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Virtual Archaeology Review

VAR. Volumen 3 Número 7. ISSN: 1989-9947 Diciembre 2012

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VOLUMEN 3 NÚMERO 7

DICIEMBRE 2012

ISSN 1989-9947

Museums S P E C IA L IS S U E

Virtual



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VIRTUAL ARCHAEOLOGY

REVIEW

EQUIPO EDITORIAL EDITORIAL TEAM

Directores / Directors Alfredo Grande INNOVA CENTER. European Center for Innovation in Virtual Archaeology. Sevilla. Spain.

Víctor Manuel López-Menchero Bendicho LAPTE. Universidad de Castilla-La Mancha. Ciudad Real. Spain

Secretarios / Secretaries

Mariano Flores Gutiérrez Universidad de Murcia. Murcia. Spain

Mª Angeles Hernández-Barahona Palma SEAV. Sociedad Española de Arqueologia Virtual. Sevilla. Spain

Consejo de Redacción / Editorial Board

Maurizio Forte School of Social Sciences, Humanities and Arts. University of California, Merced. USA

Bernard Frischer IATH. Institute for Advanced Technology in the Humanities. University of Virginia. USA

Juan Antonio Barceló UAB. Universidad Autónoma de Barcelona. Spain

Mario Santana Quintero Universidad de Carleton. Canada

Robert Vernieux Grupo AUSONIUS. Bordeaux. France

Marinos Ioannides National Committee for the Digitalisation and e-Preservation at Ministry of Education and Culture Cyprus. Cyprus

Michael Ashley CHI. Cultural Heritage Imaging, USA

Daniel Pletinckx Visual Dimension bvba, Ename, Belgium Hugh Denard King's Visualisation Lab. King's College London., UK Roberto Scopigno CNR ISTI. Pisa. Italy Eva Pietroni CNR Institute of Technologies Applied to Cultural Heritage. Rome, Italy Earl Graeme University of Southampton. UK Jim Shang Beijing Tsinghua Urban Planning & Design Institute. Beijing. China José Luis Lerma GIFLE. Universidad Politécnica de Valencia. Spain Jorge Onrubia Pintado LAPTE. Universidad de Castilla-La Mancha. Ciudad Real. Spain Francisco Seron GIGA. Advanced Computer Graphics Group. University of Zaragoza. Spain Luis A. Hernández Ibáñez VIDEA LAB. Universidade a Coruña. A Coruña. Spain. Juan Carlos Torres GIIG, Universidad de Granada. Granada. Spain.

Volumen 3 Número 7 Sevilla 1 diciembre de 2012

ISSN 1989-9947

Edita/ Edit

INNOVA Centers in Spain

Colaboradores/ Colaborators

Número Especial / Special Issue Museos Virtuales / Virtual Museums

“The research leading to these results is partly funded by the EU Community's FP7 ICT under the V-MusT.net Project (Grant Agreement 270404). The

publication reflects only the author’s views and the Community is not liable for any use that may be made of the information contained therein. Neither the V-MusT.net consortium as a whole, nor a certain participant of the V-

MusT.net consortium, warrant that the information contained in this document is capable of use, nor that use of the information is free from risk, and accepts no liability for loss or damage suffered by any person using this

information”.



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CONTENIDOS

Museo Virtual Hiperrealista. GAVLE; Documentación Gráfica del Patrimonio. España.

1.- ORGANIZATIONAL ASPECTS OF ICT APPLICATIONS IN CULTU RAL HERITAGE “VIRTUAL MUSEUM” CONTEXT: THE PERMANENT CHALLENGE OF RECONCILIATION OF DIVERGING SCIENTIFIC, TECHNICAL, OPERATIONAL AND FINANCIAL OBJECTIVES. Georgios Giannoulis-Giannoulopoulos Foundation of the Hellenic World Páginas 8-13 2.- UNDERSTANDING VIRTUAL OBJECTS THROUGH REVERSE ENGIN EERING Vera Moitinho y Juan Anton Barceló Departamento de Prehistoria de la Universidad Autónoma de Barcelona. España Páginas 14-17 3.- DESARROLLO DE PROYECTOS ORIENTADOS AL ARTE Y LA RES TAURACIÓN DE PATRIMONIO: EJEMPLO DEL PROYECTO HIPERESCAN 3D Luis Granero, Francisco Día, Rubén Dominguez, Yolan da Sanjuan y Josué Jiménez AIDO. Departamento de Ingeniería. Paterna, Valencia. España Páginas 18-22 4.- MUSEO VIRTUAL HIPERREALISTA Pedro Ortiz Coder GAVLE; Documentación Gráfica del Patrimonio. España Páginas 23-26

