizado en estos últimos años. La comunicación parte de
estos estudios para plantear algunas consideraciones previas sobre la reversibilidad necesaria, no sólo en la ejecución material de esta obra, sino en la propia
investigación previa y en el modelo infográfico que le sirve de vehículo. Posteriormente profundizamos en la metodología planteada para elaborar este último, así
como en los criterios adoptados. Con estas reflexiones pretendemos delimitar el territorio conceptual y metodológico en el que se desenvuelve este proyecto que
comienza en la investigación sobre el objeto y la elaboración de un modelo infográfico y terminará en su futura materialización.
Palabras Clave: TEATRO ROMANO, SCAENAE FRONS, ANASTILOSIS, INFOGRAFÍA,
INVESTIGACIÓN, INTERVENCIÓN.
Abstract
Among the actions planned for the conservation and restoration of the Italica theatre, the Archaeological Ensemble has suggested the possibility of reconstructing its
scaenae frons through anastylosis, as many of its constituent elements are well-preserved and have been thoroughly studied and analyzed in the last few years. This
paper will use these studies as a starting point to raise some preliminary considerations related to the necessary reversal, not only as pertains to the execution of the
works but also to previously conducted research and the computer graphic model that serves as its vehicle. Subsequently, we will provide additional insight into the
adopted criteria and the methodology proposed to develop the model. The above considerations are aimed at determining the conceptual and methodological domains
defined for this project, which will begin with research on the scaenae frons and the development of a graphic model and culminate in its eventual execution.
Key words: ROMAN THEATRE, SCAENAE FRONS, ANASTYLOSIS, COMPUTER GRAPHICS,
RESEARCH, INTERVENTION.
1. Marco teórico
¿Se puede proyectar una ruina? La ruina se construye a medida
que se excava, pues este acto acompañado de una adecuada
metodología determinan las decisiones sobre lo que permanece y
lo que desaparece, lo que se conserva y lo que no. El estado
natural de los restos es formando parte del sustrato del terreno,
rodeado de su propia circunstancia y sustancia material resultado
de una estratificación en el tiempo. Al ser exhumados se alteran
estas condiciones para pasar a un nuevo estado, que debe
implicar además una cierta intervención para su conservación
hacia el futuro.
Se incorpora entonces a la ruina un valor ajeno al de su origen,
un valor de culto al monumento, rememorativo, que siempre se
produce desde el presente (RIELG 1987). En este sentido, la
ruina se conforma desde cada excavación, aunque su objetivo no
es construir una realidad acabada, sino desvelar lo oculto en
etapas que no siempre quedarán completas. Esta condición
temporal es coherente al proceso de investigación arqueológica,
pero cambia en el momento en que se agota ese proceso y pasa a
constituirse en realidad acabada. En ese instante la ruina se
proyecta, pues se prevé su futuro mediante las acciones
encaminadas a la conservación, al mantenimiento, incluso a su
uso. Como parte de estas acciones se contempla la anastilosis, y
es aquí donde surge el problema, pues al intentar restituir los
fragmentos a su lugar original se puede acabar construyendo una
versión de su devenir histórico, una “falsa ruina”. Esta cuestión,
recibida con emoción en el siglo XIX, “la evocadora ruina
romántica”, es aún hoy celebrada por un sector de la sociedad y
tenemos buenos y cercanos ejemplos. Hemos creído necesario
evitar esta idea en la presente propuesta de intervención desde el
planteamiento del método de investigación, pasando por la
elaboración de los modelos digitales, hasta la determinación final
del volumen y los materiales a restituir. La necesidad de
responder a las exigencias de reversibilidad que las distintas
cartas, declaraciones, normas y leyes recogen en la actualidad
debe de estar presente en este tipo de proyecto, sobre todo si
consideramos que la intervención siempre se hace desde los
valores actuales, contemporáneos, sobre el monumento. Esto
es, siempre será una interpretación del mismo. Entendemos
también que asumir el concepto de reversibilidad como objetivo
sustancial del propio proyecto de intervención supone hacerlo de
su doble carácter: material y conceptual (LARA 2003: 109).
Material, procurando que los procesos de construcción previstos
en la anastilosis puedan ser invertidos para devolver el edificio al
estado inicial, entendiendo este como el que tiene en el
momento actual. Conceptual, tratando de responder a la idea de
que lo que ahora hacemos es, y siempre será, una interpretación,
que por muy documentada, analizada y metodológica que sea,
siempre puede ser motivo de revisión en el futuro. Por ello
planteamos que toda imagen creada responda a este criterio
básico de distanciamiento.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
277
2. La captura métrica.
La anastilosis que se va a realizar parte de un reconocimiento de
los fragmentos arquitectónicos existentes. Todas estas piezas han
estado sometidas a varios registros e inventarios, generando cada
uno de ellos, tablas y cuadros de datos muy exhaustivos, con
signaturas y códigos propios de cada investigación. El criterio
adoptado ha consistido en no introducir un nuevo código que
genere aún más complejidad de registro y lectura, siguiendo para
ello el inventario más completo y complejo, resultado del trabajo
de investigación realizado por la doctora Oliva Rodríguez.
Gracias a su colaboración hemos podido identificar con rapidez
y seguridad cada una de los fustes, capiteles, basas y cornisas
principales, determinando incluso el orden al que pertenecen.
La técnica actualmente más precisa y versátil es el escaneado
digital en 3D de cada una de estas piezas. En este caso hemos
trabajando a partir de fotografías tratadas mediante diversos
programas informáticos que permiten generar imágenes 3D
virtuales con atributos visuales suficientes (color, textura,
marcas, etc...) sin excesivo número de puntos de control. Este
escaneado es más básico que el realizado con estaciones de
escáner avanzadas, pero, a su vez, mucho más económico y
adaptable a nuestro ritmo de trabajo. Mediante este sistema
obtenemos imágenes digitales en 3D que podemos manipular en
un programa de dibujo asistido, realizando cuantas mediciones,
registros y comprobaciones deseemos para obtener la
composición de piezas más adecuada sobre las hipótesis previas
de scaenae frons realizadas por Alfonso Jiménez y por Oliva
Rodríguez en sus respectivos trabajos (JIMÉNEZ 1994,
RODRÍGUEZ 2004). Por otro lado, conseguíamos que cada
pieza quedara documentada tridimensionalmente, tal como nos
la encontramos, incorporándose como nuevo documento a las
fichas de registro realizadas.
Hasta el momento se han identificado las piezas más
importantes que permitirán construir la estructura arquitectónica
principal de la columnatio del scaenae frons: casi todos los fustes y
basas que están almacenados en el espacio central del pórtico post
scaenam, capiteles, basas, y los nueve fragmentos de cornisa del
almacén del teatro, incluidos los actualmente expuestos en el
Museo Arqueológico de Sevilla.
El escaneado ha sido progresivo, desde las piezas más
importantes y enteras a las más fragmentadas, quedando fuera de
este trabajo los múltiples fragmentos de pequeñas dimensiones,
que afectan menos a la composición de la anastilosis y que
necesitan aún de un reconocimiento y análisis material adecuado.
Este trabajo se desarrolló en paralelo al inventario y al
levantamiento gráfico de la escena en su estado actual previstos
en este trabajo de investigación y se prolongó hasta finalizar la
redacción de la propuesta de proyecto para la ejecución material
de la anastilosis.
3. Ichnographia de las piezas.
Gracias al escaneado anterior se pudo realizar un análisis
pormenorizado de las piezas, comprobando los datos métricos y
petrológicos propuestos en los trabajos anteriores.
Secuencia de captura dimensional mediante procesos fotogramétricos de
escaneado digital.
El tamaño, peso e irregularidad en las roturas de muchas de las
piezas que se conservan, agravada en muchas ocasiones por su
mal estado de conservación, hizo necesario contar con algún
medio que permitiera obtener datos métricos sin manipularlas en
exceso y así poder analizar su configuración formal y los posibles
solapes.
Trazados geométricos sobre superficie tridimensional resultante de la
captura..
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
278
Entendíamos necesario el tratamiento digital de estas piezas dada
la complejidad de medición consecuencia de las numerosas
irregularidades que presentan. Este trabajo permitió avanzar
considerablemente en su conocimiento.
lo que pudiera ser su remate final. Con estos datos hemos
procedido a realizar una propuesta de construcción de la
columnatio y su muro sustentante, pero nada más.
El método desarrollado consistió en trabajar mediante una
aplicación informática de dibujo en 3D con el material digital
obtenido de los escaneados, construyendo sobre ellos lo que
viene a denominarse su ichnographiae (JIMÉNEZ 1994,64):
determinación de generatrices, directrices, ejes de simetría, etc. ,
que servían para la propia labra de la pieza y su montaje dentro
del conjunto arquitectónico (CONDE 1994; 125). Se obtuvo así
la estructura geométrica de las piezas principales a partir de la
forma irregular de los escaneos, que no es más que una piel
digital de los restos conservados. Sobre estas superficies se han
extrapolado generatrices y directrices que permiten
aproximarnos a las dimensiones completas de los fragmentos,
cuando estos no presentan elementos significativos como
imoscapos, sumoscapos u otras zonas determinantes de
capiteles, fustes o basas.
Finalmente estas piezas referenciadas geométricamente se han
ido agrupando y ubicando en el modelo infográfico 3D del
Scaenae Frons, introduciendo las correcciones generales
propuestas por los trabajos de investigación anteriores.
4. Análisis formal y constructivo.
Tal como se ha planteado en apartados anteriores tomaremos
como punto de partida las propuestas de anaparástasis realizadas
por A. Jiménez y O. Rodríguez con objeto de determinar los
elementos a montar y la envergadura de la anastilosis.
Los elementos que constituyen el edificio de la escena estan
suficientemente investigados: el muro axial que sirve de fondo y
apoyo a la columnatio, y el avance de los muros perpendiculares de
la versura sobre el paramento este de los iter. La altura a la que se
elevaba este edificio era semejante a la de los órdenes
arquitectónicos superpuestos. La forma y características
materiales de la caja muraria que sustenta a estos órdenes vienen
determinadas por extrapolaciones de otros teatros coetáneos,
moviéndonos en un ámbito temporal de, al menos, un siglo.
Pero sabemos que sobre este orden de columnas era frecuente,
por no decir constante, la aparición de un programa
arquitectónico o escultórico de remate formado por frontones
curvos o triangulares, o por imágenes de bulto redondo
respectivamente. Además, también era frecuente la existencia de
una gran estructura de madera en voladizo, el tornavoz, que
tenía una misión acústica para favorecer la difusión del sonido
hacia la cavea. Las características formales y constructivas de la
coronación del muro y su tornavoz han quedado registradas a
través de las huellas conservadas en teatros como los de Orange
o Aspendós.
Todos estos elementos responden a una filiación tipológica, y no
a una verificación material en los restos existentes. Por ello su
visualización no puede tener el mismo rango que las piezas antes
descritas, aunque son imprescindibles para avanzar en su
conocimiento. Por tanto, la cubierta de la escena, y la elevación
del edificio para albergar su estructura portante quedan aquí
recogidas como hipótesis gráficas a nivel informativo, es decir,
como anaparástasis, pero no deben incorporarse a propuesta de
anastilosis alguna, ni a las imágenes resultantes. Es decir,
tenemos información para determinar la elevación de la
estructura del scaenae frons hasta la altura de 15,50 metros
respecto a la cota de la escena, unos 5 o 6 metros por debajo de
Encaje de los fragmentos escaneados
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
279
5. Creación de un modelo digital.
A partir de toda esta información se ha realizado un modelo
infográfico tridimensional del conjunto, que nos permite
plantear cuantas hipótesis de montaje hemos estimado, a modo
de anaparástasis del conjunto completo. Este modelo ha servido
tanto para realizar la presentación del objeto al equipo de
coordinación de los proyectos, como para trabajar en la
identificación y ubicación de las piezas.
comprobaciones se requieran. Hasta ahora el modelo sólo
incluye aquellos elementos que hemos determinado como
necesarios para definir la estructura de la columnatio del scaenae
frons.
Para facilitar la obtención de la planimetría necesaria para la
redacción del proyecto, para la toma de datos por parte de los
equipos de trabajo, así como para la posterior gestión del
conjunto de piezas que serán musealizadas, se ha preparado una
serie de volcados gráficos en proyecciones ortogonales a diversas
escalas.
Esta estructura facilita el ensamblaje, permitiendo comprobar las
diversas posibilidades de uniones entre piezas, aportando una
medición más precisa del mismo. Cada resto queda asociado así
a su configuración geométrica, facilitando su inserción en el
modelo infográfico descrito. En este sentido es tan importante el
resultado de la captura métrica de cada pieza como el análisis de
su configuración formal, lo que lleva implícito un
reconocimiento de su geometría y de su significado como parte
de un orden arquitectónico sujeto a invariantes formales que
siempre actuarán como referentes para hipótesis, pero nunca
como certezas absolutas.
Volcado en proyecciones planas de un módulo del scaenae frons.
Por último, este modelo se ha desarrollado de tal forma que sea
posible construir en un futuro un sistema BIM (Building
Informatión Modeling) de la anastilosis que finalmente se lleve a
cabo, siendo necesario para ello el parametrizado de cada pieza y
el desarrollo futuro de las interfaces necesarias entre este modelo
y la base de datos del inventario.
Modelo 3D donde se ubican las piezas documentadas.
El modelo permite el desarrollo de distintas versiones donde se
busca el ajuste más adecuado y mejor documentado,
previsualizando o simulando en cada momento el estado
resultante, y si se desea, ir más allá de la anastilosis finalmente
proyectada, pudiendo ubicar todas aquellas piezas que se vayan
incorporando en el futuro a este modelo, editando cuantas
Modelo 3D de un fragmento de la anastilosis
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
280
Esta fase está pendiente de desarrollo a través de un proyecto de
investigación I+D.
De esta forma, la información actual y futura sobre cada una de
las piezas musealizadas podrán ser consultadas a través del
modelo, ya sea esta alfanumérica, gráfica o fotográfica.
Siguiendo el principio de reversibilidad conceptual citado al
inicio de este trabajo, las imágenes que se van generando deben
dejar clara evidencia de esta distinción, a costa de la
reconstrucción de la imagen total, que en cualquier caso, siempre
será posible mediante la participación de la imaginación y los
procesos perceptivos, tanto o más informativos y educativos que
una imagen final completa.
Por otro lado la restauración de la imagen de este edificio que
estamos operando con el modelo digital debe ser coherente a un
planteamiento contemporáneo, donde el carácter fragmentario
de la realidad que finalmente observamos en inherente a nuestra
propia cultura. Citando a Margarite Yourcenat: “Nuestros padres
restauraban las estatuas, nosotros les quitamos su nariz y sus
prótesis; nuestros descendientes, a su vez, harán probablemente
otra cosa. Nuestro punto de vista actual representa a la vez una
ganancia y una pérdida.” (YOURCENAR, 1993)
Agradecimientos
En primer lugar nos gustaría agradecer a la Dirección General de Bienes Culturales de la Junta de Andalucía y al Conjunto Arqueológico
de Itálica su confianza y apuesta por el método y estrategias de trabajo que se han propuesto, y lo hacemos en la persona de la directora
del conjunto en el momento de realizar este trabajo: Sandra Rodríguez Guzmán. Este trabajo está siendo posible (pues aún no se ha
concluido), gracias a la experiencia y conocimiento de un colectivo multidisciplinar con el que seguimos debatiendo e intercambiando
opiniones; Alfonso Jiménez maestro arquitecto que inicio los trabajos de investigación e intervención en el teatro, la arqueóloga Oliva
Rodríguez cuya tesis ha sido esencial en este proceso, y el arqueólogo Alvaro Jiménez que sigue trabajando en el monumento. Junto a
ellos otros colaboradores y alumnos, como Mirian López y Mercedes Arrayás, han seguido el trabajo y participado en algunas de sus
etapas.
Bibliografía
CONDE LEÓN, Elena (1994). “Dibujos geométricos en el Teatro Romano de Itálica”. EGA. Revista de Expresión Gráfica Arquitectónica, 2: 125128.
JIMÉNEZ MARTÍN, Alfonso (1994). “El arquitecto en Roma”. Artistas y artesanos en la Antigüedad clásica. Cuadernos Emeritenses, 8. Mérida,
Museo Nacional de Arte Romano BA 391/1994: 29-71.
LARA ORTEGA, Salvador (2003). Análisis crítico y Reversibilidad del Teatro Romano de Sagunto. Valencia: Colegio Oficial de Arquitectos de la
Comunidad de Valencia.
RODRÍGUEZ GUTIÉRREZ, Oliva (2004). El teatro romano de Itálica. Estudio arqueo-arquitectónico. Madrid: Diputación Provincial de Sevilla.
RIEGL, Alois (1987). El culto moderno a los monumentos. Madrid: Visor.
YOURCENAT, Margarite (1993) El tiempo, gran escultor. Madrid. Alfaguara, pp.68-69.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
281
Documentación 3D de pinturas rupestres
con Photomodeler Scanner: los motivos esquemáticos de la
Cueva del Barranc del Migdia (Xàbia, Alicante)
Daniel Tejerina Antón1, Joaquín Bolufer i Marqués2, Marco Aurelio Esquembre Bebia1
y José Ramón Ortega Pérez1
ARPA Patrimonio S.L. España
Museo Arqueológico y Etnográfico Municipal de Xàbia. Alicante. España.
1
2
Resumen
Durante la reciente campaña de excavación de la Cueva del Barranc del Migdia se ha realizado la documentación tridimensional de la decoración parietal de la
cueva, correspondiente al denominado Estilo Esquemático y catalogada como Patrimonio de la Humanidad por la Unesco. Para este proceso de documentación se
ha empleado Photomodeler Scanner, software comercial de fotogrametría digital con un creciente uso en el sector del patrimonio cultural. Los resultados obtenidos
han sido exportados a un formato compatible con impresoras 3D, creando un modelo 3D físico de los paneles decorados. En esta comunicación se describe el flujo
de trabajo en un proyecto con Photomodeler Scanner y las particularidades del proceso sobre pinturas rupestres, mostrando los resultados sobre el panel x-3.
Palabras Clave: ARQUEOLOGÍA, PINTURAS RUPESTRES, FOTOGRAMETRÍA DIGITAL, PHOTOMODELER SCANNER,
IMPRESIÓN 3D.
Abstract
During the recent campaign of excavation at the Cova del Barranc del Migdia (Javea, Alicante)we have carried out the 3D documentation of the wall painting
motifs, which corresponds to the schematic rock art style. To produce the 3D models, we have used Photomodeler Scanner, a commercial digital photogrammetry
software with increased use in the cultural heritage sector. The results have been exported to a format compatible with 3D printers, creating a 1/1 scale replica of
the original panel. In this paper we describe the typical workflow in a project with Photomodeler Scanner and the results obtained from the x-3 panel.
Key words: ARCHAEOLOGY, PREHISTORIC WALL PAINTINGS, PHOTOMODELER SCANNER, 3D PRINTING.
1. Introducción
El empleo de técnicas de adquisición de datos procedentes de la
ingeniería, como el escáner 3D o la fotogrametría, para su
aplicación en el proceso de documentación del Patrimonio
Cultural se viene produciendo desde hace décadas, con
excelentes resultados y un innegable salto cualitativo,
proporcionando información mucho más precisa que la que
ofrecían los métodos tradicionales, agilizando notablemente el
proceso de adquisición de datos (se trata de sistemas de
adquisición masiva de información) .
Ya sabemos, sin embargo, que no siempre es sencillo realizar
proyectos que empleen este tipo de tecnologías, debido a su alto
coste y a la necesidad de contar con personal especializado.
Una de estas técnicas, concretamente la fotogrametría digital, se
ha beneficiado de un notable avance y una creciente popularidad
entre especialistas como arqueólogos, arquitectos o
conservadores. Esto se debe, principalmente a que la inversión
necesaria para disponer de una estación de trabajo de
fotogrametría digital es sensiblemente inferior a la que se debe
afrontar para adquirir un escáner 3D.
Por otro lado, la propia técnica fotogramétrica ha evolucionado
considerablemente. En el pasado, una cámara específica,
métrica, correctamente calibrada, era requisito indispensable para
llevar a cabo levantamientos fotogramétricos de yacimientos
arqueológicos, además de los restituidores. Más recientemente,
desde la aparición de las primeras aplicaciones que permitían
trabajar con fotogrametría de haces convergentes, se nos ofrece
la posibilidad de utilizar nuestra propia cámara digital; también
ésta debe estar calibrada, con la diferencia de que, en este caso,
nosotros mismos podemos llevar a cabo el proceso de
calibración.
Sin embargo, el mayor avance que se ha producido para que la
fotogrametría esté revolucionando el modo en que
documentamos el patrimonio se ha producido dentro de la
propia técnica fotogramétrica y es el que permite, mediante la
integración -en estos software- de algoritmos específicos de
tratamiento de imagen, empezar a documentar estructuras u
objetos con formas que comúnmente denominamos “orgánicas”
(es decir, cuya geometría presenta una gran complejidad).
Hasta ahora, podemos decir que el uso de la fotogrametría de
haces convergentes estaba limitada a geometrías que pudieran
definirse a partir de pocos planos (como fachadas de edificios).
Resultaba inviable aplicar esta técnica a la documentación de
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
282
estratos arqueológicos, muros parcialmente arrasados, restos
óseos o pétreos...etc.; es decir, elementos muy comunes en todo
proyecto arqueológico y para los que únicamente contábamos
con la documentación clásica... o con el escáner 3D.
Esto significa que, con la aparición de este tipo de tecnologías,
que están siendo bautizadas como photo-based scanning
(escaneo basado en fotografías), o photogrammetric scanning
(escaneo fotogramétrico), tenemos la posibilidad de trabajar con
superficies complejas, obteniendo, a partir de fotografías
tomadas correctamente (han de cumplirse una serie de
parámetros de captura), nubes de puntos, mallas triangulares y,
finalmente, un modelo tridimensional completo texturizado.