The Marcus Caelius Project. Civical Archaeological Museum of Bologna. Bologna. Italy



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5.- INTEGRACIÓN DE CONTENIDOS 3D DE LA CULTURA IBÉRICA EN EUROPEANA A.L. Martínez Carrillo, Francisco Gómez y Alberto S ánchez Vizcaíno Centro Andaluz de Arqueología Ibérica-Universidad de Jaén, España Páginas 27-30 6.- MUSEOS VIRTUALES. UN CASO PRÁCTICO: MUSEO NACIONAL DE ARQUEOLOGÍA SUBACUÁTICA (ARQVA) Jon Arambarri Basáñez y Unai Baeza Santamaría VIRTUALWARE. Basauri, Vizcaya. España Páginas 31-33 7.- EVOLUCIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS UTILIZADAS EN EL DESAR ROLLO DE MUSEOS VIRTUALES Mª Dolores Robles Ortega, Francisco R. Feito Higuer uela, Juan J. Jiménez Delgado y Rafael J. Segura Sánchez Departamento de Informática de la Universidad de Jaén. España Páginas 34-38 8.- CUENCA, REALIDAD VIRTUAL Concepción Rodríguez Ruza, Adela Mª Muñoz Marquina, Aurelio Lorente González y Virginia Cañas Córdoba Museo de Cuenca. Cuenca. España Páginas 39-43

Producción de cartografía multiescala 3D en la Alhambra y su territorio.

Patronato de la Alhambra y Generalife. Consejería de Cultura. Junta de Andalucía. Granada. Spain 9.- ESPACIOS EXPOSITIVOS VIRTUALES: PROYECTO UMUSEO, UNA NUEVA OPCIÓN PARA LA DIFUSIÓN ARTÍSTICA. Francisco Javier Caballero Cano Departamento de Bellas Artes. Facultad de Bellas Artes de Murcia. Murcia. España. Páginas 44-49 10.- INTEGRACIÓN DE SENSORES AÉREOS Y TERRESTRES PARA LA PRODUCCIÓN DE CARTOGRAFÍA MULTIESCALA 3D EN LA ALHAMBRA Y SU TERRITORIO. Antonio Manuel Montufo Martín, José Manuel López Sa nchez, Stefano Ferrario, Isidoro Gómez Cápitas y Isabel García Garzón Patronato de la Alhambra y Generalife. Junta de Andalucía. Granada. Spain TCA Geomática. Sevilla. Spain Páginas 50-54



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Etruscanning 3D project. The 3D reconstruction of the Regolini Galassi Tomb

Allard Pierson Museum-Amstersam University. CNR Institute of Technologies Applied to Cultural Heritage. Visual Dimension. 11.- DIGITALIZACIÓN 3D Y DIFUSIÓN EN WEB DEL PATRIMONIO DE LAS UNIVERSIDADES ANDALUZAS MEDIANTE X3D Y WEBGL Juan Gabriel Jiménez, Manuel García, Jorge Revelles y Fco. Javier Melero AgeO C.A.I., Dpto. Backup3D Páginas 55-59 12.- FORMACIÓN DE PROFESIONALES PARA LA EDUCACIÓN EN LOS MUSEOS Y LA PUESTA EN VALOR DEL PATRIMONIO. MÁSTER UNIVERSITARIO EN EDUCA CIÓN Y MUSEOS: PATRIMONIO, IDENTIDAD Y MEDIACIÓN CULTURAL Rosa María Hervás Avilés, Raquel Tudela Romero, Ele na Tiburcio, Sánchez y José Mariano Luján González Universidad de Murcia. Murcia. España. Páginas 60-64 13.- SERIOUS GAMES PARA LA PUESTA EN VALOR DE LA CULTURA . UN CASO PRÁCTICO: SUM Jon Arambarri Basañez, Leire Armentia Lasuen y Unai Baeza Santamaría Virtualware. Bilbao, España. Páginas 65-67 14.- “MATERA: TALES OF A CITY” PROJECT: AN ORIGINAL MULTIPLATFORM GUIDE ON MOBILE DEVICES Eva Pietroni CNR Institute of Technologies Applied to Cultural Heritage, Italy Páginas 68-72

The everyday-life in neanderthal times. Casal De' Pazzi Museum (Rome).



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15.- THE EVERYDAY-LIFE IN NEANDERTHAL TIMES: A FULL-IMME RSIVE PLEISTOCENE RECONSTRUCTION FOR THE CASAL DE' PAZZI MUSEUM (ROME ) Augusto Palombini, Antonia Arnoldus-Huyzendveld, Ma rco Di Ioia, Patrizia Gioia, Carlo Persiani y Sofia Pescarin Consiglio Nazionale delle Ricerche – Istituto per le Tecnologie Applicate ai Beni Culturali – Roma. Italy Comune di Roma – Sovraintendenza ai Beni Culturali. Italy Páginas 73-76 16.- COMPUTER SIMULATION OF MULTIDIMENSIONAL ARCHAEOLOGI CAL ARTEFACTS Vera Moitinho de Almeida and Juan Anton Barceló Department of Prehistory, Universitat Autònoma de Barcelona. Spain Páginas 77-81 17.- THE MARCUS CAELIUS PROJECT: A TRANSMEDIAL APPROACH TO SUPPORT CULTURAL COMMUNICATION AND EDUCATIONAL ACTIVITIES AT THE CIV ICAL ARCHAEOLOGICAL MUSEUM OF BOLOGNA Laura Bentini, Daniele De Luca, Cristina Donati, Pa ola Giovetti, Antonella Guidazzoli, Federica Guidi, Marinella Marchesi, Alessandro Pirotti y Micaela Sp igarolo Museo Civico Archeologico. Bologna. Italy.CINECA. Bologna. Italy. Páginas 82-85

The Marcus Caelius Project. Civical Archaeological Museum of Bologna. Bologna. Italy

18.- NATURAL INTERACTION IN VIRTUAL ENVIRONMENTS FOR CUL TURAL HERITAGE: GIOTTO IN 3D AND ETRUSCANNING STUDY CASES Eva Pietroni y Claudio Rufa CNR Institute of Technologies Applied to Cultural Heritage, Italy Páginas 86-91 19.- ETRUSCANNING 3D PROJECT. THE 3D RECONSTRUCTION OF THE REGOLINI GALASSI TOMB AS A RESEARCH TOOL AND A NEW APPROACH IN STORYTELLING Wim Hupperetz, Raffaele Carlani, Daniel Pletinckx y Eva Pietroni Allard Pierson Museum-Amstersam University, CNR Institute of Technologies Applied to Cultural Heritage, Italy and Visual Dimension, Belgium Páginas 92-96 20.- THE VIRTUAL MUSEUM OF THE TIBER VALLEY PROJECT Antonia Arnoldus Huyzendveld , Marco Di Ioia, Danie le Ferdani, Augusto Palombini, Valentina Sanna, Sara Zanni y Eva Pietroni nstitute for Technologies Applied to Cultural Heritage, CNR. Rome, Italy Páginas 97-101



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Natural interaction in Virtual Environments for Cultural Heritage. Giotto in 3D