Entre la gama de aplicaciones existentes que utilizan esta
tecnología, nosotros hemos optado por Photomodeler Scanner,
desarrollado por la empresa canadiense EOS Systems. La
primera versión (Photomodeler) de este popular software
permitía realizar levantamientos por medio de fotogrametría de
haces convergentes. La siguiente versión (Photomodeler
Scanner) supuso un importante salto cualitativo, al integrar
algoritmos para la generación de DSM, acrónimo en inglés de
Modelado de Superficies Densas, que permitía crear nubes de
puntos tridimensionales a partir de fotografías.
Uno de los inconvenientes que sigue planteando, sin embargo, es
la obligación de utilizar elementos de referenciación o targets
para la identificación de puntos homólogos y la orientación de
las imágenes durante la fase de Matching. En el caso de estudio
que nos ocupa, esto supone un problema: el hecho de que parte
del soporte (la bóveda de roca caliza) en el que se encuentran los
paneles con decoración se encuentre en posición horizontal,
obliga a adherir de algún modo los targets a la roca. Esto
conlleva riesgos de contaminación del entorno inmediato de la
decoración, la destrucción de capas superciciales de la roca
durante la fase de retirada del adhesivo...etc. Y no podemos
argumentar que una de las ventajas de esta técnica es que no es
invasiva y no entra en contacto con el objeto que vamos a
documentar y, al mismo tiempo, aplicar adhesivos sobre el
soporte en el que esta decoración está ejecutada.
Precisamente, la versión más reciente de Photomodeler Scanner
incorpora una herramienta denominada Smart Matching, que
permite la identificación de puntos homólogos y (por tanto) la
orientación de las imágenes, prescindiendo de la colocación de
targets sobre la superficie del objeto a documentar. Uno de
nuestros objetivos ha consistido en evaluar la eficacia de esta
nueva herramienta, documentando uno de los paneles decorados
de la Cova del Barranc del Migdia.
2. Fases de trabajo
2.1. Documentación fotográfica del panel decorado
Para la realización del modelo tridimensional, se ha llevado a
cabo una documentación fotográfica completa del panel. La
cámara fotográfica empleada ha sido una Canon EOS 1D Mark
IV, dotado de un sensor CMOS de 16,1 MP. Nos gustaría
subrayar la importancia que tiene, para este tipo de proyectos, la
utilización de cámaras fotográficas de alta resolución. Esta
característica las hace especialmente aptas, porque nos permite
añadir, al modelo tridimensional, texturas de alta calidad.
Ya hemos mencionado la importancia de calibrar correctamente
nuestra cámara. Los valores obtenidos tras el proceso de
calibración considerados aptos para conseguir resultados
métricamente precisos se encuentran por debajo de 1.00 (error
total del proyecto de calibración) y de 0.5 (error residual más
alto).
La estrategia de documentación que hay que seguir para obtener
una nube de puntos con Photomodeler Scanner difiere en gran
medida de la empleada en fotogrametría de haces convergentes.
No presenta ninguna complejidad, pero es necesario tener muy
presentes ciertos requisistos: mientras que antaño buscábamos
documentar el objeto a partir de ángulos opuestos, ahora
necesitamos estereopares, pares de fotografías tomadas desde
puntos cercanos el uno del otro y, en ambos casos, paralelas a la
superficie a documentar. Para ser más precisos, tendremos en
cuenta un dato: el base to height ratio o ratio base - altura, en el
que base cuenta como la distancia entre los dos puntos de
captura y height como la distancia entre ambos puntos y la
superficie del objeto. Para obtener buenos resultados,
necesitamos mantener ese ratio por alrededor de 0.3. En nuestro
caso, la distancia entre los puntos de captura y la superficie
decorada era de 140 cm. Por tanto, la distancia entre ambos
puntos de captura ha sido de 42 cm.
2.2. Inicio de proyecto en Photomodeler Scanner
Para llevar a cabo la obtención del modelo tridimensional hemos
utilizado un MacBook con procesador Intel Core 2 Duo, 4 Gb
de memoria RAM DDR3 y tarjeta gráfica de 512 Mb. El equipo
está particionado y una de las particiones trabaja con sistema
operativo Windows; recordemos que uno de los inconvenientes
de Photomodeler Scanner es que no es multiplataforma,
funciona únicamente en entorno Windows.
Una vez abierto un nuevo proyecto en PMS, introducimos el par
de imágenes capturadas previamente.
2.3. Procesado de las imágenes. Smartmatching
El siguiente objetivo es el de obtener una nube de puntos del
área que nos interesa documentar, delimitada a través del trazado
de una ventana.
Esta fase ha centrado una parte importante de nuestros
esfuerzos que, como mencionábamos más arriba, consistía en
valorar la eficacia de la herramienta Smartmatching de
Photomodeler Scanner. Anteriormente, habríamos tenido que
emplear targets y adherirlos a la superficie del soporte para
usarlos como puntos de referencia. En este caso, sin embargo,
hemos sido capaces de crear una nube puntos lo suficientemente
densa como para permitirnos documentar con precisión la
topografía del área que nos interesa. Y esto se debe a que,
durante el proceso, el software ha sido capaz de identificar
puntos homólogos a partir de las diferentes fotos que hemos
introducido, generando puntos x,y,z. La diferencia con versiones
anteriores y otras aplicaciones es que esto se ha llevado a cabo de
manera automática, sin necesidad, como decimos, de introducir
puntos de referencia externos.
Los parámetros básicos de trabajo para crear la nube de puntos
han sido: 1. Resolución de malla: 0.3 mm de distancia entre
puntos de la malla. 2. Profundidad de malla: 30 cm.
A continuación hemos introducido diferentes dimensiones
(reales), con el objetivo de escalar el modelo y hemos procedido
a orientarlo.
2.4. Conversión de la nube de puntos a una superficie
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
283
Una vez obtenida la nube de puntos, el paso siguiente ha
consistido en generar una superficie contínua. El flujo de trabajo
es muy similar, de hecho, al que llevamos a cabo con el escáner
3D: obtención de una nube de puntos, triangulación de los
puntos y creación de una malla y aplicación de un mapa de
texturas. Una vez que finaliza el proceso, podemos exportar el
modelo a diferentes formatos.
3. Imágenes
El tiempo total del proyecto ha sido de 8,15 h. desde la
introducción de las imágenes en el software hasta la obtención
de la superficie final.
2.5. Precisión del modelo generado.
En este caso nos hemos limitado a extraer medidas reales del
panel decorado real, para compararlas con el modelo
tridimensional. Las medidas se han obtenido con pie de rey y
distanciómetro laser. Los errores recogidos se encuentran, en
todos los casos, por debajo de la escala centimétrica.
2.6. Exportación y prueba de impresión 3D.
Durante la siguiente fase hemos exportado el archivo a .stl,
formato compatible con impresoras 3D.
Figura 1. Detalle del panel x-3decorado con motivos esquemáticos. Fase de
documentación fotográfica.
Para llevar a cabo esta fase del proyecto, que consistía en la
reproducción a escala 1:1 del soporte del panel, contamos con
una impresora 3D modelo FR 210 3D, capaz de imprimir en
diferentes materiales con una dimensión máxima de piezas de
200 cm x 100 cm, a partir de archivos con datos en forma de
coordenadas tridimensionales.
El proceso de impresión, aún en curso, ha comenzado con una
primera prueba sobre una plancha de poliestireno expandido.
Existen materiales más compactos sobre los que también
podemos imprimir. Sin embargo, con este primer resultado,
hemos sido capaces de obtener una primera réplica a escala 1:1
que después hemos podido comparar con la panel original, in
situ. El proceso de impresión ha durado un total de 47 minutos.
2.7. Siguiente paso. Perspectivas.
En este momento nos encontramos en fase de evaluación y
comparación de los distintos materiales susceptibles de ser
impresos en 3D y utilizados como base de la réplica del soporte
original. Los criterios principales que estamos utilizando para
realizar esta selección son:
Figura 2. Malla triangular obtenida a partir de la nube de puntos
1. Estabilidad.
2. Ligereza.
3. Compatibilidad con el material que debe formar la base para la
película pictórica.
4. Coste económico del material.
Figura 3. Modelo 3D con las texturas aplicadas
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
284
Figura 4. Ortofoto generada a partir del modelo 3D.
Figura 6. Detalle del proceso de impresión 3D sobre plancha de poliestireno
expandido.
Figura 5. Impresora 3D utilizada durante el proceso de creación de la
réplica del panel decorado original.
Figura 7. Réplica a escala 1:1 del panel original.
Agradecimientos
Bibliografía
Queremos mostrar nuestro agradecimiento a las personas e
instituciones que están impulsando la excavación y difusión del
yacimiento de la Cova del Barranc del Migdia, así como a las
personas que han colaborado en la documentación
tridimensional de los paneles decorados presentes en el
yacimiento: Eliseo, Antonio Martínez Castelló, Olimpia Bas
Costa y Juan de Dios Boronat Soler.
Página web de Photomodeler: www.photomodeler.com
Por último, nos gustaría agradecer a la Fundación Cirne los
esfuerzos por impulsar – de manera altruista- el conocimiento y
la puesta en valor de este importante yacimiento a través de la
financiación de las sucesivas campañas arqueológica y de los
diferentes proyectos de investigación asociados.
Catálogo virtual de la Unesco:
http://whc.unesco.org/en/list/874/multiple=1&unique_number=1026
WALFORD, Alan: “A New Way to 3D Scan. Photo-based Scanning
Saves Time and Money”, en la página oficial de Photomodeler,
[online] http://www.photomodeler.com/downloads/wp_mdownload.htm
SCHENK, T.(2002). Fotogrametría digital. IIC-Marcombo.
Barcelona.
CASABÓ I BERNAD, Josep (1997): “Art rupestre al Montgó”. En
Aguaits, nº 13-14, pp 183-221.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
285
Reconstrucción de fragmentos arqueológicos mediante
correspondencia de patrones
Eduardo Vendrell Vidal y Carlos Sánchez Belenguer
Instituto de Automática e Informática Industrial (ai2). Universidad Politécnica de Valencia.
Valencia. España
Resumen
En este artículo se presenta un método automático para la reconstrucción de fragmentos arqueológicos, basado en técnicas de correspondencia de patrones
desarrolladas en el ámbito de la informática gráfica y el análisis de imágenes. El método se plasma en el desarrollo de una herramienta informática que permita
obtener las mejores correspondencias entre un conjunto de fragmentos caracterizados bidimensionalmente. Para garantizar la eficiencia del resultado, se ha
desarrollado un estudio teórico que permite dar solución al problema considerado garantizando la corrección de los resultados, y con tiempos de ejecución muy
competitivos.
Palabras Clave: RECONSTRUCCIÓN DE FRAGMENTOS, CORRESPONDENCIA DE PATRONES,
REGISTRO DE SUPERFICIES, ANÁLISIS DE IMÁGENES
Abstract
This paper introduces a method for automatic archaeological fragment reconstruction, based on the pattern matching techniques originally developed in graphic
computing and image analysis fields. The method is embodied in a software tool that provides the bests matches in a set of bi-dimensional archaeological fragments.
To ensure the efficiency of the results, it has been developed a theoretical study that allows solving the stated problem, ensuring the correction of results, and with a
very competitive execution times.
Key words: PART RECONSTRUCTION, PATTERN MATCHING, SURFACE REGISTRATION, IMAGE ANALYSIS
1. Introducción
La correspondencia de patrones es un problema que ha sido
estudiado durante muchos años y que sigue sin ser resuelto con
un coste computacional acotado. Poder establecer de forma
automática similitudes entre patrones permite dar solución a
multitud de problemas, como la reconstrucción a partir de
fragmentos, el ensamblado de piezas industriales, la síntesis de
proteínas… Su aplicación es de especial importancia en el
ámbito de la arqueología, ayudando a la recomposición de
mosaicos, pinturas murales o elementos cerámicos.
Recientemente, han comenzado a surgir técnicas de catalogación
y clasificación más o menos automatizadas que se apoyan en
dispositivos de adquisición de datos como sensores de visión o
escáneres 3D. En (BROWN, 2008) (KOLLER, 2005) se
comentan dos proyectos actuales en los que la aplicación de estas
técnicas ilustra el potencial que pueden ofrecer las herramientas
informáticas.
La complejidad de la solución alcanzada es una consecuencia
inmediata de que no puedan realizarse búsquedas locales
garantizando la exactitud de los resultados. Así, la
dimensionalidad del problema estudiado implica una explosión
combinatoria en el espacio de búsqueda que afecta gravemente a
la eficiencia de las técnicas automáticas.
En la actualidad existen dos grandes grupos de metodologías que
permiten abordar el problema de la correspondencia: los
algoritmos ingenuos (HUTTENLOCHER, 1990), que llevan a cabo
una búsqueda exhaustiva garantizando los resultados a expensas
de costes computacionales elevados, y los algoritmos aleatorios
(FISCHLER, 1981), que reducen la talla del problema obviando
parte de los datos, a costa de no garantizar los resultados. Para
compensar las carencias de una metodología con las bondades
de la otra, se han desarrollado técnicas híbridas
(RUSINKIEWICZ, 2001), o técnicas semi-automáticas
(PAULY, 2005) en las que un usuario inicia el proceso de
búsqueda manualmente. Aunque cada una tiene sus ventajas y
sus inconvenientes, ninguna soluciona globalmente el problema.
El desarrollo que en este artículo se detalla surge como extensión
a un proyecto precompetitivo de I+D para equipos de
investigación de la Generalitat Valenciana denominado
“CATALOGARQ:
Catalogación,
Reconocimiento
y
Clasificación de Piezas Arqueológicas”. Este proyecto planteaba
un procedimiento de catalogación de fragmentos de pintura
mural semi-automático y de bajo coste. En él, a partir de una
imagen del anverso y del reverso de cada pieza, se lleva a cabo
una extracción de características básicas y se vincula la
información introducida por el usuario a cada fragmento.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
286
2. Técnica desarrollada
La técnica desarrollada pretende obtener las mejores
correspondencias entre dos fragmentos, estudiando globalmente
la relación entre éstos. La principal ventaja de las técnicas
globales, frente a las que estudian el problema de la
correspondencia localmente, es que los resultados obtenidos son
exactos, garantizando que el proceso de búsqueda no se detiene
ante un mínimo local. El mayor inconveniente es el coste
asociado.
Para garantizar un coste computacional reducido durante la
búsqueda, la técnica aquí detallada se vale de un análisis
jerárquico que permite realizar las primeras comparaciones sobre
representaciones muy simplificadas de los fragmentos, y refina
iterativamente aquellas que son potencialmente mejores hasta
alcanzar una correspondencia de valor máximo con la precisión
indicada por el usuario.
2.1 Caracterización de los fragmentos
Para acelerar el proceso de búsqueda y garantizar los resultados
obtenidos, en lugar de trabajar sobre la representación original
de los fragmentos se lleva a cabo una primera etapa de preprocesado en la que, para cada posible orientación, se calculan
las proyecciones ortográficas de la pieza respecto a un plano de
proyección constante. Las medidas tomadas estarán distribuidas
uniformemente, y mantendrán información sobre el color del
fragmento en cada punto muestreado, y su distancia al plano de
proyección. La figura 1 ilustra este proceso.
Figura 1: resultado del pre-procesado para una misma pieza, con dos
orientaciones diferentes.
Para agilizar el proceso, se hace uso de la GPU de la tarjeta
gráfica (acrónimo de la expresión inglesa Graphics Processor Unit).
Este dispositivo permite llevar a cabo las tres operaciones
simultáneamente aceleradas por hardware, permitiendo preprocesar cada posible orientación en tiempos inferiores al
milisegundo. De este modo, esta tarea puede ser ejecutada
eficientemente en equipos domésticos.
2.2 Cálculo de la correspondencia
Una vez pre-procesados los dos fragmentos a estudiar, el
objetivo de la búsqueda de correspondencias consiste en
encontrar la orientación de cada pieza (α1, α2), junto con la
traslación de una de ellas (δ) que maximizan el número de
muestras en contacto de ambos contornos. Este criterio de
búsqueda es muy común en el ámbito de las técnicas de
correspondencia de patrones, y se conoce como LCP (acrónimo
de la expresión inglesa Largest Common Pointset) (AIGER, 2008).
En adelante, a la tupla de esto tres valores (α1, α2, δ) se le llamará
configuración.
No obstante, para garantizar la robustez de la técnica, resulta
necesario contemplar el deterioro de los fragmentos. Para ello, se
considera una tolerancia ligada al factor de erosión de los
fragmentos, establecida por el usuario, cuyo valor será mayor
cuanto mayor sea el grado de erosión de las piezas estudiadas.
Así, se considerará que dos muestras se encuentran en contacto
si su distancia relativa es menor a dicha tolerancia,. Esta métrica
de bondad, puede enriquecerse contemplando información
adicional durante el proceso de búsqueda, como la similitud de
los colores de las muestras, la ubicación original de los
fragmentos en el yacimiento, la textura de los reversos de los
fragmentos… Cuanta más información se disponga, mejor será
el resultado obtenido (NIHSHANKA, 2007).
Para obtener la distancia absoluta entre dos muestras
enfrentadas, y dado que la representación de ambos contornos
está normalizada, basta con sumar la distancia de cada una de
ellas respecto al plano de proyección. Para obtener la distancia
relativa es necesario normalizar las distancias absolutas, restando
a todas ellas la menor de las distancias obtenidas, que es la que
pone ambos fragmentos en contacto. La figura 2 ilustra el
proceso de obtención de distancias, así como el cálculo de
correspondencias.
El objetivo de esta etapa consiste en normalizar la
representación de todos los fragmentos de manera que, durante
la comparación entre pares, no sea necesario calcular
transformaciones sobre los datos en bruto y llevar a cabo
costosos tests de visibilidad. Como resultado, cada fragmento
estudiado quedará caracterizado por n representaciones formadas
por m puntos cada una, donde n será el número de orientaciones
estudiado, y m determinará la resolución espacial con la que se
caracteriza cada orientación. Tanto el coste computacional como
los requisitos de memoria durante la etapa de pre-procesado
serán lineales al producto de estas dos magnitudes O(m*n).
Los cálculos necesarios durante la caracterización de los
fragmentos consisten básicamente en aplicar una matriz de
transformación a los puntos del contorno original, establecer un
test de visibilidad respecto al plano de proyección para resolver
las auto-oclusiones, e interpolar los puntos originales para
normalizar espacialmente la distribución de las muestras. No
obstante, la complejidad intrínseca de estas operaciones puede
afectar seriamente al rendimiento de esta etapa.
Figura 2: Obtención de distancias sobre una configuración, y cálculo de la
correspondencia. En la izquierda se muestra la obtención de las distancias
absolutas, mientras que en la derecha se muestra la obtención de las
distancias relativas y el cálculo de la correspondencia.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
287
2.3 Búsqueda por fuerza bruta
La forma más sencilla de calcular la mejor correspondencia entre
ambos contornos consiste en valorar exhaustivamente todas las
configuraciones posibles, y tomar aquella con puntuación
máxima. Esta técnica de búsqueda, que proporciona resultados
exactos, se conoce como fuerza bruta.
En número de configuraciones posibles viene determinado las
orientaciones posibles y el número de muestras por orientación,
y se representa mediante la expresión n2*2m, donde n es el
número de orientaciones pre-procesadas, y m es el número de
muestras tomadas por cada orientación. El término n2 deriva de
la necesidad de contemplar, para cada orientación del fragmento
1, todas las orientaciones del fragmento 2, mientras que el
término 2m representa el número de desplazamientos posibles
dado un par de orientaciones. Respecto al primer término,
existen múltiples pares de orientaciones equivalentes (0º-90º ≡
90º-180º). Para reducir el número de configuraciones estudiadas,
se puede asumir que uno de los dos fragmentos sólo se estudia
para k orientaciones angularmente equi-espaciadas, mientras que
el segundo se estudia para m orientaciones (siendo k < m). El
valor de k debe ser lo bastante grande como para poder
caracterizar completamente el contorno simplificado, pero lo
bastante pequeño como para agilizar la búsqueda.
El coste computacional y los requerimientos de memoria
derivados de esta técnica resultan lineales respecto a la
resolución angular y lineales respecto a la resolución espacial:
O(k*n*m) ≈ O(n*m). La principal ventaja es que se obtienen
resultados exactos y completos, con los que poder validar la
corrección de técnicas más eficientes.
Dado que la talla del problema depende de la resolución angular
y espacial con las que se caractericen los fragmentos, se planteará
una estrategia de búsqueda jerárquica para cada una de estas
magnitudes. De este modo, dado que cada representación
simplificada generará dos representaciones con mayor nivel de
detalle, el impacto sobre el coste temporal se espera que sea de
orden O(log n) para la resolución angular, y O(log m) para la
resolución espacial, quedando un coste total de O(log n log m).
3. Resultados
Para demostrar la factibilidad de la técnica desarrollada, en
comparación con la búsqueda por fuerza bruta, se ha llevado a
cabo una serie de ejecuciones con problemas de talla variable, en
las que se han medido los tiempos de ejecución. Sobre los
resultados obtenidos se confirmarán los análisis de complejidad
teóricos comentados en los apartados anteriores, y se podrá
comparar éstos con los resultados obtenidos por otros autores.
La gráfica 1 muestra los tiempos de ejecución mediante la técnica
de fuerza bruta. En ella se puede apreciar claramente el carácter
cuadrático de la complejidad. Así, ante problemas de talla
reducida, la técnica resulta válida pero, a medida que esta
aumenta, los tiempos de ejecución resultan inviables (91
segundos para una talla de 1024 ángulos, con 512 muestras).