CNR Institute of Technologies Applied to Cultural Heritage, Italy 21.- TECNOLOGÍAS PARA MUSEOS VIRTUALES EN DISPOSITIVOS M ÓVILES María Dolores Robles Ortega, Francisco R. Feito Hig ueruela, Juan José Jiménez Delgado y Rafael J. Segura Sánchez Departamento de Informática de la Universidad de Jaén. España Páginas 102-108 22.- ARQUEOLOGÍA VIRTUAL EN DISPOSITIVOS MÓVILES. UN CAS O PRÁCTICO: PATRIMONIO DEFENSIVO MEDIEVAL. José M. Noguera, María V. Gutiérrez, Juan C. Castil lo y Rafael J. Segura Grupo de Gráficos y Geomática de Jaén. Grupo de Investigación del Patrimonio Arqueológico de Jaén. Universidad de Jaén. Jaén, España. Páginas 109-115 23.- 3DPUBLISH: SOLUCIÓN WEB PARA CREAR MUSEOS VIRTUALES 3D DINÁMICOS P. Aguirrezabal, S. Sillaurren Media Unit, Tecnalia Research & Innovation Centre, Derio. España Páginas 116-121

Patrimonio Defensivo Medieval. Universidad de Jaén. Jaén, España.



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Organizational aspects of ICT applications in cultural heritage “Virtual Museum” context:

the permanent challenge of reconciliation of diverging scientific, technical, operational and financial objectives.

Georgios Giannoulis-Giannoulopoulos

Foundation of the Hellenic World. Greece.

Abstract: The applications of ICT in the cultural heritage field are including a new expanding category of applications, having a “creative” character, and a multidisciplinary approach. Motivations and priorities of involved players (individuals and organizational players), are presented, through various FHW paradigm projects, in order to explore the possible impact of this kind of projects in science and cultural heritage concept, as well as to explore their hidden added value, that makes them capable to attract resources. Key words: ICT, CULTURAL HERITAGE, VIRTUAL RECONSTRUCTION. Resumen Las aplicaciones de las Tecnologías de la Información y la Comunicación en el patrimonio cultural comprenden una nueva categoria de acciones, con un caracter creativo, y un concepto multidisciplinario. Este trabajo sirve para presentar las motivaciones y prioridades de los actores involucrados (individuos o instituciones), que participan en estos proyectos, para examinar en base a estos las posibles consecuencias de estos proyectos en el concepto mismo de ciencia y patrimonio cultural, al mismo tiempo que se explora también su oculto valor añadido, valor este que les puede permitir atraer nuevos recursos. Palabras clave: TICS, PATRIMONIO CULTURAL, RECONSTRUCCIÓN VIRTUAL.

1. Introduction

The applications of ICT in the cultural heritage are covering a very wide range of applications in the field: from the simple use of working software such as the simple text processing software, to applications of data processing and material analysis, for specific archeological research and conservation works. Despite the fact that they are changing the way of work, of an archeologist for example, they have no impact in the methodology and objectives of its own science. We could call them operational ICT applications in CH. Changing the paper notebook to the electronic one is a new, and far more effective professional tool, improving dramatically productivity, but not a change at all in terms of the science of archeology.

The applications we are dealing with, here, are not belonging to this category.

Another kind of applications of ICT in the cultural heritage field, are concerning external from the cultural heritage disciplines applications, have an impact to the cultural heritage operation also: development of on-line networks, allowing the quick communication of results, on line publications, communication and on line conferences, even the on-line access to pictures and data that would be more costly to access with the traditional ways, etc. We could call them systemic applications ICT applications in CH. They have an impact on cultural field

actions, improving productivity and changing habits of work, changing and improving day-to-day operation. They are creating also, in some way, a generation gap, leading on the same time to a kind of prim of the scientific positions and knowledge of the younger generations, more familiarized with this kind of work environment. However they remain external to the core of values and objectives of the cultural heritage field.

We are not going to examine these applications either.

Finally, a third kind of ICT applications has emerged, in the field of cultural heritage: projects that combining archeological research methodologies with ICT applications, are creating results, and somehow also products, which are integrating internal cultural value. Scientific knowledge within that process is transformed to something else, which contains that knowledge but it is not part of the traditional methodological system of archaeology or history. Tangible and intangible cultural heritage (UNESCO, 2003) can be the object of this kind of projects. We can call them Creative ICT applications in CH. This particular kind of applications, although they seem quite marginal in terms of the total number and financial value of ICT applications in cultural heritage, they almost monopolize the interest of the researchers, networks, analysts and public comments. This is the question we are going to try to answer.

We are going to examine here, that kind of applications, illustrating 2 paradigmatic, projects of the Foundation of the Hellenic World.



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2. Paradigms of projects

a. The Virtual Reconstruction of the Ancient Agora of Athens

The Virtual Reconstruction of the Ancient Agora of Athens (FHW, 2007 - Ancient Agora) is a 4 years project of FHW, which has been implemented between 2004-2008. The projects objective was to rebuild, one of the modern world symbolic landmarks: the ancient Agora of Athens, present its architectonic and historical evolution through the antiquity from pre-classical to roman times.

The ancient agora of Athens has been rebuilt piece by piece following a strict scientific visualization methodology, summarized as following: scientific documentation, scientific control and validation in the visualization process, publication of documentation, choices and decisions for visualization aspects, educational oriented approach concerning presentation to the public using interactive possibilities of technology.

The approach of FHW consists on the accurate reconstruction, through various layers of scientific documentation and research, on the same time with the provision of that documentation in a scientific way, for the researchers, the educational community and the wide public.

The overall cost, from the starting point to the beginning of the operation to the public, has been around 2 million Euros, from which 550.000 contributed by EU and National funds, and the rest by FHW in work and infrastructures and other expenses.

Around 350 MM have been invested to the projects, from which approximately 50MM of historian archeologists, 30 MM of architects, 170 MM of 3d modelers and graphic designers, 50 MM of VR programmers, around 10 MM efforts of museum educators, and the remaining 40 MM resources where allocated to scenario writers, musicians, sound designers, producers etc.

The project results, the collection itself, is, since 2008, accessible to the public to “Tholos”, an advanced dome shaped VR theater – museum, of 135 seats, belonging to the museum and cultural center complex of FHW in the center of Athens, named as Tholos from the homonym monument of the Ancient Agora of Athens, due to the dome shaped figure .

Various presentation and guidance scenarios are available to the public (scholars, pupils, tourists, simple visitors). Since then more the 300.000 persons have paid a 45 minutes visit to the virtually reconstructed ancient agora of Athens. The project has been presented and commented to various scientific publications, in different fields (academic, or technological) and has also received a high national and international visibility, through any kind of Media.

b. The virtual reconstruction of Hagia Sophia monument, as it where in the 11th century: An on-going project

The next large scale project of FHW, actually on-going, is to create an entire, original 3D reconstruction of the church of Hagia Sophia in Istanbul, based upon its classic Byzantine form, as it was around 11th century. We also aim to present the

development, through the centuries, of certain characteristic elements of the monument, through partial, dynamic virtual reconstructions.

The project will take into account the latest evidence and studies on Hagia Sophia and, thus, will further the study of the monument creating a solid base for future research. The project aims to go beyond the experience and the possibilities explored by the existing applications and projects of virtual and 3D reconstructions of Hagia Sophia. With our principal model we aim to present both the architecture and the interior decoration of the church. Detailed aspects of the building’s different phases will be presented through the development of a number of scenarios and applications, which will be connecting its development with the historical context of each period, taking into account the technological limitations. The visualisation of the details will vary, depending of the extent of the documentation. Three general categories will be distinguished: surviving elements, secure reconstructions and conjectural reconstructions. The attempted restitution of the evolution and the successive alterations of the building will ensure the dynamic character of our reconstruction.

When finished the reconstruction, Hagia Sophia will be displayed at Tholos, following 5 different scenarios, focusing of different aspects of the monument: architecture, art, religion, historical events.

Image 1: The Ancient Agora in front of the public

The overall project cost is going to reach more than 2 million Euros, from which 900.000 are assured through European structural funds and the remaining amount is covered by FHW resources.