2.4 Búsqueda jerárquica
Con el ánimo de acelerar el proceso de búsqueda, y que la talla
del problema no repercuta tan directamente sobre los costes
computacionales, se plantea una estrategia jerárquica. La esencia
de la técnica consiste en comenzar a estimar la solución a partir
de una representación de los contornos muy básica, e ir
refinando ésta únicamente para las configuraciones
potencialmente mejores.
La principal ventaja de este tipo de estrategias consiste en que
únicamente se evalúa un subconjunto muy reducido del total de
configuraciones posibles, mientras que el principal inconveniente
es que resulta complejo garantizar que la solución obtenida es
óptima.
Para poder garantizar los resultados, el principio básico que se va
a aplicar consiste en evaluar la bondad de cada aproximación
mediante una predicción optimista de la correspondencia. De
este modo, dada una representación muy general del contorno y
su estimación de bondad asociada, las representaciones que se
obtengan por refinamiento deberán cumplir la condición de que
su estimación de bondad sea siempre menor o igual que la de la
configuración a partir de las que se han generado. Si se satisface
esta premisa, el proceso de búsqueda consistirá en partir de una
representación básica de cada contorno, obtener sus
representaciones derivadas, e iterativamente, ir refinando la
representación cuya estimación de bondad sea máxima. El
proceso de búsqueda finalizará cuando esta representación
máxima se corresponda con el máximo nivel de detalle
disponible, y la corrección del resultado se justifica debido a que
ninguna predicción optimista no evaluada es mayor que ésta.
Gráfica 1: tiempo de ejecución mediante la técnica de fuerza bruta.
La gráfica 2 muestra el resultado de calcular los desplazamientos
mediante la técnica jerárquica. Nótese como, a medida que el
número de muestras aumenta, el efecto sobre el tiempo de
ejecución se atenúa considerablemente. Así, la peor ejecución
obtenida mediante fuerza bruta (91 segundos), pasa a ser de
menos de 12 segundos introduciendo esta mejora. No obstante,
nótese como el efecto lineal de la resolución angular sigue
estando presente.
La gráfica 3 muestra el resultado de calcular las orientaciones
mediante la técnica jerárquica. Nótese como, en este caso, el
incremento de ángulos considerados no afecta tan directamente
al tiempo de ejecución como lo hacía en el caso de la técnica de
fuerza bruta. No obstante, el cálculo exhaustivo de los
desplazamientos, sigue afectando linealmente a los resultados
obtenidos.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
288
Gráfica 2: tiempo de ejecución calculando los desplazamientos
jerárquicamente.
Gráfica 4: tiempo de ejecución calculando las orientaciones y
desplazamientos jerárquicamente.
En la tabla 1, obtenida de (VAN KAICK, 2010), se pueden
apreciar los costes computacionales de las técnicas actuales más
representativas de correspondencia de patrones sobre problemas
bidimensionales. Considerando que el coste computacional de la
técnica desarrollada es de O(log n * log m), y que los requisitos de
memoria son de O(m), la mejora introducida resulta evidente.
Técnica
Tiempo
Espacio
Alineación ingenua
O(m3 n2 log n)
-
Pose Clustering
O(m2 n2 + h)
O(h)
Hashing geométrico
O(m3 log n)
O(n3 log n)
Tabla 1: costes de las técnicas actuales
Gráfica 3: tiempo de ejecución calculando las orientaciones jerárquicamente.
4. Conclusión y ampliaciones
La gráfica 4 muestra el resultado de aplicar simultáneamente las
dos optimizaciones. En este caso, ni el incremento de
orientaciones ni el de muestras consideradas supone un perjuicio
importante. Además, se puede apreciar claramente el efecto
logarítmico que éstas suponen sobre el coste temporal total.
De este modo, la diferencia de tiempos entre el problema más
básico (64 orientaciones con 32 muestras cada una) y el más
complejo (1024 orientaciones con 512 muestras cada una), es
únicamente del orden de décimas de segundo. El problema que,
mediante fuerza bruta, costaba 91 segundos resolver, mediante la
técnica jerárquica sólo supone 0,157 segundos.
En este trabajo se ha presentado una técnica de recomposición
de fragmentos arqueológicos basada en correspondencia de
patrones cuya eficiencia permite abordar problemas muy
complejos con equipos de prestaciones limitadas.
A partir de una etapa de pre-procesado de los datos originales, se
extrae un conjunto de caracterizaciones de los contornos que
permite realizar comparaciones entre ellos con costes muy
reducidos. Con el ánimo de acelerar los cálculos ante
requerimientos de precisión muy exigentes, se ha presentado una
técnica de búsqueda jerárquica que permite obtener los mismos
resultados que las técnicas exhaustivas con costes
considerablemente menores.
Los cálculos de complejidad teóricos han sido empíricamente
contrastados, y suponen una mejora considerable respecto a las
técnicas existentes.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
289
Como ampliaciones futuras, se está trabajando en una extensión
de la técnica al ámbito de las 3D que permita llevar a cabo la
recomposición de objetos formados por fragmentos en los que
se considera el volumen real.
Agradecimientos
Los autores quieren expresar su agradecimiento al apoyo prestado en el desarrollo del proyecto al Museu de Prehistòria de València, y
especialmente a Rosa Albiach.
Bibliografía
AIGER D., MITRA N. J., COHEN-OR D. (2008): “4-points congruent sets for robust surface registration”, en ACM Transactions On Graphics
(Proc. SIGGRAPH), pp. 1–10.
BROWN B. J. et al. (2008): “A System for High-Volume Acquisition and Matching of Fresco Fragments: Reassembling Theran Wall Paintings”, en
ACM Transactions on Graphics (Proc. SIGGRAPH), vol 27, nº 3.
FISCHLER M. A., BOLLES R. C. (1981): “Random sample consensus: a paradigm for model fitting with applications to image analysis and automated
cartography”, en Commun ACM, pp. 381–395.
HUTTENLOCHER D. P., ULLMAN S. (1990): “Recognizing solid objects by alignment with an image”, en International Journal of Computer Vision,
pp. 195–212.
KOLLER D. et al. (2005): “Fragments of the City: Stanfordʹs Digital Forma Urbis Romae Project”, en Journal of Roman Archaeology (Proc. of the
Third Williams Symposium on Classical Architecture).
NIHSHANKA D. (2007): “Project Report – A Survey of Recent Advances in Shape Matching”. Duke University, Durham, USA.
PAULY M., et al. (2005): “Example-based 3D scan completion”, en Proceedings Symposiumon Geometric Processing (SGP).
RUSINKIEWICZ S., LEVOY M. (2001): “Efficient variants of the ICP algorithm”, en Proceedings 3rd International Conference on 3D Digital Imaging
and Modeling, pp. 145–152.
VAN KAICK O. et al. (2010): “A Survey on Shape Correspondence”, en Eurographics STAR Report (2010)
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
290
Computer Tool for Automatically Generated 3D Illustration
in Real Time from Archaeological Scanned Pieces
Luis López, Germán Arroyo y Domingo Martín
Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos
ETS Ingenierías Informática y de Telecomunicación. Universidad de Granada. Granada. España
Resumen
El proceso de documentación gráfica de piezas arqueológicas requiere de la participación de un artista capaz de recrear ilustraciones empleando distintas técnicas
expresivas. A menudo, la labor del artista se ve limitada por la inconveniencia de trabajar únicamente con fotografías de las piezas a ilustrar. En este artículo se
presenta una herramienta informática que permite generar, de una forma sencilla e intuitiva, ilustraciones en tiempo real a partir de modelos 3D escaneados. La
interfaz desarrollada permite al usuario simular elaborados estilos artísticos mediante la composición de esquemas de luces virtuales que el computador procesa para
generar ilustraciones desde cualquier posición o ángulo. Entre las luces virtuales implementadas se encuentran técnicas bien conocidas como el dibujado de contornos,
el rayado o el sombreado plano.
Palabras Clave: VISUALIZACIÓN EXPRESIVA, DOCUMENTACIÓN ARQUEOLÓGICA, INTERFAZ GRÁFICA
Abstract
The graphical documentation process of archaeological pieces requires the active involvement of a professional artist to recreate beautiful illustrations using a wide
variety of expressive techniques. Frequently, the artist’s work is limited by the inconvenience of working only with the photographs of the pieces he is going to
illustrate. This paper presents a software tool that allows the easy generation of illustrations in real time from 3D scanned models. The developed interface allows
the user to simulate very elaborate artistic styles through the creation of diagrams by using the available virtual lights. The software processes the diagrams to render
an illustration from any given angle or position. Among the available virtual lights, there are well known techniques as silhouettes enhancement, hatching or toon
shading.
Key words: NON PHOTOREALISTIC RENDERING, ARCHAEOLOGICAL DOCUMENTATION,
GRAPHIC USER INTERFACE
1. Introduction
The graphical documentation process of archaeological pieces
usually presents the inconvenience of working only with the
photographs of those pieces. More often than not, the reasons
involve lack of access to the pieces because of preservation
concerns, incompatibility with the visit schedule, distance
between the artist work site and the archaeological site, et cetera.
Moreover, if the quality of the photographs is rather poor, the
final results can be unacceptable.
The possibility of working with 3D scanned models solves all of
these inconveniences and offers an exact representation of the
piece from any given angle or position. There is no lack of
access to the pieces at any moment, no accuracy problem and
opens the door to a wider range of variety in the presentation of
the illustrations and the techniques applied to them.
As regards the automatic generation of illustrations from
photographs and 3D models, an enormous quantity of very valid
techniques has been presented. However, there are few of them
that have been developed to offer an easy and intuitive manner
of combining the individual techniques in order to enrich the
rendered illustrations in a meaningful way.
This paper describes a software tool capable of unify both
solutions by using an extended virtual light concept. The
application user can render in real time a great variety of
illustrations that mimic different artistic styles through the
composition of the 3D scanned models with many instances of
expressive or transformation virtual lights. Furthermore, the user
can access to all the intermediate steps at any moment of the
whole process and adjust them if he desires to.
2. Related Works
Martin et al. only use the proposed virtual light model in
(MARTIN, 2001) to extract outlines and shapelines from a 3d
model. However, this abstraction can be used in many more
areas of the non photorealistic rendering since a great deal of
rendering techniques relays, at its most basic level, in the
position of the light which is the central element of this model.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
291
Figure 1. Screenshot of the application with different illustrations of the same 3D scanned model.
Rost et al. (ROST, 2009) offer a shader implementation of the
technique proposed by Bert Freudenberg in his thesis Strokebased Real-Time Halftoning Rendering (FREUDENBERG,
2003). This implementation was shared by Freudenberg to the
publication of this book. Although the results are effective and
suitable, they are limited by the necessity for this shader to work
in the texture coordinate space.
Doss (DOSS, 2008) presents an algorithm to extract and render
silhouettes and crease edges using geometry shaders. The main
problem with this approach is the lack of guarantees in the
continuity of the rendered silhouette. The greater the width of
the silhouette is, more visible gaps can be easily spotted.
Hermosilla et al. (HERMOSILLA, 2009) offer an acceptable
solution to this problem and a broader range of stylization for
the rendered silhouettes.
Decaudin (DECAUDIN, 2006) presents one of the first
implementations of the toon shading technique. Years later,
Lake et al. offer a much more simple solution to this technique
known as Hard Shading in (LAKE, 2000).
• 3D Model Processing Algorithm: it uses 3D scanned
models as input. It analyzes and processes them in order to
create the necessary date structures for the next steps.
• Diagram Resolution Algorithms: using the data
structures created by the 3D Model Processing Algorithm
and the virtual lights diagrams designed by the user, this set
of algorithms will take care of the dependencies and they
will propagate the necessary information from the root
node to the multiple leaf nodes that will be rendered. In
view of the interactive nature of the process, these
algorithms will react in real time to the changes made by the
user: alteration of the 3D scanned model, changes in the
virtual lights diagram structures, changes in the parameters
of the rendering algorithms, etc.
• Rendering Algorithms: using the updated date structures
generated by the Diagram Resolution Algorithms and the
parameter values set by the user, this set of algorithms will
modify the appearance of the 3D model in order to get the
wanted visual style.
3. System Overview
4. User Interface
The proposed system uses 3D scanned models as input. The
models will be rendered without any kind of effects after the
software analyze and process them. By making use of the
available expressive and transformation virtual lights, the user
will be able to create illustrations with intricate artistic styles
combining them.
The developed user interface consists of two distinct modules:
The huge amount of algorithms used by the application can be
organized in the following manner:
1. Component Sheet: section of schematic nature where the
user can operate with the available virtual lights by using
directional arrows in a friendly and intuitive manner.
2. Visual Display Unit: the loaded 3D model will be
displayed in this section and every single change in the
virtual light diagrams built in the Component Sheet will be
rendered in real time here. Furthermore, the user will be
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
292
able to interact with the position of the selected virtual light
in an intuitive manner.
−
Rotation: this virtual light will rotate the 3D model
according to the specified angle and direction.
Figure 1 shows the screenshot of a complex pipeline
applied to a very detailed 3D scanned model. The
functionality of the user interface is explained in the next
paragraphs:
−
Scale: this virtual light will scale the 3D model
according to the specified scale factors.
−
−
The vertical tabs, Component Sheet and Visual
Display Unit, located at the left side of the interface
allow to toggle the display state, hidden or visible, of
both modules according to the needs of the user.
The Component Sheet has a display sheet and a series
of buttons that the user can use in order to insert,
delete, manipulate or link the displayed elements.
There are six virtual lights operators organized in two
groups: expressive lights and transformation lights.
Every single virtual light has a unique configuration window
where the user can change its parameters according to his
needs.
3. The Visual Display Unit shows the results in real time
and allows the user to change the position of the virtual
lights in a 3D space. In case of some virtual lights, there are
additional manipulators in order to further personalize the
look of the effects. That is the case of Hatching which has
another manipulator to change its direction in an easy way.
The figures 2 and 3 show two 3D scanned models without
any virtual light applied. Figure 4 and 5 show those models
with a series of virtual lights applied to them. Figure 6
shows the results of the complex pipeline used in Figure 1.
Expressive Virtual Lights:
−
Silhouette: this virtual light will produce the 3D model
silhouette. The look of the silhouette can be altered
according to its colour, width and style.
−
Cel Shading: this virtual light will produce a toon
shading effect on the model surface. The stripe
number, colour and width are the parameters which
the user can change.
−
Hatching: this virtual light will produce a hatching
effect on the model surface. The look can be changed
according to the hatching direction, the luminosity, the
line frequency and their width.
Transformation Virtual Lights:
−
Translation: this virtual light will translate the 3D
model to the specified coordinates.
Figure 2. Angel Lucy from Stanford 3D Scanned Repository.
5. Results
The developed application only runs in Linux at the moment but
it has been developed with portability to other operative systems
in mind. There are no libraries specific to this system and the
creation of the executables for MS Windows or Mac OS X
should not require any considerable effort. Thanks to the
emphasis in accessibility and ease of use, the training period
required to familiarize oneself with the application is negligible,
hardly a few minutes. Likewise, the ease of use allows users
without any artistic training to create illustrations that compete
in quality with the works of professional artists. And these
illustrations can be made right away, barely a few minutes will be
needed in order to create intricate designs with the added
advantage that provide the independence of the operations and
the reusability of the diagrams between different models.
Figure 3. Ippolita Sforza’s statue sculptured by Francesco Laurana.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
293
Figure 4. Angel Lucy from Stanford 3D Scanned Repository.
with hatching applied.
Figure 5.Simple pipeline applied to Ippolita Sforza’s statue.
Figure 6. Final results of the complex pipeline shown in Figure 1. Only one model was used to render this illustration.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
294
6. Conclusions
This paper describes a computer tool that allows the easy
generation of illustrations with intricate artistic looks from one
or multiple 3d scanned models. The user can achieve these
results by means of the creation of diagrams that combine well
known techniques as hatching, toon shading and silhouette
enhancement. The whole process is extremely intuitive, it allows
a wide range of characterization through an extensive number of
parameters and the user can change every single step whenever
he wants in real time.
The variety of styles that can be created with this tool is rather
large thanks to the possibilities opened by the mixture of the
chosen artistic techniques. Likewise, the created diagrams can be
easily reused between different 3D models given the
independent nature of the extended concept of virtual lights
implemented. Finally, the illustrations rivals in quality to that of
professional artists.
Acknowledgments
The writers are grateful to Elodia López for her help. Thanks to the Consejería de Innovación y Empresa of the Junta de Andalucía that
has partially funded this article through the project of excellence PE09-TIC-5276.
References
MARTIN, D. et al. (2001): “Rendering Silhouettes with Virtual Lights”. Computer Graphics Forum, Vol. 20, nº 4, pp. 271-282.
ROST, R. J. et al (2009): “Open GL Shading Language 3rd Edition”. Addison-Wesley.
FREUDENBERG, B. (2003): “Stroke-based Real-Time Halftoning Rendering”, Ph. D. thesis, University of Magdeburg.
DOSS, J. (2008): “Inking the Cube: Edge Detection with DIRECT 3D 10, [online] http://software.intel.com/en-us/articles/inking-the-cube-edgedetection-with-direct3d-10/
HERMOSILLA, P. et al. (2009): “Single Pass GPU Stylized Edges”, IV Iberoamerican Symposium in Computer Graphics – SIACG, pp. 1-8.
DECAUDIN, P. (1996): “Rendu de scènes 3D imitant le style <<dessin animé>>”, Rapport de Recherche 2919, Institut National de Recherche
en Informatique et en Automatique.
LAKE, A. et al. (2000): “Stylized Rendering Techniques for Scalable Real-Time 3D Animation”, NPAR2000: First International Symposium on
Non-Photorealistic Animation and Rendering.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
295
REPRESENTACIÓN 3D DE LA CÁMARA FUNERARIA DE PIQUÍA (ARJONA, JAÉN)
CENTRO ANDALUZ DE ARQUEOLOGÍA IBÉRICA-UNIVERSIDAD DE JAÉN. JAÉN. ESPAÑA
MESA COMUNICACIONES_5 / TABLE OF COMMUNICATIONS_5
MUSEOGRAFÍA VIRTUAL ONLINE: NUEVAS TENDENCIAS /
ONLINE VIRTUAL MUSEOGRAPHY: NEW TRENDS
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
296
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).
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
297
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)
- 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 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).
-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).
Figura 4: Representación 3D de la cámara funeraria de Piquía (Arjona,
Jaén)
Figura 5: Tachuelas procedentes de Baecula (Santo Tomé, Jaén)
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)
3. Metodología de integración de contenidos
3D/RV
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.
- A partir de la adquisición de la forma con un escáner 3D (ZScann 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).
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
298
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.
Figura 6: Esquema de la metodología empleada en la elaboración de
modelos 3D a partir de dibujos de publicaciones
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
razón por la que la creación de metadatos necesita ser parte de la
creación de los modelos 3D.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
299
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).
4. Conclusiones
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, 9-35.
BELLÓN Juan Pedro, GÓMEZ, F., RUIZ, A., MOLINOS, M, SÁNCHEZ, A., GUTIÉRREZ, L., RUEDA, C., WIÑA, L., GARCÍA
Mª A., 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 pg. 17-29.
CHAMBERS, Sally y SCHALLIER, W. (2010): Bringing research libraries into Europeana: establish a library-domain aggregator. Liber
Quarterly 20 (1), September 2010.
FRISCHER, Bernard., 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.
XXXIV-5/W10; accesible online: http://www.frischerconsulting.com/frischer/pdf/FrischerEtAlRomanForum.pdf (consultado el 1 de abril de 2011).
HERMON, Sorin y NICCOLUCCI, F. (2000): “The impact of shared information technology on archaeological scientific research”. 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.
III Congreso Internacional de Arqueología e Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
300
Museos Virtuales. Un caso práctico: Museo Nacional de
Arqueología Subacuática (Arqua)
Arambarri Basáñez, Jon; Baeza Santamaría, Unai
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
Tras la aparición de la World Wide Web, los museos han visto la
posibilidad de disponer de un escaparate para atraer posibles
visitantes (SANTACANA, J, 2008:358).
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 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.
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.
2. Visita virtual arqua
Cuando hablamos de museos virtuales, podemos entenderlo
como ambientes tridimensionales donde se exhiben una amplia
variedad de obras de arte (PORATTI, G.G, 2010:53).
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
exploración y la navegación web por los mundos virtuales y el
Internet del futuro.
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
3. Objetivos
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, M., 2006:66).
El proyecto, desarrollado por Virtualware bajo las directrices de
la empresa museística GPD, persigue disfrutar virtualmente del
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.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
301
-
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
Figura 1. Visita cenital del espacio expositivo
Figura 3. Contenidos multimedia
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.
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.
3. 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]
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.
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.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
302
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.
4. 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).
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.
Figura 4. Primer encuentro V-MUST en el que se presenta Arqua
Interactivo (Congreso Archeovirtual, Salerno 2010)
Bibliografía
PORATTI, G.G, (2010): “Lor próximos 500 años ¿Cómo evolucionarán las casas, computadoras, automóviles, industrias, y robots del futuro? P.53
TAMAGNINI, M. AUSTRAL, A. (2006): “Problemáticas de la Arqueología Contemporánea”, p.66
SANTACANA, J. SERRAT, N. (2008) “Museografía didáctica” P.358
FUNDACIÓN COTEC, (2010):”Innovación en el sector del Patrimonio histórico” Informes sobre el sistema de innovación español
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
303
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. Universidad de Jaén. Jaén. España
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],
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
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
304
conocimiento tradicionalmente aceptados como libros y
revistas.
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/)
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/.
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.
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.
• VRML (Virtual Reality Modeling Language)
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
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,
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
305
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 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 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.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
306
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
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
307
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.
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.
Bibliografía
AMIGONI, F. et al. (2009): “The Minerva system: A step Howard automatically created virtual museums”, en Applied Artificial Intelligence, vol. 23. pp.
204-232.
CABALLERO, F.J (2011): “Nuevos métodos de difusión del arte. Espacios expositivos virtuales: proyecto UMUSEO”. En Actas de El Patrimonio
Cultural y Natural como motor de desarrollo: Investigación e Innovación. pp. 212.
CANO, J (2011): “Nuevas Tecnologías: Recursos emocionales para la exhibición del conocimiento en los Museos”. En Actas de El Patrimonio Cultural y
Natural como motor de desarrollo: Investigación e Innovación. pp. 214.
CARROZZINO, M. et al. (2010): “Beyond virtual museums: Experiencing immersive virtual reality in real museums”, en Journal of Cultural Heritage,
vol. 11 (4). pp. 452-458
CORCORAN, F. et al. (2002): “Inuit3d: An interactive virtual 3d web exhibition”. En Proceedings of the Museums and the Web, [online]
http://www.archimuse.com/mw2002/papers/corcoran/corcoran.html [Consulta: 15-03-2011].
HANISCH, F. et al. (2000): “Reconstruction and virtual model of the Schikard calculator”. En Journal of Cultural Heritage, vol.1. pp.: 335-340.
HARNAUD, C.H. (2007): “Protecting our cultural heritage”. En Chemical & Engineering news, vol. 85 (50), pp.: 34-36.
HERNÁNDEZ, L. (2010): “Galicia Dixital. Una exposición de patrimonio e-tangible. El Museo Vacío”. En Virtual Archaeological Review (VAR),
vol. 1(1), pp. 35-39.
MOLTENBREY, K. (2001): “Preserving the Past”, vol. 24(9). En Computer Graphics World.
ROBLES ORTEGA, M.D. et al. (2010). “Uso de aplicaciones estéreo para difundir estudios arqueológicos. Aplicación a Museos Virtuales”. En Virtual
Archaeological Review (VAR), vol. 1(2), pp. 138-142.
VINCE, J. (1995): Virtual reality systems. ACM Press/Addison-Wesley Publishing Co.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
308
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 Cutural 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 netorno 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 multidisplinar 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 interctiva 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.
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.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
309
La aplicación consiste en el desarrollo de un paseo virtual
mediante tecnologías avanzadas y de recursos asociados a
Internet. Su nucleo 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.
El sistema aplicado debía permitir una presentación de la
información real inversiva 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 trevés 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.
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
desaroollo 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:
- 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 1. Reconstrucción Muralla
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 abservar 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.
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.
Figura 2. Pantalla inicial de la Cuenca Islámica
Por las condiciones del terreno, la zona daba al espacio un
carácter inexpugnable y de indudable ventaja ante posibles
ataques.
La pobleción de Al Madinat-Kunka contaba con todos los
elemntos 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 e acceso. Las primeras
descripciones de la ciudad las hicieron los cronistas árabes ElIdrisi y Sahib-al-Sala dando cuenta de que existían en Cuenca
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
310
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 antihuos 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 ete 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 enormente 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
abndonando la zona para instalarse en los arrabales y en la parte
baja. El estamento clesiástico, que presidía en esos momentos la
ciudad, fue habitando los edificios religiosos que se construyeron
entonces.
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.
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
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.
Figura 3. Reconstrucción de la Catedral
El sitio web Cuenca, realidad virtual, está dividido en tres grandes
bloques: Cuenca Islámica, Cuenca Cristiana y Cuenca Siglo
XVIII.
- 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
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.
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
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
311
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 oirlo gracias a la locución que
posee.
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 asi como el texto y la
audición explicativa.
Figura 7. Interfaz de la recreación de Cuenca en el siglo XVIII
Figura 5. Interfaz de la recreación de la Cuenca Islámica
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.
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 edicio
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 6. Interfaz de la Cuenca Cristiana
Agradecimientos
El equipo técnico del Museo de Cuenca agradece especialmente la colaboración de Mariano Aragón Marín, Ténico 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.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
312
Bibliografía
ALONSO Y VELASCO, J. M. (2003): Plan Especial de la Ciudad Alta y sus Hoces, Ayuntamiento de Cuenca.
EL IDRISI (1974): Geografía de España, Colección Textos Medievales, nº 37. Valencia
GIMENEZ AGUILAR, M.(1923): Guía de Cuenca. Museo Municipal de Arte. Cuenca
IBAÑEZ MARTÍNEZ, P.M. (2003): La vista de Cuenca desde el Oeste (1565) de Van Der Vingaerde, Diputación Provincial de Cuenca.
IBAÑEZ MARTÍNEZ, P.M. (2006): La vista de Cuenca desde la Hoz del Júcar (1565) de Van Der Vingaerde, Diputación Provincial de Cuenca.
IRADIEL, P. (1974): Evolución de laIindustria Textil Castellana (S. XIII-XVII) Factores de desarrollo, organización y costes de la producción
manufacturera en Cuenca. Universidad de Salamanca.
LOARCE GOMEZ, J.L. y MUÑOZ MENDOZA, C. (1985): Rutas Arqueitectónicas de Castilla-La Mancha. JCCM. Toledo.
MARTIR RIZO, J.P. (1929): Historia de la Muy Noble y Leal Ciudad de Cuenca. Barcelona, Reedición 1974.
MUÑOZ Y SOLIVA, T. (1886-87): Historia de la Muy Noble y Leal e Impertérrita Ciudad de Cuenca y del territorio de su Provincia y Obispado desde
los tiempos primitivos hasta el presente. T. I, Imprenta El Eco; T. II, F. Torres. Cuenca.
PEREZ RAMIREZ, D. (1982): “La Sinagoga de Cuenca, Iglesia Santa María La Nueva”, Cuenca, pp. 47-48. Cuenca.
ROKISKI LAZARO, M.L. (1986): Arquitectura del siglo XVI en Cuenca. Diputación de Cuenca.
SANCHEZ BENITO, J.M. (1994): El espacio urbano de Cuenca en el Siglo XV. Diputación de Cuenca.
TROITIÑO VINUESA, M.A. (1985): Cuenca: evolución y crisis de una vieja ciudad Castellana.MOPU. Universidad Complutense de Madrid
TROITIÑO VINUESA, M.A (1995): Recinto Histórico de Cuenca: Patrimonio Cultural de la UNESCO.Expediente presentado a la UNESCO
por el Ayuntamiento de Cuenca.
VALMAÑA, A. (1977): El Fuero de Cuenca. Tormo. Cuenca
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
313
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
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
314
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
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
315
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
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 entornos
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
real, en términos de sus interacciones con objetos y las
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
316
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.
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.
3.0.- Presentacion
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.
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
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.
--------------------------------------------------------------(1) García Canclini, Néstor: Para un diccionario herético de estudios
culturales.- Rev. Fractal. On line: www.fractal.com.mx
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.
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)”
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
317
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 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.
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.
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
11.- Finales de Noviembre-principios de Diciembre /2008.Trabajos de distribución en el espacio virtual del Museo. Estos
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
318
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”
Fotografía, Diseño y maquetación página WEB
Alfredo Ramón Verdú, fotógrafo profesional
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
3.1.4.- Integrantes del Proyecto UMUSEO
Director y Diseñador del Proyecto:
Francisco J. Caballero Cano, Profesor de la Facultad de Bellas
Artes de la Universidad de Murcia
Leonor Ruiz Guerrero, Licenciada en Bellas Artes, Personal
Contratado Área de
Artes Plásticas
Departamento de Historia del Arte, Facultad de Letras
Director Adjunto y Técnico Diseño Espacios Virtuales
Departamento de Bellas Artes, Facultad de Bellas Artes
Gerardo D. Robles Reinaldos, Profesor de la Facultad de Bellas
Artes de la Universidad de Murcia
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
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)
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
319
MODELO EXTERIOR CATEDRAL DE SANTIAGO DE COMPOSTELA.
UNIVERSIDADE DA CORUÑA. A CORUÑA. ESPAÑA
MESA COMUNICACIONES_6 / TABLE OF COMMUNICATIONS_6
PUESTA EN VALOR: LA HIPÓTESIS VIRTUAL ARQUEOLÓGICA
EN INVESTIGACIÓN, DOCUMENTACIÓN Y DIFUSIÓN
ENHANCEMENT: ARCHAEOLOGICAL VIRTUAL HIPOTHESIS IN RESEARCH,
DOCUMENTATION AND DIFFUSION
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
320
Aplicación para la inspección espacial, volumétrica y seccional
interactiva de la Catedral de Santiago de Compostela.
Viviana Barneche Naya, Luis A. Hernández Ibáñez, Alberto Jaspe Villanueva y Gustavo Fariña Fernández
VideaLAB. Grupo de Visualización Avanzada. Universidade da Coruña. España
Resumen
El presente artículo describe el proceso de diseño, producción e implementación de una aplicación destinada a permitir el análisis formal interactivo de la Catedral
de Santiago de Compostela. La complejidad geométrica del modelo edificio para el detalle requerido, derivada principalmente de la profusión de elementos estilísticos
presentes en el mismo y que constituye al fin y al cabo una de sus señas características, impuso utilizar soluciones basadas en cálculo de radiosidad por refinamiento
progresivo para la generación de un modelo que pudiese ser manipulable en tiempo real, con calidad visual de iluminación global, a la vez que seccionable
interactivamente mediante interacción multitáctil.
Palabras Clave: CATEDRAL DE SANTIAGO, RADIOSIDAD, TIEMPO REAL, INTERACCIÓN MULTITÁCTIL
Abstract
This paper describes the design, production and implementation of an application for the formal analysis of the Cathedral of Santiago de Compostela. The
geometrical complexity of the model of this building for the level of detail required, derived from the profusion of stylistic elements present, that constitutes one of its
signs of identity leaded to use the progressive refinement radiosity method to generate a model which could be handled in real-time, adding the visual quality of global
illumination, to be implemented in an application that allows the user to interactively inspect and cross-section the model.
Key words: CATHEDRAL OF SANTIAGO, RADIOSITY,REAL-TIME, MULTITACTILE INTERACTION
1. Introducción
análisis formal, requiere por tanto de la recreación de cada uno
de sus elementos constituyentes con un nivel de detalle adecuado
para la correcta descripción visual de los mismos.
El análisis de la forma arquitectónica es un proceso que va más
allá de la simple contemplación del edificio y que involucra una
indagación en los aspectos semánticos que componen el objeto
construido. Masa, espacio y función se entrelazan,
materializando elementos constructivos cuya relación ha de
entenderse si se quiere comprender aquel.
Como es bien sabido, la creación de un modelo para su
exploración interactiva en tiempo real impone unas duras
condiciones de contorno en la confección del mismo de cara a
obtener una geometría altamente eficiente en términos de
información visual frente a tiempo de cálculo. En ese sentido, la
presencia de una geometría profusa de elementos a representar
constituye uno de los mayores obstáculos al rendimiento
computacional, máxime cuando se busca incorporar
características visuales de la volumetría que se consideran
importantes, tales como las sombras arrojadas o la iluminación
difusa.
En cada tiempo, la arquitectura ha buscado respuestas formales
para satisfacer los requerimientos funcionales del edificio,
ciñéndose a las imposiciones constructivas y estructurales de las
técnicas de su época a través de la invención y el diseño. La
forma del edificio y sus componentes surgen por tanto de una
macla de técnica y estética vinculadas a un momento histórico y
cultural concreto que define lo que se conoce como estilo.
El caso que se describirá en estas líneas, la Catedral de Santiago
de Compostela, constituye un buen ejemplo en el que concurren
rasgos estilísticos de diferentes épocas conviviendo juntos. Su
traza inicial románica, que tantas veces se ha utilizado como
paradigma ilustrador de las características de este estilo, es
modificada a lo largo de los siglos mediante múltiples
aditamentos y reformas que han transformado partes y añadido
elementos, en ocasiones de manera sutil y en otras de forma
espectacular, destacando entre estas últimas la fenomenal
Fachada del Obradoiro, ejecutada por el arquitecto Casas y
Novoa a mediados del siglo XVIII.
La generación de un modelo digital de un edificio, de cara a la
exploración interactiva del mismo que permita llevar a cabo ese
A continuación se explicará los criterios y metodología
empleados en la realización del caso que nos ocupa.
2. Objetivos
El trabajo que aquí se describe responde a la necesidad de contar
con una maqueta virtual interactiva de características tales que:
- Pudiese ser manipulada a través de su rotación, aproximación
a cualquier elemento de la misma y sección interactiva por
cualquier plano horizontal, transversal o sagital.
- Respondiese lo más fielmente posible a la geometría del
edificio original en sus aspectos arquitectónicos, a fin
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
321
precisamente de preservar la fidelidad formal, evitando en lo
posible realizar simplificaciones en todos aquellos elementos
constructivos de carácter no escultórico, así como la
emulación o substitución de geometría por textura
fotográfica.
- Contase con un mínimo de calidad visual que garantizase al
menos la presencia de sombras arrojadas en todo el modelo,
así como reflexión difusa de la luz.
- Pudiese manipularse utilizando criterios de interacción
natural.
- Mostrase únicamente los aspectos formales arquitectónicos,
descartándo la obra escultórica pétrea o lígnea, mobiliario, etc,
limitándose al templo y excluyendo el museo, claustro, cripta,
e iglesia aledaña de la Corticela.
3. Metodología
3.1 Diseño del proyecto
El cumplimiento de los objetivos impuso unas fuertes
restricciones de cara a obtener un modelo altamente eficiente
para que a pesar de su complejidad geométrica y los requisitos de
iluminación pudiera ser manipulado interactivamente por un
ordenador dotado de una tarjeta gráfica de consumo.
El criterio de la iluminación global era necesario para visualizar
de manera adecuada tanto los matices volumétricos de las zonas
en sombra, como, y muy especialmente, el interior iluminado
mediante luz indirecta y reflexión difusa. Hoy por hoy, aunque
hay trabajos (MARTIN, 2010) en la dirección de calcular estos
efectos en tiempo real, por las características del caso que nos
ocupa fue necesario utilizar una aproximación basada en el
precálculo de la iluminación. Comúnmente, esto se implementa
en las tecnologías actuales de tiempo real mediante la asignación
a cada superficie del modelo de un mapa de iluminación, o
ligthmap, sin embargo, la previsible complejidad del modelo,
hacía inaceptable una solución de ese tipo por el alto número de
ficheros de textura necesarios y la memoria requerida para
alojarlos con una resolución aceptable.
No obstante, precisamente la alta densidad de poligonalización
del modelo es conceptualmente afín con otro de los algoritmos
de cálculo de iluminación global: la radiosidad por refinamiento
progresivo, que si bien es poco usado hoy en día en los
programas de visualización estándar, permite la obtención y
almacenamiento de los datos de iluminación del modelo en los
vértices de la malla asociada al mismo, denominada malla
energética. La obtención y uso de mallas energéticas distintas para
el exterior y el interior del templo permitiría además conjugar
dos estados de iluminación con rangos dinámicos muy dispares
correspondientes a la iluminación solar en el exterior y artificial
en el interior. El número máximo de polígonos que constituiría
la malla energética quedaría por tanto acotado por la potencia
gráfica del equipo que la visualizase.
Para permitir la inspección del la estructura espacial del templo y
la relación interior-exterior del mismo, se planteó una aplicación
con un sistema de secciones interactivas a lo largo de tres ejes,
obteniéndose cualquier corte sagital, transversal u horizontal,
coordinado con un modelo de interacción multitáctil basado en
las acciones de zoom, encuadre y rotación presentes hoy en día
en los dispositivos de este tipo para su control mediante la
acción de dos dedos sobre la pantalla.
3.2 Documentación
La información necesaria para confeccionar el modelo se obtuvo
de las publicaciones con información planimétrica del templo
existentes (CONANT, 1983) (FRANCO, 1999) (TAÍN,1999)
complementada por la documentación fotográfica en resolución
Gigapixel de la aplicación “Catedral Libro de Piedra” (ILUX, 2010)
que se realizó previamente y como parte complementaria de este
trabajo. Estas imágenes pueden ser asimismo consultadas
mediante la activación de iconos en el propio modelo en la
aplicación final.
3.3 Modelado
El modelo fue confeccionado en AutoCAD, aplicando criterios
de sintaxis formal arquitectónica en la creación de todos sus
elementos y atendiendo a sus reglas estilísticas de trazado. Esto
es, considerando por ejemplo, una columna como la suma de
plinto, basa, fuste y capitel, y no como la simple réplica de un
sólido de medidas dadas. Ello permitió la generación de
múltiples elementos reutilizables, y dotó al modelo de una
regularidad, modulación y apariencia canónica, que aunque le
resta un matiz de fidelidad frente a las irregularidades
constructivas del templo real, realza características que ayudan al
análisis formal del mismo.
La imposición del tiempo real requirió utilizar únicamente
técnicas de modelado poligonal con todas las caras
correctamente orientadas. El modelo final comprendió 797.695
polígonos en el exterior y 261.879 en el interior
Figura 1. Modelo exterior
3.4 Calculo de la iluminación.
El cálculo de la iluminación se llevó a cabo utilizando el
programa Lightscape, que permite la generación de una malla
energética de radiosidad asociada con valores de iluminación en
cada vértice de la misma, empleando para ello la técnica del
refinamiento progresivo, esto es, la subdivisión de cada
superficie en otras más pequeñas en función del gradiente de
iluminación a lo largo de la misma. Es aquí donde la complejidad
del modelo jugó muy a favor del cálculo, ya que la miríada de
elementos de pequeño tamaño que lo componen permitió que
en muchos casos la subdivisión fuese escasa o nula. Se estableció
un límite a las dimensiones de los elementos de la malla
energética de 0,40 m en el exterior y 0,32 m en el interior, con
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
322
excepciones en zonas de sombras muy perfiladas que requiriesen
una subdivisión específica.
3.5.2 Preiluminado por vértice
Como se ha indicado anteriormente, para iluminar la catedral
con el modelo realista precalculado usando la técnica de
radiosidad la información de radiancia es almacenada por cada
vértice, con un valor normalizado en función de los máximos y
mínimos de la escena. En la etapa de render, la iluminación
estándar se desactiva y el color final de cada vértice, procedente
del cálculo descrito en 3.4, es modulado por este valor de
luminancia. Además, utilizando un sombreado de tipo smooth
shading, se genera una transición lineal de la iluminación a lo largo
de la superficie de cada polígono, de forma que no existen
cambios bruscos de iluminación que podrían inducir artefactos
visuales.
3.5.3 Planos de sección
Para conseguir el efecto de sección del modelo, se han utilizado
unas entidades especiales definidas en el estándar de OpenGL
llamados Clip Planes, o planos de corte. Éstos permiten dividir el
espacio entero de la escena usando planos, y desechar toda la
geometría que se encuentre en una de las dos mitades, aquella
apuntada por la normal del plano.
Figura 2. Detalle de la figura 1
La malla energética de radiosidad final quedó compuesta por 3,8
millones de polígonos en el exterior y de 2,1 millones de
polígonos en el interior, resultando un ratio de subdivisión
respecto a la malla poligonal original de 4,7 y 8,0, es decir, muy
por debajo de los ratios comunes en la aplicación de esta técnica,
con similares resultados visuales.
Utilizando la representación en grafos de la escena, se definió un
subscenegraph especial de elementos cortables para gestionar de
forma eficiente las partes del modelo digital que se puedan
seccionar en la aplicación. En él se define un grupo por separado
del que cuelgan todos aquellas partes seccionables del modelo,
otro grupo con la geometría autogenerada de los ejes, que servirá
de interfaz para que el usuario pueda mover los planos de corte,
y un tercer nodo de estado con los parámetros de corte.
La iluminación por este método refleja de manera adecuada la
reflexión difusa de la luz, tanto en el interior como en las zonas
de sombra exteriores y almacena adecuadamente el contorno de
las sombras arrojadas.
La mallas de radiosidad exterior e interior fueron importadas en
el programa 3DS Max para su exportación al formato OSG
utilizando el plug-in disponible para el mismo, tras la aplicación a
la geometría de los modificadores LSColor, LSMesh y
VertexColor.
3.5 La aplicación interactiva
3.5.1 Motor
El modelo catedralicio se muestra interactivamente en una
aplicación desarrollada al efecto, utilizando para el renderizado
en tiempo real el motor gráfico OpenSceneGraph (MARTZ, 2007)
basado en el estándar OpenGL. Como scenegraph, las distintas
partes del modelo digital son organizadas en nodos y conectadas
mediante un grafo. Cada uno de estos nodos contiene, además
de los datos puramente geométricos, información de estado que
indica a la tarjeta gráfica cómo debe visualizarse, como los
modos de organización geométrica, shading, etc.
Para lograr mover con fluidez los 5,9 millones de polígonos que
representan la catedral, se utilizan Vertex Buffer Objects (VBO) que
permiten almacenar la información de los vértices, las normales,
etc. en buffers especiales en la memoria gráfica, evitando uno de
los mayores cuellos de botella en este tipo de aplicaciones, la
transferencia entre memorias.
Figura 2. Esquema del sistema de seccionado.
Cada eje de sección podrá entonces tener dos planos, uno en
cada sentido, definidos por la ecuación del plano y sus normales,
así como unos límites de sección calculados en función de la
bounding box de los modelos seccionables.
A fin de que el área seccionada aparezca en un color descriptivo,
se implementó un shader encargado de colorear las caras
posteriores de cada polígono, rellenando de esta manera en todo
momento de este color el espacio entre el modelo interior y el
exterior.