Modelers, archeologists, historians, interactive application creative developers and scenario writers, scientific experts, VR programmers are involved in the project, that initially is foreseen to be completed at the end of 2012.

The virtual reality applications mentioned above have been enriched with educational scenarios, and metadata and documentation provided either on site, during the visit, either through complementary technologies, such as the internet. The methods and the archeological data of the reconstructions are exposed in the form of scientific articles, including assumptions and different interpretations on-line. Practical evaluations and studies have proved in relevant literature that learning effectiveness is accentuated through that kind of IT experiences (ECONOMOU & PUJOL, 2007).



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3. The framework of the virtual re-creation of an ancient world

The current dominant discourse about the “reconstruction of ancient places, sites, monuments etc using Virtual reality techniques, is tending to focus on the point of view o the discipline of archeology in contrast of the ”Hollywood type” fictions. However the reconstruction of an ancient world can not remain a reconstruction of the archeological knowledge only: no empty space is allowed by the medium. Sounds, visual continuity, movement capability within the environment, oblige to produce something far more complete than just the percentage of the past tackled and proved by the archeologists. It leads to the “recreation” of worlds, rather than reconstruction of a simple monument, or site.

A real world is composed by objects, build environment, clothes, human and natural sounds, language (written and spoken), music, natural environment as transformed by humans, but also human bodies, and faces, body movements and expression and facial expression (both elements changing through time and

cultures), natural movements, temperature, and far more. Wherever somebody starts from, the rest also will be needed.

A virtual world is composed, in the mind of the visitor, from the same elements with the real world. During any virtual reconstruction operation, explicitly or not, consciously or not, at the end those elements are there. Even if some of them are not included, they still are perceived by their absence.

Who is making up decisions for those elements though? About the sound or the language, about the plants, about gests? Wouldn’t be more reasonable that these aspects should be claimed by other than archeology disciplines and arts? Philology, theater, musical studies, natural history sciences, biology, climatology etc.

And beyond that a virtual world recreation leads definitely to the recreation of meanings, values and feelings, historical facts and explanations, expressed through story telling techniques: moving and acting characters, historical facts narrated, the human situation recreated (scheme 1).

Scheme 1: Components of a virtual world: a creative process

In conclusion the virtual re-creation of a past world (even the most limited piece of a past world), involves a lot more disciplines and arts than archeology. And even though a large aspect of any world will be unrecoverable, the dark material of the past, that has to be represented in the virtual space, values, meanings, actions. VR does not allow empty space. That space is filled finally by the unique capacity of human imagination: that is the process of creativity.

All those aspects of the virtual recreation are actually studied by number of disciplines and arts, using different methodologies and approaches, with many methodological difficulties to communicate.

All those aspects virtual recreation are representing decisions to be taken within the recreation process that are taken anyway by somebody. If the right person is not involved and is not there, they will be taken by somebody else: if there is no musicologist

somebody will decide about the sound, if there is no historian, somebody else will decide about the facts and values, if there is no theater persons somebody else will decide about human body and face movements, if there are not creative people or others, modelers and programmers, will take their place. A struggle of power of players involved and to-be-involved is in place. Who is distributing the roles?

4. The involved players and their objectives

Each separate group of scientists and players involved in these projects has a different set of objectives and personal priorities, depending on its own background and position within the discipline he/she belongs as well as his current organic position

Human life visual cultural characteristics changing

through time: body movement, gests, face and body expression codes,

clothes

Images of the build and natural environment:

architecture build environment, nature, plants,

animals, geography and terrain, materials

Sound: Natural sounds, Music, Speech – language (including intonation )– expressions – meanings)

Dark material of the world:

Interaction between various elements, human

characteristics within a meaningful world. Stories

expressing values and feelings of the ancient world.



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related to the project (external writer, or collaborator, scientific committee member, internal programmer etc.).

- ARCHEOLOGY AND ARCHEOLOGISTS UNDER VARIOUS ORGANIZATIONS: INTERNAL FHW TEAM, with established work methodology, external experts and scientific committee working for the project. They provide the core scientific information for the project. They work with different roles, as data providers, solution providers, and validation actors.