3.5.4 Movimiento
La visualización arquitectónica requiere un interfaz en el que el
usuario, tanto generalista como especializado, pueda examinar
sin trabas cualquier vista del modelo, ya sea un detalle como una
perspectiva general.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
323
Para lograr este objetivo, se utilizó la tecnología de los monitores
multitáctiles, que permiten dos o más toques al mismo tiempo,
en combinación con un paradigma de movimiento propio que
explicamos a continuación, basado en los gestos a los que los
teléfonos móviles y otros dispositivos nos están acostumbrando,
como alejar los toques de los dedos para hacer zoom o usar un
solo toque para desplazar la vista.
rayo con el modelo es el centro de una semiesfera virtual con
radio hasta la cámara. A partir de ese momento, y siguiendo los
parámetros mostrados en el gráfico anterior, la rotación y el
cabeceo son modificaciones en la primera y segunda coordenada
polar sobre la semiesfera, y el zoom simplemente modifica su
radio. De esta forma, se consigue un movimiento producto de
las tres transformaciones al mismo tiempo. Al soltar los toques,
se gestiona durante un tiempo predefinido una cierta inercia,
disminuyendo logarítmicamente el vector de movimiento que
poseía la cámara, y aumentando la sensación de fluidez de cara al
usuario.
4. Resultados
Como resultado de este trabajo se obtuvo una aplicación que
cumple con los objetivos previstos, y que forma parte de la
exposición Loci Iacobi en Santiago de Compostela.
Figura 3. Seccionado sagital y eje interactor.
El modelo resulta adecuado para el análisis formal del edificio
tanto para el usuario profano, tan solo interesado en aspectos
generales de la arquitectura de la catedral compostelana, como
para el especialista o estudioso de la misma, por el rigor métrico
y formal al que responde esta maqueta virtual.
Asimismo, este modelo digital constituye una fuente más de
documentación métrica del edificio compostelano, realizado y
utilizable en el entorno de trabajo CAD usado habitualmente en
las tareas de elaboración de documentación planimétrica
arquitectónica.
5. Conclusiones
Figura 4. Seccionado horizontal y eje interactor.
El caso de estudio que nos ocupa permite utilizar gestos de un
toque y de dos. Los primeros, de un solo toque, calculan una
intersección entre un rayo enviado desde la cámara, pasando por
la proyección del toque en la escena 3D, hacia el modelo. Si hay
intersección, el movimiento del toque origina un movimiento de
desplazamiento sobre el plano perpendicular a la normal de la
superficie intersecada. Este movimiento, que no es el habitual
utilizado en estos casos, se diseñó para poder examinar de una
forma mucho más adecuada espacios arquitectónicos, y permite
un desplazamiento homogéneo por las grandes superficies del
edificio examinado, como fachadas.
Para gestionar los dos toques se utiliza un algoritmo propio que
denominamos PRotaZoom (Pitch + Rotation + Zoom) y que
permite combinar distintas transformaciones en todos los ejes
basándose en la configuración geométrica de los dos toques y su
movimiento.
El uso de la radiosidad por refinamiento progresivo, combinada
con un modelo altamente detallado, permiten la obtención de
modelos eficientes capaces de ser mostrados en tiempo real con
características de iluminación realista incluso en modelos
arquitectónicos de la complejidad de una catedral. La aplicación
de criterios de interacción natural en una aplicación que utilice
tales modelos permite de manera cómoda y fluida el análisis
formal del edificio patrimonial.
Agradecimientos
Los autores desean manifestar su agradecimiento a la Secretaría
Xeral para o Turismo de la Consellería de Cultura e Turismo de la
Xunta de Galicia, cuya iniciativa y soporte ha hecho posible la
realización de este trabajo.
Cuando se detectan dos toques, se lanza un rayo en el punto
medio de dichos toques, y se genera un rayo partiendo de la
cámara que pase por ese punto. El punto de intersección del
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
324
Bibliografía
MARTIN, S. EINARSSON, P. (2010) “Real Time Radiosity Architecture” Presentación en el curso “Advances in Real-Time Rendering” en
SIGGRAPH 2010 [online] [Consulta 15-04-2011]
http://publications.dice.se/attachments/Siggraph10-ARR-RealtimeRadiosityArchitecture.ppt
CONANT, KENNETH, J. (1983) “Arquitectura románica da Catedral de Santiago de Compostela” Ed. Colexio Oficial de Arquitectos de
Galicia. Vigo.
FRANCO TABOADA, J.A, y TARRIO CARRODEGUAS, S. (1999) “As Catedrais de Galicia. Descrición Gráfica”. Departamento de
Representación e Teoría Arquitectónicas. Ed. Xunta de Galicia. Santiago de Compostela.
TAÍN GUZMÁN, M. (1999). “Trazas, Planos y Proyectos del Archivo de la Catedral de Santiago” Ed. Diputación Provincial de A Coruña.
ILUX (2010). “Catedral, Libro de Piedra” Ilux Visual Technologies. [on-line] [Consulta 15-04-2011] http://www.ilux.es/es/catedral
MARTZ. P. et al. (2007): “OpenSceneGraph Reference Manual v2.2”, Ed. Kuehne. B. and Marktz. P [online] [Consulta 15-04-2011]
http://www.osgbooks.com/books/osg_refman22.html
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
325
Reconstrucción Infográfica del Castellum de Tamuda
(Tetuán, Marruecos).
Javier Bermejo Meléndez, Juan Manuel Campos Carrasco, Salvador Delgado Aguilar, Lucía Fernández Sutilo,
Clara Toscano Pérez, y Javier Verdugo Santos
Grupo de Investigación VRBANITAS-Hum 132. Área de Arqueología.
Universidad de Huelva. Huelva. España.
Resumen
Las últimas investigaciones desarrolladas en el solar del castellum romano de Tamuda (Tetuán, Marruecos), especialmente centradas en las puertas de la
instalación militar, han puesto de relieve diferentes fases o episodios constructivos en la vida del mismo. Así en este trabajo se presentan diversas restituciones
infográficas correspondientes a las fases documentadas en el recinto, centradas de manera específica en las puertas de acceso, ofreciendo una imagen de la evolución de
dicha instalación militar a lo largo de casi cuatro siglos, desde los momentos fundacionales en época de Claudio hasta los inicios del s. V d.C. (Máximo 8 líneas).
Palabras Clave: CAMPAMENTO ROMANO, ARQUITECTURA ROMANA, TAMUDA
Abstract
The last researches developed in the lot of Tamuda's Roman castellum (Tetuan, Morocco), specially centred on the doors of the military installation, have
emphasized different phases or constructive episodes in the life of the same one. This way in this work they present diverse restitutions infographics corresponding to
the phases documented in the enclosure, centred of a specific way in the doors of access, offering an image of the evolution of the above mentioned military installation
throughout almost four centuries, from the moments of the foundation in epoch of Claudio up to the beginnings of Vst. c. A.D.
Key words: ROMAN CAMP, ROMAN ARCHITECTURE, TAMUDA.
1. El Castellum de Tamuda: Las puertas Este,
Norte y Sur2.
El yacimiento de la ciudad púnico-mauritana de Tamuda, sobre la
que se instala un castellum de época romana, se encuentra ubicado
a escasos kilómetros de la actual Tetuán (Marruecos). Dicha
instalación campamental se define como un cuadrado con unas
dimensiones de 98 m x 93 m orientando sus puertas de acceso a
los puntos cardinales (Fig. 1).
diferente cronología para las fases evolutivas propuestas para el
conjunto de las puertas. En esta línea a lo largo de los siglos I-V
d.C., es decir desde momentos fundacionales en época JulioClaudia hasta los últimos momentos de vida del bajo imperio se
pueden establecer numerosas fases para cada una de las puertas.
A continuación expondremos los resultados del análisis de las
puertas Este, Norte y Sur - dado que la Oeste fue objeto de
estudios anteriores (Bermejo, et alii, e.p) - las cuales a grandes
rasgos comparten diversas similitudes.
Precisamente las puertas han sido los conjuntos estructurales a
los cuales se les ha dedicado una mayor atención a lo largo de las
últimas campañas de investigación (Campos, J.M. et alii, 2010;
2011). A este respecto la metodología de estudio ha estado
centrada en el análisis arqueoarquitectónico, acompañada en
algunos puntos con sondeos estratigráficos que han aportado
2 Este trabajo se enmarca dentro de las actividades del Proyecto de
Investigación “Investigación y Puesta en Valor de la Ciudad de Tamuda
(Tetuán, Marruecos)” financiado por el Ministerio de Cultura-Dirección
General de Bellas Artes y Bienes Culturales (Proyectos Arqueológicos en
el Exterior (Ref. SGIPCE AMC CMM/ARQUEOLOGIA EXT. 2010) y
la Consejería de Cultura de la Junta de Andalucía.
Figura 1. Foto aérea del Castellum de Tamuda (Tetuán, Marruecos).
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
326
Puerta Este (Porta Principalis Dextra)
Bajo la aparente unidad en la fábrica de este conjunto estructural
se esconde hasta 5 fases en la evolución del mismo. A este
respecto una primera fase vendría representada por un lienzo
murado en el que se inserta una obra de cantería representada
por los quicios de las jambas. Dicha puerta se configura con un
acceso tripartito, con tres vanos, siendo el central mayor que los
laterales (Fig. 2).
Figura 3. Imagen de la segunda fase constructiva en la puerta este.
Obsérvese el cambio en los accesos.
Figura 2. Reconstrucción infográfica de la puerta este. Primera fase.
A esta primera fase le seguirá una segunda representada por el
adosamiento al interior, en los vanos laterales, de dos torres de
planta cuadrada. De esta forma se complejiza la defensa de la
puerta al contar con un acceso más reducido, dado que se
flanquea la puerta con torres laterales cuyo acceso se realiza de
manera lateral, esto es actuarían a modo de pequeñas puertas en
recodo (Fig. 3 y 4). Cronológicamente esta fase pudo
desarrollarse a fines del s. I d.C. o comienzos del s. II d.C.
A medida que avance el s. II d.C., se desarrollará una nueva fase
en la que se recrecerá el nivel de cota de suelo mediante un
nuevo pavimento de cal y guijarros, y el cambio en los vanos de
acceso de los cubos interiores, los cuales verán reducida su
anchura, en una clara intención por buscar una mayor defensa en
el paso (Fig. 5).
Figura 4. Vista de los cubos interiores desde el interior del campamento.
A esta fase, y tras un posible episodio traumático representado
por un nivel de incendio, se produce un nuevo momento
constructivo para la puerta. En este momento se producirá el
adosamiento de las torres exteriores semicirculares cegando los
antiguos vanos laterales de la puerta junto con un nuevo
pavimento de crustae. Cronológicamente esta fase se fecha a
comienzos del s. III d.C., en época severiana (Fig. 6).
Las últimas fases de la puerta este (V y VI) vendrán
representadas por leves modificaciones que apenas afectarán a la
fisonomía general de la puerta con lo que no se han elaborado
reconstrucciones infográficas correspondientes a dichos
momentos correspondientes a momentos tardíos (fines s. IV
principios s. V d.C.).
Figura 5. Tercera fase de la puerta este en la que se aprecia el recrecimiento
del nivel de suelo y el cambio de vanos en los cubos interiores
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
327
que complejizarán su planta las cuales aún no tenemos bien
constatadas a nivel funcional (Fig. 10).
Figura 6. Fase IV detalle del adosamiento de las torres semicirculares y el
nuevo pavimento en el acceso.
Puerta Norte (Porta Decumana).
Figura 8. Detalle de la segunda fase con el adosamiento al interior de las
torres.
A día de hoy supone uno de los conjuntos estructurales peor
conocidos en el contexto campamental dado que aún está a la
espera de una excavación arqueológica que venga a aportar
nuevos datos a los ya existentes del estudio paramental. Ahora
bien ello no ha sido un impedimento para poder plantear
diversas fases constructivas. En este sentido una primera fase
vendría representada por un lienzo murado simple en el que se
abre un vano de acceso elaborado en opus quadratum (Fig. 7).
Figura 9. Reconstrucción infográfica con el adosamiento de las torres
exteriores.
Figura 7. Primera fase constructiva en la puerta norte.
A esta fase le seguirá probablemente para momentos
indeterminados de fines del s. I o comienzos del II el
adosamiento de torres al interior (Fig. 8).
Tras esta se documenta la remodelación al exterior con la
construcción de las torres semicirculares, de manera similar a la
constatada en la puerta este, aunque para el caso de ésta serán de
dimensiones más reducidas (Fig. 9).
Una de las últimas fases objeto de estudio a nivel infográfico
viene representada por la remodelación, para momentos tardíos
de los cubos interiores con el adosamiento de nuevas estructuras
Figura 10. Estructuras adosadas a los cubos interiores para momentos
tardíos.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
328
Puerta Sur (Porta Praetoria)
El último conjunto estructural que presentamos en este estudio
es la puerta sur del castellum. Ésta se configura como la más
monumental e importante del recinto, siendo igualmente la
principal. Al igual que sucedía con las anteriores puertas, se han
podido identificar numerosas fases constructivas que ponen de
manifiesto una evolución diacrónica donde la búsqueda de una
mayor defensa llevará pareja una mayor complejidad de su
planta.
En esta línea una de las primeras fases constatadas, para
momentos fundacionales fechables en época Julio-Claudia
avanzada, viene representada por la construcción de la puerta en
una obra de quadratum, como así lo indican los quicios, inserta
dentro del lienzo de muralla realizada en un tipo de opus a
caballo entre el incertum y el vittatum. De este modo se diseña y
construye una puerta con acceso tripartito, con tres vanos de
acceso, siendo el central de mayores dimensiones que los
laterales, siendo de éstos el occidental mayor que el oriental (Fig.
11).
Figura 11. Vista general de la puerta sur en su primera fase constructiva.
sensible diferencia en su fábrica estando la oriental elaborada en
opus quadratum y la occidental en incertum revestida de argamasa
(Fig. 16).
Figura 12. Segunda fase de la puerta sur con el adosamiento de los cubos
interiores.
Figura 13. Detalle de uno de los portillo laterales (occidental) de la puerta
sur. Al fondo vano de acceso de la torre interior
A esta primera fase le sucederá un segundo momento
constructivo representado por la construcción al interior de dos
torres con un pequeño vano de acceso en su lado corto o
septentrional, lo que dotaba a la puerta de una mayor defensa
(Fig. 12, 13 y 14).
A este periodo le sucederá un nuevo momento de reformas, muy
probablemente producido por un incendio generalizado en toda
el área de la puerta sur y que llevará parejo el recrecimiento del
nivel de cota de suelo con la instalación de un nuevo pavimento.
Igualmente en las inmediaciones de la puerta y ocupando parte
de la via praetoria se instalará un pequeño balneum. Esta estructura
balnear modificará sustancialmente la configuración interna del
acceso sur.
Cronológicamente se puede fechar para mediados del s. II d.C.,
tras ese episodio traumático representado por el incendio
(Campos et alii, e.p). Con todo y al igual que en anteriores fases
con los datos del análisis paramental podemos restituir
infograficamente esta fase (Fig. 15).
Seguidamente y para inicios del s. III d.C. se producirá el
siguiente episodio constructivo en la puerta con el adosamiento
de las torres semicirculares al exterior. Éstas presentarán una
Figura 14. Vista al interior del castellum de la puerta sur en momentos
correspondiente a la segunda fase
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
329
probablemente en conexión con las anteriores remodelaciones,
se construirá un muro delantero adosado a las torres exteriores
como última defensa de la puerta sur. Estos últimos momentos
no han sido objeto de restituciones virtuales estando a la espera
de nuevo datos en la investigación.
2. Consideraciones Finales
Figura 15. Detalle del vano de acceso central de la puerta sur en momentos
de la tercera fase, obsérvese al fondo la construcción del balneum usurpando
parte de la via praetoria.
Una vez expuestas los diferentes momentos en la evolución
diacrónica de los conjuntos estructurales que representan las
puertas del campamento se aprecian numerosas fases
constructivas que tienden a complejizar la planta del
campamento de manera general y de las puertas a nivel
particular. Esta tendencia de continuas construcciones y
remodelaciones en la fisionomía y planta de las puertas es
producto de diversos factores. Así en primer lugar podríamos
citar la necesidad de buscar una mayor defensa en la instalación
militar, datándola de un cada vez mayor número de estructuras
que dificultan el acceso a la instalación militar. A este respecto
bastaría citar los cubos interiores con sus estrechos de vanos de
accesos que dificultan el acceso ante posibles asaltantes, o las
torres exteriores flanqueando el paso de los vanos centrales y
eliminando los antiguos accesos laterales en la puertas donde
existían (Este y Sur).
Igualmente otro factor que explicaría la continua remodelación
de las estructuras son los diversos episodios traumáticos
documentados con niveles de incendio y destrucción, donde se
nivelan niveles de escombros para elevar el nivel de cota de
suelo.
Figura 16. Vista general de la puerta sur a comienzos del s. III d.C., con el
adosamiento de las torres exteriores semicirculares.
Tras esta fase se sucederán diversas remodelaciones fechadas en
los últimos momentos de vida del campamento. Estas últimas
modificaciones en la estructura de la puerta sur verán la apertura
de un pequeño portillo lateral en la torre exterior occidental, así
como un nuevo recrecimiento del nivel de cota de suelo. Ya en
un momento tardío (fines del s. IV o comienzos del V), y
Y finalmente la necesidad de suplir la posible falta de tropas en el
campamento a medida que avancen los siglos en el tránsito del
alto al bajo imperio, ya que los diferentes momentos de
inestabilidad en las fronteras obligan a la movilización de las
tropas del castellum, con lo que ante un menor número de
efectivos se necesita dotar a la instalación de nuevas y mejores
defensas.
Con todo, los resultados expuestos en este trabajo deberán verse
implementados con futuras aportaciones que vengan a completar
la imagen que tenemos del castellum tamudiense.
Bibliografía
BERMEJO, J., CAMPOS, J.M., FERNÁNDEZ, L., GÓMEZ, A., BERNAL, D., GHOTTES, M. (e.p): “Anastylosis virtual de la puerta
occidental del Castellum de Tamuda (Tetuan, Marruecos)”. Actas del II Congreso de Arqueología Virtual. San José de la Rinconada (Sevilla), Junio de
2010.
CAMPOS, J.M., BERMEJO, J., DELGADO, S., FERNÁNDEZ, J.A., FERNÁNDEZ, L., FUERTES, Mª., TOSCANO, C. Y
VERDUGO, J. (2011): Proyecto Tamuda (Tetuán Marruecos). Memoria Científica. Inédito. Dirección General de Bienes Culturales. Junta de
Andalucía. Sevilla.
CAMPOS, J.M., BERMEJO, J., FERNÁNDEZ, L., GÓMEZ, A., RUIZ, J., GHOTTES, M. (2010): "La porta principalis sinistra del castellum
de Tamuda". Proyecto Tamuda (Tetuán Marruecos). Memoria Científica. Inédito. Dirección General de Bienes Culturales. Junta de Andalucía.
Sevilla.
CAMPOS, J.M., BERMEJO, J., FERNÁNDEZ, L., GÓMEZ, A., RUIZ, J., GHOTTES, M. (e.p): “El balneum del castellum de Tamuda.
Análisis Arqueoarquitectónico y Arqueológico”. Actas del XIX Convegno Internazionale dell’Africa romana.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
330
Proyecto de musealización de los restos hallados
en la estación de Ópera (Metro de Madrid).
Reconstrucciones infográficas, escaneo laser 3D y
digitalización del patrimonio arqueológico.
Eduardo Penedo Cobo, Patricia Moraga Vaz, Elia Organista Labrado, Áurea Izquierdo Zamora y
Ana Belén Martínez Granero.
ARTRA, S.L. Madrid. España
Resumen
Los trabajos de seguimiento arqueológico y paleontológico, asociados al proyecto de implantación de nuevos ascensores en la estación de Metro de Ópera en Madrid,
pusieron de manifiesto en el año 2009 la presencia de restos del antiguo entramado urbano de la desaparecida Plazuela de los Caños del Peral (siglos XVI-XVII
y XVIII), actualmente Plaza de Isabel II. El alto valor histórico y patrimonial de los restos recuperados, que son elementos significativos del pasado de Madrid,
ha supuesto la creación de un espacio musealizado en la misma estación. En el discurso expositivo realizado se han empleado diversas técnicas infográficas,
animaciones y visualizaciones 3D de los elementos documentados durante las labores de excavación.
Palabras Clave: CAÑOS DEL PERAL, ÓPERA, INFOGRAFÍA.
Abstract
In 2009, the archaeological and paleontological investigation associated with the new lift installation project in Opera Underground Station in Madrid, revealed
remains of the ancient town structure of the lost Caños del Peral Square ( XVI-XVII and XVIII centuries), currently known as Isabel II Square. The recovery
of these remains, which are of immense historical heritage value since they are significant elements of Madrid’s past, has led to the creation of a museum space in the
station itself. In the explanatory document a range of techniques have been used including graphic information, animation and 3D imagery of the elements recorded
during the excavation.
Key words: CAÑOS DEL PERAL, ÓPERA, GRAPHIC INFORMATION.
estación de Ópera, en pleno centro de Madrid, siendo este
último el caso que nos ocupa.
1. Introduccion
A lo largo de la primera década del siglo XXI, Metro de Madrid
ha venido desarrollando numerosos proyectos destinados a
mejorar la calidad de sus infraestructuras adaptándolas a los
nuevos avances en sistemas de transporte viario, facilitando la
accesibilidad a todos los usuarios de la red y mejorando la
calidad del servicio. Los trabajos de seguimiento arqueológico y
paleontológico, asociados al proyecto de implantación de nuevos
ascensores en la estación de Metro de Ópera en Madrid,
pusieron de manifiesto en el año 2009 la presencia de restos del
antiguo entramado urbano de la desaparecida Plazuela de los
Caños del Peral, actualmente Plaza de Isabel II.
Dentro de esta política de mejora se está haciendo especial
hincapié en la fusión del legado antiguo de la ciudad y los
avances del presente siglo, apostando por la completa difusión y
puesta en valor de los restos históricos existentes y aun visibles,
como es el caso de la estación “fantasma” de Chamberí, la
antigua central térmica de Metro de Cuatro Caminos, así como
los que han ido apareciendo tras la construcción de nuevas
infraestructuras de transporte, como la iglesia del Buen Suceso
en la Puerta del Sol, el intercambiador de Príncipe Pío o la
La mayor parte de estas obras se vienen desarrollando en el
interior del Recinto Histórico de la Villa de Madrid, declarado
Bien de Interés Cultural por Real Decreto en el año 1993.
2. El Museo de Los Caños del Peral
El alto valor histórico y patrimonial de los restos recuperados,
que son elementos significativos del pasado de Madrid, ha
supuesto la creación de un espacio musealizado en la misma
estación de Ópera, en el que prima la conservación y puesta en
valor de los restos más relevantes documentados: la Plazuela y
Fuente de los Caños del Peral (siglo XVI), la Alcantarilla del
Arenal que canaliza las aguas del arroyo epónimo desde el siglo
XVI, y el Acueducto del Viaje de Agua de Amaniel (siglo XVII).
Al abordar el discurso expositivo, se ha tenido en cuenta la gran
cantidad de datos obtenidos no solo de la intervención
arqueológica, sino también del desarrollo de las labores de
investigación en archivos y bibliotecas.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
331
3. Aplicación de Nuevas Tecnologias.
El desarrollo de medios audiovisuales ha sido considerado en el
presente proyecto como el complemento divulgativo
fundamental a los restos expuestos, ya que posibilita su
transmisión a través de la reconstrucción virtual del contexto
histórico, imprescindible para su comprensión. Realizados con el
máximo rigor, sirven de complemento científico y educativo para
la divulgación de los hallazgos, tanto a los profesionales del
sector, como al público en general, sin olvidar el sector turístico
que a diario visita el casco histórico de Madrid.
Fig. 1. Museo de los Caños del Peral.
La aplicación de nuevas herramientas derivadas de la informática
ha posibilitado una plasmación satisfactoria de estos datos.
El contenido de la exposición, articulado en torno a los tres
elementos expuestos, pretende dar a conocer además el proceso
de excavación y restauración que, dentro del contexto de la Obra
de la Estación de Ópera, ha posibilitado la culminación de este
proyecto museográfico.
La aplicación de las Nuevas Tecnologías al estudio y difusión de
los Bienes Culturales se ha revelado como parte fundamental de
la investigación arqueológica, optimizando la representación de
los datos a la par que facilita el acercamiento del gran público a la
información arqueológica.
El soporte fundamental sobre el que se apoya el contenido de los
audiovisuales son las infografías y las reconstrucciones virtuales
mediante imágenes en 3D, completadas con grabaciones e
imágenes reales que muestran el proceso de excavación,
restauración y musealización.
A la hora de definir el ámbito y los recursos expositivos a
desarrollar es fundamental tener en cuenta que el patrimonio
conservado y mostrado se encuentra fragmentado, como
consecuencia de las características del entorno en el que se ha
ubicado, limitado por el proyecto constructivo, así como por las
condiciones para su recuperación y puesta en valor.
Por estas razones, es imprescindible desarrollar un ambiente de
comunicación con el usuario destinado a completar la
información asociada a cada uno de los elementos presentes, es
decir, la contextualización de este patrimonio, su interpretación y
su presentación con el objetivo de fomentar su comprensión.
Fig. 3. Proceso de modelado de la Plazuela y Fuente de los Caños del Peral.
Para la reconstrucción y digitalización en 3D de los diversos
momentos históricos que conforman la contextualización de los
restos hallados, se ha recurrido a la elaboración de:
Visualizaciones tridimensionales realizadas a partir del material
escaneado en 3D3 de los elementos documentados durante la
fase de excavación. Uso de las ortoimágenes, nubes de puntos e
imágenes capturadas durante el escaneo.
Fig. 2. Interior de la Exposición
El entorno de comunicación con el usuario posibilita unos
determinados sistemas de mediación entre los elementos
expuestos y el mensaje que se quiere transmitir, a través del
empleo de diversas técnicas y formalizaciones que se adaptan a
las distintas necesidades y demandas.
Reconstrucciones tridimensionales de la plaza de Isabel II y sus
alrededores en diferentes épocas a partir de la planimetría
histórica.
Animaciones de la evolución de la plaza a lo largo de su devenir
histórico: grabados históricos del entorno de antiguo Alcazar.
Restitución infográfica de la plazuela de los Caños del Peral a
partir de los datos extraídos en campo y en los archivos, de
modo que la comprensión del conjunto sea total. El hallazgo de
las diferentes estructuras arquitectónicas construidas en granito,
3
ASF IMAGEN. Actividades y Servicios Fotográficos, S.L.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
332
pedernal, caliza y ladrillo permite realizar una anastilosis virtual,
aunque hay otros aspectos que no se llegan a conocer totalmente
recurriendo al estudio de paralelos en la arquitectura forense para
poder levantar las plantas en 3D, como es el caso de la casa de
Don Urbano de Peralta o los Lavaderos de los Caños del Peral,
entre otros.
El uso del sistema Láser Escaner 3D consiste en la elaboración
de un estudio integral de los restos mediante el registro
exhaustivo de los mismos a través de la caracterización
geométrica y levantamiento topográfico de detalle,
completándose la planimetría así generada con la realización de
composiciones fotográficas-fotogramétricas.
Sistema de renderizado que garantiza la optimización de las
imágenes procesadas.
Los programas externos seleccionados para la recreación
arquitrectónica patrimonial fueron Blender, Maya, 3DStudio,
con diferentes plugins y motores de renderizado.
Fig. 6. Escaneado laser del acueducto de Amaniel.
Para este caso concreto se ha empleado el láser escáner 3D
FARO LS 880, de gran rapidez y precisión, que permite tomar
hasta 120.000 puntos por segundo, siendo necesarios 4 minutos
para tomar los 360º, y alcanzando una fiabilidad de 3mm a 10m.
Fig. 4. Creación de personaje virtual como narrador.
La reconstrucción virtual se ha basado tanto en la toma de datos
de las evidencias materiales descubiertas en la excavación, como
en los datos históricos recopilados en archivos y bibliotecas.
Aunque continua siendo fundamental la aplicación de métodos
convencionales de recogida de datos ya sea a través del dibujo de
campo, la topografía y su posterior procesado con programas de
diseño como Autocad, el uso de Escaneo Laser 3D en contextos
arqueológicos garantiza una mayor fiabilidad a la vez que
proporciona un formato digital de dichos datos que permite su
representación formal con un elevado grado de precisión.
Fig. 7. Escaneo laser del acueducto de Amaniel.
El modelado en 3D de la ciudad de Madrid se ha apoyado en los
mapas topográficos y cartográficos existentes. Para el diseño del
modelo de terreno virtual se procedió a obtener el modelo digital
de elevación del terreno (MDT) de la zona a partir de
planimetrías con curvas de nivel (A. MARTÍNEZ DÍAZ, 2008:
27-31).
Una vez recreada la topografía histórica de esta parte de la
ciudad mediante una malla, se procedió a la construcción de la
trama urbana sobre el modelo virtual generado tomando como
base el plano de Pedro de Texeira (1656).
A pesar de todos los datos con los que se cuenta es imposible
realizar una reconstrucción totalmente fiable, ya que en muchas
ocasiones la ausencia de evidencias materiales suficientes obliga a
la especulación. No obstante este tipo de recreaciones son la
herramienta perfecta para representar aquello que ya no existe o
que se encuentra alterado por el paso del tiempo.
Fig. 5. Proceso de escaneo láser.
El ambiente reconstruido se ha centrado principalmente en el
casco histórico de Madrid y la Plazuela de los Caños del Peral,
teniendo como objetivo la máxima rigurosidad en las vistas
panorámicas desarrolladas.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
333
El resultado es una sucesión de imágenes virtuales a través de las
que se pretende mostrar al público en general la evolución de la
Plaza de Isabel II a lo largo de 400 años de historia.
ha venido a denominar el “lenguaje de la imagen”, cada día más
utilizado para la divulgación de unos resultados científicos.
Fig. 9. Evolución histórica a través de infografías.
Fig. 8. Recreación de la topografía original.
Teniendo en cuenta los diferentes targets o segmentos de
población, en función de la edad y del contenido del mensaje a
los que va dirigida la exposición, se han elaborado tres
audiovisuales4:
Nivel Infantil: destinados a niños de edades comprendidas entre
los 5 y los 12 años.
Nivel Usuario: destinados a los usuarios de la Red de Metro de
Madrid, al público adulto en general.
Nivel Profesional: destinado a los profesionales de la historia y la
arqueología, básicamente.
En la recreación de la evolución urbana se representan los
principales momentos históricos que han acontecido en el
ámbito estudiado:
Fig. 10. Maqueta de los recintos amurallados de Madrid.
Representación de los recintos amurallados musulmán y
cristiano, y recreación del poblamiento de la zona anterior al
siglo XVI.
Representación de la plazuela de los Caños del Peral, Acueducto
del Viaje de Agua de Amaniel y Alcantarilla del Arenal, entre los
siglos XVI-XVIII, dentro de su recinto urbano correspondiente,
con especial detalle de la plazuela de la fuente en el siglo XVII.
Evolución de la zona desde el reinado de José I, momento en el
que se colmata la plazuela y se cubre la fuente, hasta el siglo XX.
Se ha recurrido como complemento de la narración, al empleo
de documentos gráficos y paneles explicativos, videos,
fotografías…etc., recogidos a los largo del desarrollo de los
trabajos, así como a reconstrucciones, infografías y dibujos en
los que se muestran los tres elementos musealizados5, tal y como
debieron de coexistir en relación al espacio que ocuparon.
Todos estos recursos didácticos son los más demandados por la
sociedad, haciendo más digerible y comprensible, e incluso
atractivo, el discurso histórico que se pretende contar. Lo que se
4
MADRID SCIENTIFIC FILMS S.L. Javier Trueba.
5
Javier de Prado.
Fig. 10. Tríptico del Museo de los Caños del Peral.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
334
Este proceso ha servido también como base para la realización
de dos maquetas que apoyan el discurso expositivo desde la
superficie de la actual plaza de Isabel II. Una precisa los recintos
fortificados de Madrid, estando el ámbito estudiado a
extramuros de uno de ellos. La otra representa la idealización de
la plazuela de los Caños del Peral a inicios del siglo XVII.
Por último, la divulgación social de los hallazgos se ha
completado con dos soportes tradicionales. Se ha editado un
tríptico explicativo, incluyéndose el museo dentro del Plan de
Yacimientos Visitables de la Comunidad de Madrid. Además, se
ha realizado una monografía específica en la que se plasman los
resultados de todo el proceso de investigación de manera
secuencial.
Bibliografía
AYUNTAMIENTO DE MADRID (1986): “Geología, Geomorfología, Hidrogeología y Geotecnia de Madrid. Temas Urbanos. ECOLOGÍA.” Área
de Urbanismo e Infraestructuras del Ayuntamiento de Madrid.
ANDREU MEDIERO, E; MALALANA UREÑA, A; RETUERCE VELASCO, M (1992): “Plaza de Oriente. Arqueología y Evolución
Urbana” Ayuntamiento de Madrid, Área de Obras e Infraestructura.
COLEGIO OFICIAL DE ARQUITECTOS DE MADRID (1979): “Cartografía básica de la Comunidad de Madrid. Planos históricos, topográficos
y parcelarios de los siglos XVII-XVIII-XIX y XX.” Comisión de Cultura. Servicio Histórico.
GRANDE LEÓN, A (2002): “ Itálica virtual. Un proyecto educativo que hace Historia.” En PH Boletín del Instituto Andaluz de Patrimonio
Hitórico, nº 40/41, pp.241-247.
MARTÍNEZ DÍAZ, ÁNGEL: Espacio, tiempo y proyecto. El entorno urbano del Palacio Real de Madrid entre 1765 y 1885.
MARÍN PERELLÓN, F. J.; ORTEGA VIDAL, J, (dir.). “La forma de la Villa de la Ciudad de Madrid. Soporte gráfico para la información histórica
de la ciudad de Madrid” Comunidad de Madrid, 2006. Fundación Caja Madrid.
RODRÍGEZ ALCALÁ, A. (2004). “La reconstrucción histórica virtual: una herramienta para la formación del arquietcto restaurador”. 1er Encuentro
internacional sobre experiencias académicas en resaturación, Mérida, FAUADY.
SALVADÓ ARQUÉS, F; TORRELLA FONT, A.M.; VILLA SICILIA, A. (2006). “Recosntrucción vrtual de edificios modernistas de Terrassa”.
Actas del XVIII Congreso Internacional de Ingeniería Gráfica. Sitges, Barcelona. INGEGRAF.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
335
Comunicación visual mediante técnicas GIS en el litoral del
Campo de Dalías: la defensa costera de los pueblos del interior.
Enrique Villanueva Ojeda y Andrés Miguel García Lorca
Grupo de investigación RNM-368 Gestión Integrada del Territorio y Tecnologías de la Información Espacial.
Universidad de Almería. Almeria. España
Resumen
La vigilancia de la costa para la protección de las poblaciones establecidas en el interior ha sido uno de los principales problemas en la provincia de Almería
durante una parte importante de nuestra Edad Moderna. Debido a esto, se planificó y desarrolló toda una infraestructura defensiva y de observación de la llegada
de corsarios y piratas a las costas almerienses. Con el presente trabajo se pretende, en primer lugar, dar importancia a estas estructuras desde un punto de vista
paisajístico, turístico y cultural, mediante técnicas GIS de creación de cuencas visuales. Por otro lado, del solapamiento entre cuencas visuales, o su ausencia, se
pueden extraer conclusiones desde el punto de vista arqueológico, como parte de un proyecto cuyo objetivo es la investigación de la conexión visual entre las defensas
costeras y las poblaciones del interior.
Palabras Clave: SIG, VISIBILIDAD, TORRES, COSTA, ALMERÍA.
Abstract
Monitoring of the coast for the protection of the in-land populations has been one of the main problems in the province of Almería during a significant part of
Modern Age. Due to this was planned and developed an entire infrastructure defensive and observational in view of the arrival of pirates and corsairs to the coast of
Almería. With the present work it is tried firstly to give importance to these structures from a landscape point of view, tourism and culture through GIS techniques
to create view sheds. On the other, from overlapping each different view shed, their presence or absence, can give useful conclusions for the archaeology science, as a
part of a research project on the visual connection between the coastal defenses and in-land populations.
Key words: GIS, VISIBILITY, TOWERS, COAST, ALMERÍA.
1. Introducción
Entre los siglos XVI y XVIII se planificó y desarrolló toda una
infraestructura de baluartes defensivos y de observación de la
costa almeriense (Fig. 1). Esta red de castillos y torres enclavadas
en el litoral estaba desarrollada sobre cimientos de época
musulmana, de tal forma que podían comunicarse unas con otras
(SÁNCHEZ, 1988). Esta infraestructura de vigilancia fue
sufriendo un deterioro progresivo debido al abandono por parte
de la sociedad casi desde sus comienzos, llegando incluso a
desaparecer algunas de ellas.
El presente estudio nace con el objetivo de integrar los castillos y
fortalezas costeros en el desarrollo del litoral de Almería en el
entorno del Campo de Dalías, una comarca que, como cita Ibn
al-Jatib, “…era una senda de cuidados y martirios y sólo le frecuentaban
varones de gran abnegación y desprecio por el mundo” (CARA, 1986). En
dicha comarca se considera necesaria la puesta en valor de estas
estructuras a través de su potencial generador de vistas
paisajísticas a lo largo del territorio, mediante la generación de
mapas de visibilidad total (LLOBERA, 2003; LLOBERA et al,
2011) y mapas de cuencas visuales unitarias, así como comprobar
el funcionamiento de un modelo predictivo que determine la
localización de yacimientos no descubiertos todavía (MC COY
& LADEFOGED, 2009) a través del ensayo sobre estructuras
ahora desaparecidas cuya existencia es conocida.
Fig. 1. Ámbito de estudio. Localización de castillos y fortalezas costeros.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
336
determinado par de puntos son intervisibles o no (CONOLLY,
2009).
2. Metodología
La metodología empleada en el siguiente estudio ha sido la
siguiente (Fig. 2):
a) Elaboración de puntos generadores de vistas,
mediante el software ArcGIS. Para cada uno de los puntos
correspondientes a las torres, castillos y fuertes que todavía se
conservan, se ha procedido a introducir parámetros de altura de
la estructura (GIL ALBARRACÍN, 2004) y del observador,
máximo ángulo de visión en la horizontal y la vertical, así como
la profundidad de campo, determinada por la máxima distancia
de enfoque de la vista humana (ARAMBURU, 1994) (Fig. 2).
b) Elaboración de puntos generadores de vistas para cada
uno de los puntos correspondientes a los núcleos de población
de Dalías y Vícar, así como yacimientos arqueológicos o enclaves
con un elevado potencial generador de vistas. Los enclaves han
sido elegidos atendiendo a la bibliografía existente, relativamente
abundante para la comarca de Dalías y la Baja Alpujarra, como la
ermita de Celín, el emplazamiento de la fortaleza o hisn de
Dalías, o la cercana torre de Garabito cercana al núcleo de
población de Dalías (CARA, 1986; CRESSIER, 1986;
CRESSIER, 1984). Ha sido necesario realizar una
sobreestimación de la altura de los puntos localizados en el
interior con el fin de poder determinar la superficie en línea de
visión (LOS en su acrónimo en inglés) (KIDNER et al, 2001).
c) Generación de las cuencas visuales, a través del
comando Viewshed incluida en el módulo 3D Analysis Tools de
ArcGIS (ESRI, 2001; ESRI, 2002), para las torres y castillos, así
como para los núcleos de población y principales puntos de
dominio del paisaje (LLOBERA, 2003; RUESTES, 2008). Para
la generación de cuencas visuales se necesita un modelo digital
de elevaciones (MDE), obtenido mediante krigeaje ordinario de
la información proporcionada por las curvas de nivel, con un
intercalado de 10 metros.
Se ha tenido en cuenta que, a fin de obtener unos resultados
teóricos de suficiente calidad, el algoritmo de obtención de las
cuencas visuales empleado con el software ArcGIS contemplara
la curvatura terrestre, ya que a partir de una cierta distancia
máxima no es posible observar objetos de una altura
determinada, ni siquiera en el mar según
H = C2/2R
Siendo h la reducción efectiva de altura para un objeto situado a
una distancia C entre el objeto y el observador.
Este valor de curvatura de la tierra está relacionado directamente
con la refracción de los rayos de luz en la atmósfera, e influye
sobre los elementos del paisaje creando una sensación de
aumento en altura dependiente de las condiciones locales de la
atmósfera, siendo por lo general menor a la disminución en
altura debida al radio terrestre (R),
(h-h1) = C2/ [2R (1-2K)]
con K = 0.075.
Fig. 2. Metodología usada en este estudio.
La elección de Elaborar un MDE a partir de una información
con valores de Z en lugar de emplear en el estudio otros
modelos ya elaborados y de libre acceso viene determinada por
el grado de inconsistencia que acompaña a los segundos, lo cual
conlleva la obtención de resultados muy diferentes a lo
observado posteriormente en el campo (RIGGS, 2007).
Para el caso de las torres y castillos se han elaborado cuencas
visuales simples, mapas vinarios que marcan las celdas que son
visibles o no desde esos puntos, como se ha realizado con
anterioridad en el valle del Jarama (MARTÍNEZ LILLO et al,
1997). En el caso de los núcleos de población, se representan
cuencas visuales acumulativas, donde cada celda registra el
número de puntos de visión desde donde resulta visible.
En el caso de Dalías se han empleado los puntos
correspondientes a la Iglesia de la Encarnación, así como la torre
de Garabito, situada en una elevación a la entrada del casco
urbano. Para el núcleo de Vícar se utilizó el torreón-campanario
de la Iglesia de San Benito, además de un punto elevado
próximo al casco urbano y a dicho torreón. Este tipo de análisis
ha sido realizado anteriormente para estudios de visibilidad en
yacimientos megalíticos del Sureste Peninsular (WHEATLEY et
al, 2010).
d) Definición del grado de intervisibilidad entre cada
punto analizado y verificación en campo. El análisis de la
visibilidad en un GIS permite determinar automáticamente si un
Fig. 3. Características introducidas para cada uno de los puntos.
3. Resultados y Discusión
Una vez realizados todos los pasos descritos anteriormente, se
han obtenido unos mapas de cuencas visuales para las torres y
castillos litorales, para los núcleos de población de Vícar, Enix y
Dalías; así como para los yacimientos arqueológicos de El
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
337
Cerrón (término municipal de Dalías) y Turaniana (término
municipal de Roquetas de Mar).
Dichos mapas nos muestran los siguientes patrones de
comunicación entre torres (Fig, 4):
a) Comunicación en las fortalezas occidentales del campo
de Dalías (Torre de Alhamilla-Torre de Balerma-Castillo de
Guardias Viejas). Existe una comunicación visual directa entre
las tres estructuras, llegando a vislumbrarse el núcleo cercano de
Adra cuando las condiciones atmosféricas son óptimas.
Como segunda apreciación sobre este sector, se puede observar
que el castillo de Guardias Viejas, el cual domina el abrigo
natural de fondeo de la ensenada de San Miguel, está
comunicado con el punto constituido por la ermita de Aljízar, así
como con el punto en el cual se localiza el yacimiento de la
fortaleza de Dalías.
Debido al desarrollo urbanístico producido en el litoral de la
provincia de Almería, ha sido imposible comprobar la confianza
de la cuenca visual generada en Balerma, ya que ésta torre se
encuentra totalmente rodeada por edificaciones de altura muy
superior a ella. Finalmente, la Torre de Alhamilla constituye un
nexo de unión entre las estructuras defensivas del campo de
Dalías con la vega de Adra y la provincia de Granada.
Fig. 4. Cuencas visuales de las estructuras defensivas costeras.
b) Comunicación en las fortalezas orientales del campo
de Dalías (Torre de Cerrillos-Castillo de Roquetas o de Santa
Ana-Torre de Los Bajos, Torre de Rambla Honda). En la
actualidad, los únicos elementos que se conservan son el Castillo
de Roquetas y la Torre de Cerrillos, los cuales dominan sobre
toda la línea de costa. Estas fortalezas orientales estaban
directamente comunicadas por los enclaves tierra adentro del
yacimiento arqueológico de El Cerrón (Dalías) (Fig. 5), y por el
núcleo urbano de Dalías, así como por el núcleo de Enix.
El complejo defensivo de este sector de la costa se completaba
con la torre artillada de Los Bajos, la cual cruzaba su fuego con
el del Castillo de Roquetas. Lamentablemente no quedan
vestigios de la localización exacta de dicha torre, por lo que no se
ha incluido en el estudio. No ocurre lo mismo con la Torre de
Rambla Honda, también llamada Torre Quebrada, sobre la cual
se ha citado abundante bibliografía (CARA, 1986).
c) La torre de Entinas, Antinas o Sentinas. Descrita
como una estancia ya en 1501, y que aparece como torre en
1571, ha sido reducida a ruinas por la acción del mar. Sin
embargo, el proceso de obtención de cuencas visuales ha sido
revelador para estudiarla como nexo de comunicaciones entre
ambos sectores. El estudio de las cuencas visuales revela que los
citados puntos de Cerrillos y Guardias Viejas no presentan una
comunicación directa entre ellas, de no ser por la existencia de
un punto intermedio constituido por la torre de Entinas.
Fig. 5. Cuencas visuales generadas de los yacimientos arqueológicos de El
Cerrón (poblamiento íbero) y Turaniana (romano).
d) Cuencas visuales de los núcleos urbanos. Se ha
comprobado que existía una buena comunicación entre el campo
de Dalías y su núcleo homónimo, y los puestos de vigilancia de
la costa (Fig. 6). La comunicación en la taha de Dalías se
realizaba fundamentalmente tomando como ejes principales de
comunicación el castillo de Guardias Viejas y la Torre de
Entinas.
En la vecina taha de Almegíjar, constituida por los núcleos de
Vícar, Felix y Enix, también existía un contacto directo entre la
costa con Vícar y Enix (Figs. 7, 8).
Fig. 6. Cuencas visuales Núcleo de Dalías-Litoral.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
338
4. Conclusiones
El empleo de sistemas de información geográfica en el studio de
las cuencas visuales en arqueología constituye una herramienta
muy importante a la hora de contextualizar unos elementos
incorporados en el paisaje cotidiano como son los castillos y
fortalezas costeros en la provincia de Almería.
Fig. 7. Cuenca visual Núcleo de Enix-Litoral.
Es relevante el hecho de que el sector próximo a la Punta de
Entinas y, por tanto, a la desaparecida torre que se levantaba
aquí, sea el único elemento en común que tiene el estudio de las
cuencas visuales de los núcleos de población analizados, así
como los dos sectores oriental y occidental de estructuras
defensivas.
Las principales conclusiones a exponer con el presente estudio
radican en la fiabilidad de los resultados en función de los
materiales que se poseen. Se constata que existen núcleos de
población como Berja o Felix que no cuentan con una
comunicación directa con el litoral, por lo que es interesante
emplear los conceptos de intervisibilidad como base para un
modelo predictivo de ubicación de yacimientos arqueológicos, al
igual que se ha obtenido en el caso de Vícar y Dalías mediante la
obtención de cuencas visuales acumulativas. Además, con la
posibilidad de incluir un factor de corrección de la altura de los
elementos observados, se permite una reconstrucción más eficaz
de la comunicación visual entre la costa y el interior.
Existen otras zonas en el litoral de Almería donde es posible
comprobar la existencia de torres actualmente desaparecidas
mediante el estudio de la intervisibilidad, al igual que sucede en el
presente estudio con la Torre de Entinas, situada en la Punta de
Entinas, la cual constituye un nexo de comunicaciones entre la
zona oriental y occidental del Campo de Dalías.
Por otro lado, debido a los procesos naturales de modificación
de la línea de costa, y antrópicos de deforestación y
transformación del paisaje, ha sido imposible reconstruir las
cuencas visuales de elementos como la Torre de Los Bajos o la
Torre de Entinas.
Agradecimientos
Queremos agradecer en primer lugar al comité científico la
oportunidad que nos brindan con la presentación de este
artículo. Además, brindar un reconocimiento a todos los
compañeros que han apoyado este proyecto desde sus
comienzos, de las Universidades de Granada, Málaga y Almería.
Fig. 8. Cuenca visual Núcleo de Vícar-Litoral.
Bibliografía
ARAMBURU, Mª.P., CIFUENTES, P., ESCRIBANO, R., GONZÁLEZ, S. (1994): Guía para la elaboración de studios del medio físico.
Contenido y metodología. Ministerio de Obras Públicas y Transportes. Secretaría de Estado para las Políticas del Agua y el Medio Ambiente,
Madrid.
CARA BARRIONUEVO, L., CARA RODRÍGUEZ, J. (1986): “El poblamiento Andalusí en el Campo de Dalías Oriental (Almería):
Discontinuidades y permanencias.”, en Boletín del I.E.A., 1986.
CRESSIER, P. (1984): “El Castillo y la división territorial en la Alpujarra medieval: del hisn a la ta’a / Le Château et la division territoriale dans
l’Alpujarra médievale: du hisn à la ta’a.”, en Mélanges de la Casa de Velazquez, nº XX, pp. 115-144.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
339
CRESSIER, P. (1986): “Dalías y su territorio: Un grupo de alquerías musulmanas de la Baja Alpujarra (Provincia de Almería) / Dalías et son territoire:
Un groupe d’alquerías musulmanes de la Basse Alpujarra (Province d’Almería).”, en Actas del XII Concreso de la U.E.A.I., Málaga, 1984, Madrid, 1986,
pp. 205-228.
ESRI (2001): ArcGIS Spatial Analyst: Advanced GIS Spatial Analysis Using Raster and Vector Data. ESRI White Papers, December 2001.
ESRI (2002): ArcGIS 3D Analyst: Three-Dimensional Visualization, Topographic Analysis, and Surface Creation. ESRI White Papers, January 2002.
GIL ALBARRACÍN, A., CAPEL, H. (2004): Documentos sobre la defensa de la costa del Reino de Granada (1497-1857). Temas locales. Almería.
KIDNER, D.B.; SPARKES, A.J.; DOREY, M.I.; WARE, J.M.; JONES, C.B. (2001): “Visibility Analysis with the Multiscale Implicit TIN”, en
Transactions in GIS, nº 5(1), pp. 19-37.
LLOBERA, M. (2003): "Extending GIS-based visual analysis: the concept of 'Visualscapes'", en International Journal of Geographical Information Sciences,
nº 17, pp. 25-48.
LLOBERA, M.; FÁBREGA-ÁLVAREZ, P.; PARCERO-OUBIÑA, C. (2011): "Order in movement: a GIS approach to accesibility", en Journal of
Archaeological Science, nº 38, pp. 843-851.
MARTÍNEZ LILLO, S.; MATALANA UREÑA, A.; SÁEZ LARA, F. (1997): "La aplicación de los SIG como planteamiento de la organización del
espacio en la Marca Media andalusí: el sistema de atalayas en la Cuenca del Jarama (Madrid)", en Los SIG y el análisis espacial en Arqueología. Madrid,
pp. 273-308.
McCOY, M.D.; LADEFOGED, T.N. (2009): "New Developments in the Use of Spatial Technology in Archaeology", en Journal of Archaeological
Science, nº 17, pp. 263-295.
RIGGS, P.D.; DEAN, D.J. (2007): "An investigation into the Causes of Errors and Inconsistencies in Predicted Viewsheds", en Transactions in GIS, nº
11 (2), pp. 175-196.
RUESTES, C. (2008): "Social organization and human space in North-Eastern Iberia during the Third Century BC", en Oxford Journal of Archaeology,
nº 27, pp. 359-386.
SÁNCHEZ SEDANO, Mª. P. (1988): "Arquitectura musulmana en la provincia de Almería". en Boletín del I.E.A., 1985.
WHEATLEY, D.W.; GARCÍA SANJUÁN, L.; MURRIETA FLORES, P.A.; MÁRQUEZ PÉREZ, J. (2010): "Approaching the landscape
dimension of the megalithic phenomenon in Southern Spain", en Oxford Journal of Archaeology, nº 29(4), pp. 387-405.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
340
Documentación, valorización y difusión del patrimonio
hidráulico romano en el Valle medio del Ebro.
Uribe, Paula ¹; Angás, Jorge ²; Magallón, María Ángeles ¹; Miranda, Jorge Víctor ³.
1 Departamento
de Ciencias de la Antigüedad. Área de Arqueología. Universidad de Zaragoza. España.
² Scanner Patrimonio e Industria, Spin-Off Universidad de Zaragoza. España.
³ Tecnitop S. A. España.
Resumen
Actualmente, enfocar nuevas técnicas de documentación geométrica del patrimonio cultural con fines didácticos resulta un proceso complejo. El desarrollo de estos
fines debe equilibrar los procesos de investigación con la difusión social de los conocimientos científicos. El siguiente proyecto emerge con esta inquietud y tiene como
finalidad la documentación geométrica -acompañada de una valorización y difusión en un entorno web- de una selección representativa de estructuras hidráulicas
romanas. Esta elección se ha centrado en los hallazgos arqueológicos del Valle medio del Ebro, concretamente en monumentos ubicados en La Rioja, Navarra y
Aragón. De este modo, el proyecto pretende documentar y difundir con un nexo didáctico: acueductos, presas, cloacas, depósitos y cisternas romanas, fundamentales
para entender el ciclo del agua en la época romana.
Palabras Clave: PATRIMONIO HIDRÁULICO ROMANO, ESCÁNER 3D, DIDÁCTICA, DOCUMENTACIÓN GEOMÉTRICA.
Abstract
Nowadays, how to focus the last geometric documentation techniques applied to cultural heritage, aiming a didactic application, is being a complex process. The
development of this purpose must balance research process with the social spreading of the scientific knowledge. Based on this concern, the aim of this research project
is the geometric documentation - accompanied by a highlighting and spreading on a web environment - of a representative selection of Roman hydraulic structures.
The choice of the sites has been done focusing on archaeological discovers in the Ebro’s Valley, concretely in monuments located in La Rioja, Navarra and Aragon.
In this way, the purpose of the project is to document the sites and spread the knowledge about Roman aqueducts, dam, sewers, tanks and cisterns, which is
essential to understand the water cycle during the Roman period.
Key words: ROMAN HYDRAULIC HERITAGE, 3D SCANNER, DIDACTIC, GEOMETRIC DOCUMENTATION.
1. Definición de objetivos y revisión
historiográfica del proyecto.
Los métodos de documentación del patrimonio evolucionan
rápidamente en la sociedad de la información actual, no
permitiendo -en la mayoría de los casos- una reflexión clara
sobre cómo y con qué finalidad administrar o gestionar la
cantidad de información adquirida. La velocidad es tal, que en
pocos meses pensamos que la tecnología -y con ello la técnicaya está obsoleta. Llegado a este punto se suple por otra cuando,
desgraciadamente, todavía no se ha integrado dentro de un
proceso metodológico la técnica anterior. De esta manera,
asistimos a un diálogo diacrónico e infrautilizado entre
tecnología y procesos con el fin de aprovechar o gestionar toda
la información disponible (ANGÁS, 2011:160). Por ello, en la
mayoría de los casos el verdadero avance no se encuentra en la
propia técnica utilizada, sino en la conjugación de ambos
objetivos para obtener una optimización de los resultados.
Estos deben ser útiles para la extensa gama de posibles
aplicaciones derivadas; sin caer en el error de enfatizar más la
tecnología o técnica utilizada que el propio objetivo científico.
Figura 1. Detalle del modelo 3D del acueducto de “Los Pilarones” del
yacimiento de Los Bañales (Uncastillo. Zaragoza).
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
341
Con este proyecto hemos intentado orientar una congruencia
metodológica a través del trinomio documentaciónvalorización-difusión a través del nexo de la propia didáctica.
En primer lugar, buscamos una documentación válida, en
muchos casos ausente para el conjunto de investigadores que
estudian cada uno de los yacimientos que integran este
proyecto. Pero, al mismo tiempo, toda esta información
generada por la documentación geométrica tiene que ser filtrada
y organizada desde un punto de vista didáctico (valorización). A
través de estos filtros se obtiene una continuidad en el proceso
final de transmisión de los conocimientos a la sociedad que en
una época determinada los generó.
La propia documentación topográfica mediante láser escáner
3D de cada uno de los yacimientos añade, además, un
componente métrico muy útil para los responsables científicos
de los yacimientos, a la vez que suple grandes carencias en
yacimientos donde todavía no existía
una topografía
suficientemente detallada de la arquitectura hidráulica.
La utilización de técnicas de documentación patrimonial a
través de tecnología láser escáner 3D es sin duda una de las
soluciones que más información puede aportar a los
investigadores y al público en general. Pero, al mismo tiempo,
se trata de uno de los procesos más complicados de gestionar
por la propia heterogeneidad del patrimonio. Como
comentábamos con anterioridad, debido a las modas
tecnológicas en las que nos vemos inmersos, en algunos casos
se desvía el fin propio de un proyecto al sensacionalismo que
produce el medio tecnológico con el que se realiza. Desde
luego, pensamos que no caer en la novedad del momento
resulta prácticamente inevitable.
El abastecimiento de las ciudades romanas estuvo influido, tal y
como sucede en la actualidad, por la situación de las ciudades
respecto a los cursos de agua, sumados a la incidencia del clima
en general y de las variantes locales. Estos condicionantes
ponen de manifiesto la adaptación de la sociedad a los medios
disponibles y el desarrollo que alcanzaron las construcciones
hidráulicas en el Valle medio del Ebro.
De este modo, en el planteamiento del proyecto que
presentamos hemos querido conjugar racionalmente el trinomio
anteriormente citado, aportando en cada una de las etapas,
todas aquellas demandas o carencias que existían. Así mismo,
hemos enfocado el proceso hacia un único fin: la armonía entre
los datos científicos aportados y la propia divulgación, siempre
con un marcado componente didáctico como nexo entre la
difusión y la investigación.
1.1 Las cisternas del municipio romano de Bilbilis. Calatayud,
Zaragoza. (MARTIN-BUENO, 1975b:205-222).
Los monumentos documentados se estructuran en tres ejes
principales según el ciclo del agua:
1.
Sistemas de abastecimiento del agua.
La experiencia adquirida con la práctica y los conocimientos
previos de otras civilizaciones hizo a los romanos solucionar
este problema a través de dos estructuras hidráulicas bien
conocidas en el Valle medio del Ebro: las cisternas y las presas.
De este modo los yacimientos representados son los siguientes:
1.2 La presa romana de Muel. Muel, Zaragoza. (URIBE et alii,
2010: 333-345).
1.3 El complejo hidráulico de Andelos. Navarra. (MEZQUÍRIZ,
1988:237-266).
2. Documentación, valorización y difusión del
patrimonio hidráulico romano en el Valle medio
del Ebro.
La temática que vertebra el proyecto se centra en el proceso
denominado “ciclo del agua” -captación, distribución y
evacuación- dentro de la arquitectura romana. De este modo,
hemos seleccionado cada uno de los yacimientos siguiendo dos
criterios fundamentales: los modelos arquitectónicos y el estado
de conservación. Todo ello con el fin de poder transmitir a la
sociedad con mayor claridad cómo los romanos aprovecharon
sus recursos hídricos.
El trabajo (todavía en proceso de desarrollo), comenzó a finales
del 2010 y tiene previsto finalizarse en septiembre de 2011. Ha
sido dirigido por la Spin Off de la Universidad de Zaragoza
Scanner Patrimonio e Industria junto con el asesoramiento
técnico del grupo investigación de excelencia URBS de la
Universidad de Zaragoza. Además, han colaborado diferentes
organismos autonómicos del Gobierno de Navarra, Gobierno
de La Rioja, Gobierno de Aragón y organismos locales
Ayuntamiento de Zaragoza y Museo de Teruel, encargados de
la gestión de los yacimientos.
El ámbito geográfico abarca un grupo de ciudades o municipios
que en época romana -a partir de Augusto- conformaron el
Conventus Caesaragustanus. Este hecho ha proporcionado al
proyecto un carácter interterritorial entre La Rioja, Navarra,
Zaragoza y Teruel, hecho que enriquece todavía más la
investigación y su posterior difusión nacional.
Figura 2. Ortofoto y modelo 3D de la Presa romana de Muel y su entorno.
Utilización métrica de la información procesada.
2. Distribución del agua a las ciudades.
Realizada a través de acueductos, se han documentado tres
tipologías diferentes de acueductos: con arquationes (2.1), pilares
con un canal de madera (2.2) y acueducto excavado en la roca
(2.3).
2.1 Acueducto “Puente de los Moros”. Lodosa-Alcanadre. Navarra - La
Rioja. (MEZQUÍRIZ, 1979:139-147).
2.2 Acueducto de Los Bañales. Uncastillo, Zaragoza. (BELTRANMARTÍNEZ, 1977:91-127).
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
342
2.3 Acueducto de Albarracín-Gea-Cella. Teruel. (ALMAGRO,
2002:213-237); (EZQUERRA, 2008:175-188).
3. Evacuación de las aguas residuales.
El proceso final del ciclo del agua se resuelve deshaciéndose de
las aguas usadas o aguas fecales. Al igual que las aguas limpias
discurrían por el specus o canal del acueducto, las aguas sucias
eran arrastradas por las cloacas al mar o, en el caso del Valle
medio del Ebro, al río.
3.1 Cloacas de Caesaraugusta. Zaragoza. (AGUAROD et alii,
2010).
3. Técnicas aplicadas
La aplicación de la metodología láser escáner 3D se plantea
como nexo que conjuga e integra otras técnicas
de
documentación (fotogrametría, topografía, geodesia, fotografía),
constituyendo un mismo esquema metodológico.
Fase I. Estudio previo y recopilación de la información
existente. Asesoramiento técnico por el grupo de investigación
de excelencia URBS de la Universidad de Zaragoza.
Fase II. Documentación mediante el conjunto de técnicas
anteriormente citadas.
Fase III. Postproceso de la información.
Fase IV. Valorización y difusión de los datos obtenidos.
4. La divulgación del Patrimonio cultural a
través de aplicaciones láser escáner 3D.
La línea de desarrollo del método postprocesual tiene como
objetivo final una “democratización” del resultado
tridimensional en cada uno de los yacimientos registrados
(ROECKER, 2008: 341-355). Así, del mismo modo que se
genera un corpus métrico con los datos obtenidos, se obtiene
información accesible al resto del público. Para ello se pretende
proporcionar una serie de documentos, en formatos asequibles
y fáciles de manejar por cualquier usuario mediante el empleo
de software libre, que permitan obtener una mayor difusión del
monumento, así como facilitar una mayor compresión del
yacimiento al gran público.
El proyecto estará accesible a partir de septiembre de 2011 en
la siguiente dirección:
www.3dscanner.es/Patrimonio_hidraulico_romano
Debido a la propia heterogeneidad de cada uno de los
yacimientos documentados, existen varios puntos que requieren
una atención especial:
Figura 3. Ejemplo de las diferentes técnicas empleadas en la
documentación gráfica y geométrica de cada estructura hidráulica.
Para la correcta elección de la técnica utilizada, existen unos
factores heterogéneos dependiendo de las características
particulares de cada objeto a documentar. Por ello resulta
necesario distinguir diferentes técnicas empleadas, escáner láser
(utilizando equipos de tiempo de vuelo o diferencia de fase
dependiendo del yacimiento, distancia al objeto y entorno
inmediato), escáner de luz blanca estructurada (para representar
los detalles más significativos en cada monumento, como el
caso de inscripciones epigráficas en la presa de Muel), GPS
bifrecuencia (para georreferenciar la localización) y encaje final
del modelo con una estación total. A pesar de que la aplicación
del escáner 3D permite generar una textura original de cada
estructura arquitectónica, se ha optimizado el resultado de
renderización del valor RGB de cada punto agregando una capa
de texturas, al modelo tridimensional, obtenida a partir de la
toma de imágenes con una cámara métrica.
Las diferentes fases establecidas en el proyecto han quedado
divididas en:
1. Registro de cada yacimiento en su estado actual.
Prescindiendo, si es el caso, de otros elementos externos o
arquitecturas modernas, con el fin de entender la relación
existente entre la arquitectura romana con el medio natural.
Para la fase de registro se han establecido criterios de
interactuación con procesos relacionados con otras disciplinas
exógenas como la ingeniería, industria y medio ambiente. Todo
esto supone un nuevo lenguaje que nos permite registrar la
realidad; estableciendo puntos de contacto con otros sectores se
contribuye a la adquisición de una visión global en cómo
organizar y gestionar la información tridimensional adquirida.
Por ello, entendemos que intercambiar metodologías de trabajo
para la divulgación del patrimonio cultural de los yacimientos
será uno de los objetivos en los próximos años, sobre todo a
nivel de gestión y divulgación de la información.
2. Estandarización de procesos. Control de calidad y
comprobación a través de procedimientos. Asegurando la
interoperabilidad y comunicación de la información a través de
la unificación, especificación y simplificación. Con ello se
facilita la comprensión de la cadena de procesos que
corroboran el resultado final, pudiendo analizar de manera
individual cada uno de ellos.
3. Proceso de “democratización” de resultados 3D que
proporcionen una difusión y divulgación, utilizando formatos
compatibles con software libre y fácil de gestionar. Con este
proceso se consigue completar un grado mínimo de acceso y
comprensión de la información al resto de la sociedad.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
343
Esto posibilita, de un modo rápido y preciso, la visualización
de cualquier elemento o parte de su estructura. De este modo,
se ha logrado un desarrollo combinado, válido para una mayor
valorización y divulgación de la información obtenida. Además
de contribuir a la propia investigación transdisciplinar,
resolviendo los diferentes vacíos metodológicos y de
conceptualización tridimensional,
contribuyendo a una
perspectiva integradora, que evita la segmentación de la cadena
informativa.
Figura 4. Vista isométrica del modelo 3D exenta del resto de estructuras y
detalle de la malla triangulada. Cloaca de Caesaraugusta.
Figura 5. Imagen extendida de 360º.Optimización de la textura de cada
escaneado con una finalidad didáctica. (Los Bañales, Uncastillo.
Zaragoza).
4. Metodología interdisciplinar en el proceso de estudio
coordinada por un técnico, en este caso, arqueólogo. La
finalidad fundamental es facilitar la gestión a través de entornos
web fácilmente configurables con diferentes grados de acceso,
con el objetivo de alcanzar una mayor divulgación del
yacimiento arqueológico de manera gráfica y, sobre todo,
geométrica.
Agradecimientos
Este proyecto, todavía en fase de desarrollo, ha sido posible gracias a la financiación de la Subdirección General de Protección del
Patrimonio Histórico, Dirección General de Bellas Artes y Bienes Culturales del Ministerio de Cultura. Además queremos agradecer la
colaboración y amabilidad del personal científico de todos los organismos que han colaborado en el desarrollo del mismo: Gobierno de
Navarra, Gobierno de La Rioja, Gobierno de Aragón, Ayuntamiento de Zaragoza, y Museo de Teruel.
Bibliografía
ALMAGRO GORBEA, A. (2002): “El Acueducto de Albarrarín a Cella (Teruel)”. Artifex. Ingeniería romana en España. Madrid 2002, 213-237.
ANDREU, J., GONZÁLEZ SOUTELO, S., GARCÍA-ENTERO, V., LASUÉN, M., y JORDÁN, Á. A. (2008): “Cuestiones urbanísticas en
torno a la ciuitas de Los Bañales (Uncastillo, Zaragoza)”, SPAL, 17, 233-266
ANGÁS, J. (2011): “Valorización, difusión y estandarización de la documentación geométrica del patrimonio”, en Documentación gráfica del Patrimonio,
(Publicación digital) Ministerio de Cultura, 154-163.
ANGÁS, J.; SERRETA, A. (2010): “Assessment, dissemination and standardization of geometric data recording of Archaeological Heritage obtained from
3D laser scanning”. Virtual Retrospect 2009. CNRS Bordeaux, 190-195.
AGUAROD, C. (ED.) (2010): Ayer y hoy del foro de Caesaraugusta.
ARENILLAS, M. (2003): “Presas romana en España”. Ingeniería y territorio. 62, 72-78.
BELTRÁN LLORIS, F. (2006): “An Irrigation Decree from Roman Spain: The Lex Rivi Hiberiensis”, Journal of Roman Studies 96, 147-197.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
344
BELTRÁN MARTÍNEZ, A. (1977): “Las obras hidráulicas de Los Bañales”. Simposio Segovia y la arqueología romana. Barcelona, 91-127.
EZQUERRA LEBRÓN, B. (2008): El acueducto romano de Albarracín-Gea-Cella. Comarca de La Sierra de Albarracín, 175-180.
MARTÍN-BUENO, M. (1975 b): "El abastecimiento y distribución de aguas al Municipium Augusta Bilbilis", H.A. V, Valladolid, 205-222.
MEZQUÍRIZ, M. A. (1979): ‘El acueducto de Alcanadre-Lodosa’, Trabajos de Arqueología Navarra 1, 139-147.
MEZQUÍRIZ, M. A.; UNZU, M. (1988): “De hidráulica romana: el abastecimiento de agua a la ciudad romana de Andelos”. Trabajos de Arqueología
Navarra 7, 237-266.
ROECKER, I. (2008): “Democratizing the Process of Heritage Conservation, Research, and Practice: An Internet-based Knowledge Assembly and
Visualization Tool”, Digital Media and its Applications in Cultural Heritage, 341-355.
URIBE, P.; FANLO, J.; MAGALLÓN, A.; BEA, M.; MARTÍNEZ, R.; REKLAITYTE, I.; LAMBÁN, F. (2010): “La presa romana de
Muel: novedades de hidráulica romana en el Valle del Ebro”. Aquam perducendam curavit, 333-345.
VALLE, J. M. (2007): Documentación Geométrica del Patrimonio: propuesta conceptual y metodológica. Tesis doctoral inédita. Universidad de La Rioja.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
345
Nuevas aportaciones a la reconstrucción virtual del Castillo
de Aguilar de la Frontera (Córdoba)
Francisco Cabezas Pérez1 y Carmen Carbajo Cubero2
1
Técnico de Cultura del Ayuntamiento de Aguilar de la Frontera. Córdoba. España.
2 Arqueóloga del Ayuntamiento de Aguilar de la Frontera. Córdoba. España
Resumen
Desde el año 2009 se viene realizando un proyecto de investigación en el Castillo de Aguilar de la Frontera, que ha sacado a la luz nuevas estructuras que han
supuesto una serie de cambios considerables en la única reconstrucción virtual existente hasta el momento, que ha propiciado una nueva interpretación de la
morfología de la fortaleza, que si bien se acerca más a la realidad de la construcción, está sujeta a futuras modificaciones, ya que la investigación aún continúa.
Con esta comunicación pretendemos mostrar las nuevas aportaciones a la reconstrucción virtual del Castillo a partir de los nuevos descubrimientos.
Palabras Clave: AGUILAR DE LA FRONTERA, CASTILLO, RECONSTRUCCIÓN VIRTUAL,
Abstract
Since 2009 has been conducting a research project at the Castle of Aguilar de la Frontera, which has brought to light new structures that have brought a number of
significant changes in the existing single virtual reconstruction so far, that has led to new interpretation of the morphology of the fortress, but is closer to the reality of
construction is subject to future modifications, as the investigation continues.
In this paper we intend to show the new additions to the virtual reconstruction of the Castle from new discoveries.
Key words: AGUILAR DE LA FRONTERA, CASTLE, VIRTUAL RECONSTRUCTION.
1. Introducción.
2. Contexto Histórico – Arqueológico.
La primera reconstrucción virtual del Castillo de Aguilar fue
presentada en la edición inicial de Arqueológica 2.0, con una
comunicación de Carmen Madrid de la Fuente y Francisco
Montes Tubío, que reflejaba el trabajo de reconstrucción
fotorrealista tridimensional de esta fortaleza, a partir de los
restos arqueológicos que se encontraban en superficie después
de la investigación arqueológica llevada a cabo por Alberto León
Muñoz, que ponían de manifiesto parte de la Sala del Homenaje
y restos de muralla de la fase bajomedieval del castillo, espacios
que se extendían por la zona norte de la planicie donde se ubica
la fortificación.
El Castillo de Aguilar de la Frontera ha sido objeto de
investigación arqueológica de forma intermitente, desde 1992
hasta 2010.
Desde el año 2009 se viene realizando un proyecto de
investigación que ha sacado a la luz nuevas estructuras que han
supuesto una serie de cambios sustanciales en la reconstrucción
virtual realizada, que igualmente han propiciado una nueva
interpretación de la morfología de la fortaleza.
Nos encontramos ante una fortificación cuya estructura va
evolucionando en los diferentes periodos históricos, siendo el
elemento más temprano conservado, una torre de época califal.
En la actualidad, la actividad arqueológica en el Cerro del
Castillo se centra en las estructuras construidas en las últimas
décadas del siglo XV, siendo los resultados sorprendentes, al
poner de manifiesto la monumentalidad de la fortificación.
La recosntrucción virtual no se ha limitado a la fortificación, si
no que ha insertado a la misma en el entramado urbanístico que
debió tener la villa de Aguilar durante el siglo XV.
Desde el siglo XIX, el cerro en el que se emplaza ha despertado
un gran interés entre eruditos, investigadores y viajeros, no solo
por la magnificencia de sus elementos arquitectónicos, sino por
la riqueza arqueológica del propio cerro, que dada su situación
geográfica privilegiada, ha sido lugar de asentamiento humano
desde la Prehistoria, hecho constatado por la cantidad de
materiales arqueológicos encontrados en superficie.
El Castillo de Aguilar, como otras muchas fortificaciones de la
Península Ibérica, ha sufrido un deterioro permanente,
provocado por diversos factores, por una parte el abandono,
debido a que su principal función, la defensiva, deja de tener
sentido; por otra parte por su ubicación, que a pesar de estar
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
346
dentro del casco urbano de la ciudad, ocupa un espacio
periférico en el entramado de la población, al desarrollarse éste
de espaldas al cerro en el que se emplaza la fortaleza, y por otra,
y quizás el principal factor a tener en cuenta, por su uso como
cantera durante el siglo XIX, que supuso el desmonte de gran
parte de las estructuras.
Su situación, en el cerro más alto de los siete que conforman la
superficie sobre la que se extiende la ciudad de Aguilar de la
Frontera, propició que en la década de los años 40 siglo XX, se
escogiese dicho lugar para la construcción de un depósito de
abastecimiento de agua para la población, construyéndose
posteriormente, en la década de los 70, un segundo depósito,
suponiendo ambas estructuras hidráulicas un daño irreversible
para el yacimiento.
3. Metodología de trabajo.
Para lograr las imágenes virtuales del yacimiento ha sido
necesaria una metodología minuciosa, consistente en primer
lugar en la búsqueda de la documentación que existe referente a
la fortificación, actividad paralela a la investigación arqueológica.
Una vez excavadas las estructuras se procedió al levantamiento
planimétrico, que constituiría el armazón del posterior modelado
3D, culminado con el montaje multimedia.
La comparación con fortalezas similares a las de Aguilar,
siguiendo el criterio de Carmen Madrid, ha permitido la
elaboración de modelos didácticos que facilitaran la
comprensión del edificio, adoptando soluciones esquemáticas
para aquellas partes de las que se dispone escasa información.
4. Nuevas Aportaciones arqueológicas.
Durante la última campaña de excavación, iniciada en 2009, son
numerosos los elementos arquitectónicos identificados, si bien es
cierto que se conocía su existencia por encontrarse algunos de
ellos parcialmente en superficie, otros eran totalmente
desconocidos, como es el caso de la falsabraga o la torre sur. El
descubrimiento de ambas estructuras ha permitido dotar al
grabado de la Corte y Ruano de su cuestionada veracidad, ya que
ambos aparecen reflejados en dicha representación pictórica. A
continuación describimos someramente dichas estructuras:
“Falsabraga”: se trata de una barrera o muro de refuerzo que se
construye para aumentar la defensa del lugar. De morfología
zigzagueante, consta de alambor y muro alzado. Conserva la base
de ocho troneras dispuestas una por cada tramo de la estructura.
El largo de la misma está por definir, ya que todavía no se han
identificado los extremos, aunque sí el ancho que es de 2 m.
aproximadamente. El sistema constructivo, de encofrado de
ripios y mortero bastardo revestido por un paramento de sillería,
se adapta a la topografía del terreno.
“Foso”: Se trata de un elemento excavado directamente en la
roca madre del cerro. Su escasa profundidad, que apenas alcanza
los 2 metros en su zona más profunda, y su forma irregular, nos
invita a interpretar que se trata de una obra que no llegó a
finalizarse.
“Torre este”: es una torre de planta circular de unos 4 metros
de diámetro que se encuentra parcialmente destruida por la
construcción del depósito de agua circular construido en los
años 70.
“Torre sur”: torre de planta circular anexa al lienzo de muralla,
que posiblemente conecte con la torre de la Cadena. Se ha visto
muy afectada por la construcción de una zanja de canalización
vinculada al depósito de agua circular, así como por el depósito
de agua rectangular que ha afectado al lado sureste de la torre;
aún así, puede documentarse la planta de este elemento que
supera los 5 metros de diámetro.
5. Descripciones históricas y documentación
gráfica.
Desgraciadamente las descripciones históricas sobre el Castillo
de Aguilar son muy escasas, lo que ha motivado el
desconocimiento sobre este edificio hasta la actualidad.
La mayoría de la información, interesante y en algunos casos
repetitiva, se limita a datos de carácter histórico sobre
acontecimientos y personajes. Habitualmente, los más
documentados son los grandes hechos históricos, tratando de
manera superficial otros aspectos hoy de mayor interés por ser
más desconocidos.
No se conocen descripciones medievales del castillo, ni tampoco
modernas. Sólo las fuentes escritas a partir de mediados y finales
del siglo XVIII, hacen alusiones que generalmente son difíciles
de interpretar. Esto sucede con el Catastro de Ensenada, primer
dato que se tiene sobre el edificio. Concretamente dice:
“Posee dicho excelentísimo el castillo y Fortaleza de esta villa
que se compone de una Plaza de Armas quadrada, y gruessa, de
bastante altura y sin Almenas, y en el zentro de dicha plaza ai dos
piezas, la una vaxa, que se llama la Sala de Armas, y la otra
llamada la Cozina, y en el zentro del, ai quatro torres esta
rodeada de Murallas: tiene ochenta y dos varas de frente y treinta
y zinco de fondo".
A finales del siglo XVIII se escribe una historia de Aguilar
atribuida a López de Cárdenas, actualmente desconocida, de la
que se extrae la información que ha trascendido gracias a los
escritos del siglo XIX. Precisamente, la reseña más completa es
la de La Corte y Ruano, en 1839, que cita como fuente de la
descripción de Lope de Cárdenas de 1782.
Durante el siglo XIX, una historia local de Juan de Dios Franco
y Areco, realiza descripciones más detalladas sobre algunos
aspectos del castillo, aunque se llega a confundir lo que ve de lo
que copia de autores anteriores. Por él se conocen detalles sobre
todo de los personajes que vivieron e intervinieron en diversas
obras del castillo. Este autor achaca a Gonzalo Fernández de
Córdoba, hacia 1370, la construcción del edificio, una plaza de
armas con tres torres y el refuerzo de las murallas de la villa.
Ya a finales del siglo XIX y principios del XX, Ramírez de
Arellano escribe un artículo que recoge parte de la información
conocida, mencionando el foso que rodeaba al antemuro que era
conocido como "la cárcava".
Hacia los años treinta del siglo XX, otro autor local, José Varo
de Castro, viene a repetir la información de los autores antiguos,
señalando a López de Cárdenas como origen de la información.
Por las Actas Capitulares se conocen algunos detalles de la
fortaleza, sobre todo relativos al uso del edifico para albergar
tropas y como hospital a finales del siglo XVII; y, sobre todo, a
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
347
los actos protocolarios de toma de posesión del alcaide del
castillo, ceremonia que se celebraba aún cuando ya estaba
derruido.
También, por alusiones decimonónicas se conoce la existencia de
un patio de armas con corredores y pórtico a tres lados con
columnas, una capilla, el salón del homenaje, el denominado
salón de los tapices, las dependencias señoriales en la planta alta
y las de la servidumbres en la parte baja, la sala de la guarnición,
las caballerizas, la cocina o sala honda y una escalera de caracol
que comunicaba este sitio con el patio de armas.
En cuanto al aspecto exterior, todos los autores coinciden en la
rica decoración de los muros, con garitas, guirnaldas, cadenas,
escudos… información que queda ratificada por las piezas
decorativas interiores recuperadas en las excavaciones.
Sólo los trabajos arqueológicos están aportando la luz suficiente
para conocer la distribución del castillo de Aguilar. Un edificio
con obras de remodelación importantes a finales del siglo XV
que no se llegó a concluir en la parte noroeste, conservando
parte de las estructuras antiguas e incluyendo en su estructura
algunos restos y dependencias de los siglos XIII y XIV.
Figura 1. Comparativa del dibujo de la Corte y Ruano (arriba) y
reconstrucción virtual (abajo)
Por esta información, muy dispersa, conocemos el nombre de
algunas torres y dependencias, como es el caso del soportal de la
puerta de entrada, la denominada torre Alta, la torre de la
Campana y la torre del Homenaje, lo que viene a completar,
junto con la torre de la Cadena, el conjunto de torres que
rodeaban las murallas principales.
Figura 3.Vista aérea virtual de la villa de Aguilar desde el sur
Figura 2.Vista virtual de la villa de Aguilar desde el norte
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
348
6. Herramientas de diseño.
7. Conclusiones.
Gracias a las descripciones, aún en su parquedad, y, sobre todo,
al grabado de 1839, se ha podido realizar el modelo virtual
basado en los datos sobre el terreno de las excavaciones de la
planta, permitiendo su comprensión, promoviendo el interés por
conocerlo y justificando el esfuerzo investigador realizado hasta
el momento.
Para la difusión del patrimonio es fundamental una correcta
comprensión y por tanto, una fiable interpretación de los restos
arqueológicos objeto de estudio. El castillo de Aguilar de la
Frontera, por el estado actual en el que se encuentra, se presenta
como un reto para su difusión, ya que los restos conservados,
muy afectados por diversas agresiones que ha sufrido a lo largo
del tiempo, dificulta seriamente su interpretación por el visitante.
Por este motivo, la reconstrucción virtual constituye una
herramienta de vital importancia para su comprensión, más si
cabe, si este trabajo infográfico viene acompañado de la
necesaria documentación arqueológica, histórica y gráfica.
Para la recreación virtual, que abarca no sólo el edificio principal
sino toda la villa de Aguilar a finales del siglo XV e imágenes
retrospectivas de paisajes y poblados de la etapa Protohistórica,
se ha recurrido a los servicios de una empresa especializada,
Arketipo S.L., dentro del proyecto general de contenidos
infográficos y audiovisuales del Centro de Interpretación del
Paisaje y la Historia.
Algunas de las características técnicas de estos contenidos son las
siguientes:
- Los audiovisuales se han realizado en formato
HDV1080/720p, con el software Adobe Premiere /
Final Cut Pro y tienen una duración total de 55 minutos.
La reconstrucción presentada no pretende ser el culmen de un
trabajo de investigación, sino un complemento a las labores
científicas que aún se están desarrollando en torno a este
yacimiento, que dada su naturaleza reversible, permite futuras
modificaciones en función de los resultados que se vayan
obteniendo.
- El formato de los dos multimedia es Ejecutable PC,
realizado con el software Adobe Director.
Agradecimientos
- La infografía está hecha con imágenes de hasta 8000
píxeles y secuencias de animación. El software empleado
es Autodesk 3DStudio Max / Forest / GroundWiz /
Vray.
Manifestar nuestro agradecimiento a Carmen Madrid de la
Fuente, por realizar la primera reconstrucción virtual del Castillo
de Aguilar de la Frontera, a Alberto León Muñoz, por hacer de
este yacimiento el inicio de su andadura en el campo de la
investigación arqueológica, ambos constituyen los principales
pilares de un trabajo que aún continúa y que ha visto la luz
gracias al inestimable trabajo de Juan José Jiménez Reina,
diseñador gráfico, y a la empresa Arketipo, responsables de la
infografía que actualmente permite una interpretación muy
cercana de la realidad de esta fortificación en el siglo XV.
A modo de detalle, la vegetación del entorno está compuesta por
más de 20.000 árboles en algunas escenas. La precisión de la
textura en el modelo ortofotográfico llega a 1 m/píxel, en toda la
extensión de la provincia de Córdoba. La Villa de Aguilar
contiene 1.104 viviendas posicionadas una a una en base a la
referencia del callejero actual.
Bibliografía
ARCHIVO HISTÓRICO MUNICIPAL DE AGUILAR DE LA FRONTERA. Actas Capitulares (1500-1800).
CATASTRO DE ENSENADA (1757), Tomo I de seglares, inscripción nº 3. Archivo Histórico Municipal de Aguilar de la Frontera.
CORTE Y RUANO, Manuel de la (1849): "El castillo de Aguilar", en Semanario Pintoresco Español.
FERNÁNDEZ GONZÁLEZ, R. (1967), “El Castillo de Aguilar”, Boletín de la Real Academia de Córdoba nº 87, Córdoba, pp. 65-124.
FRANCO Y ARECO, Juan de Dios (1849-1850): Estudio genealógico memorias de Aguilar, Ms.
GUTIÉRREZ, (1802), Noticias concernientes al mapa geográfico de Aguilar de la Frontera, Servicio Geográfico del Ejército, Arm. G TBLA. 6ª,
Carp. 3ª, nº 266, en I.C.A. (Cartografía Histórica), nº doc. 88-000420.
LEÓN MUÑOZ, Alberto (1998): El castillo de Aguilar de la Frontera: interpretación desde la arqueología. Ayuntamiento de Aguilar de la Frontera.
MADRID DE LA FUENTE, C., MONTES TUBÍO, F. (2010): "Reconstrucción fotorrealista tridimensional del castillo de Aguilar de la Frontera
(Córdoba), en Virtual Archaeology Review, Vol. 1, núm. 1, pp. 115-119.
RAMÍREZ DE ARELLANO, Rafael (1983): Inventario Catálogo Histórico-Artístico de la provincia de Córdoba, (1ª ed. 1904). Córdoba.
VELASCO, Juan (1864-1865): Vista de Aguilar, acuarela. Biblioteca de Palacio Real de Madrid, mapa 24; ICA, 1988016059.
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
349
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011
350
III Internacional de Arqueología, Informática Gráfica, Patrimonio e Innovación
Sevilla 22-24 de Junio de 2011