Objectives:

� Personal success and visibility to the archeological and academic community through accurate scientific results including sometimes primary research

� Publication of “findings”

� Personal visibility within the community of archaeologists

� Always need to get more time and effort

- ARCHITECTURE AND ARCHITECTS SPECIALIZED IN ANTIQUITY. Working in close collaboration with modelers in order to guide the rebuilding process, feeding them with drawings, materials for colors textures

Objectives:

� Personal success and visibility within the community of architects and general visibility, by achieving to provide accurate and correct architectural instructions for the project

� Individualization of their input as a separate scientific input from the archeological one


- 3D MODELERS AND GRAPHIC DESIGNERS: building the site column by column, reconstructing from the scratch literally: the drawings provided by architects and the data of the archaeologists and the scenarios of the art direction.

� Personal success and visibility within the community of modelers and general visibility concerning the quality of graphics

� Personal creativity’s accomplishment


- VIRTUAL REALITY PROGRAMMERS

Objectives:

� Personal success through the achievement of programming tools, creating more effective solutions, able to integrate the highest quality of graphics in the real time world of Virtual reality.


- ART DIRECTORS, SCRIPT WRITERS FOR INTERACTIVE EXPERIENCES, MUSIC CREATORS

Objectives:

� Wider possible visibility and acceptance of the entertainment and aesthetical part of the work, success to the target group

� Personal visibility through the artistic part of the project and visibility of results

- HISTORIANS AND WRITERS OF SCIENTIFIC TEXTS

Objectives:

� Publish new research results and be recognized by their community within a high level scientific corpus.

� Avoid trivial subjects in research

� Have comfortable deadlines

- ADMINISTRATORS AND MANAGERS

Objectives:

� Keep finances and funding within the initial budget plan, update if and when necessary: means actually to be able count progress (not easy word in the humanities field).

� Keep timetable within reasonable schedule

� Act, inform and report to owners and funding bodies, following the guidelines

� Extract quick decisions and agreements from different players.

� Assure convergence of decisions and avoid diverging positions

� Always ask for acceleration and oblige the scientists, engineers, artists to make the steps they are not use to do, within their strict scientific field, in order to meet the other scientists needs as well as the administrative and financial background.

� Succeed to set up compromises leading to the better possible result.

- OWNERS AND FUNDING BODIES

Objectives:

� Have a high visibility result acceptable to all communities and the wider public

� Keep expenses as low as possible and monitor the overall alignment with the legal and financial framework of operation of the organization and of the precise project.

� Meet overall timetable

� End with a high cultural added value result

5. Diverging forces

Analyzing the above mentioned priorities and objectives of different players we can indentify various diverging scientific/personal objectives, leading to the development of strong desegregating forces:

� modelers have to accept lower quality of graphics according the programming restrictions and the monuments themselves,

� programmers have to accept and be forced to resolve problems of real time power processing systems in order to



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meet the project technology limiting needs creating robust applications for industrial operation with the wide public,

� Archeologists, in the case of visualization projects, have to deal with the way that resolved scientific issues are visualized, and integrated to the metadata of the project, instead of advancing research with new hypothesis and discoveries. They have more to synthesize than analyze.

� Historians and archeologists and other social scientists have to write articles within a thematic corpus, dealing with Hellenic culture, short in size, compressed somehow, scientific information, that would be probably less meaningful out of the corpus as a separate article.

� Educators and scenario’s designers are working under the very hard restrictions of mass interaction virtual reality devices, such as virtual reality theaters, in terms of time of the visit, objectives of the scenario, limitations of the interaction.

� Creative persons have to deal with the limitations related to the archeological and historical information, in terms of accuracy and ethics.

� Owners and funding bodies are undertaking considerable costs and risks from the evolution of the technology and immaturity of technological applications in some cases.

� Finally, managers are transformed to creative motivators. They have to be able to understand the concerns and priorities, set up compromises in terms of choices of persons and choice of solutions in order to assure the integrity and success of the project.

6. Disintegrating forces

� Fast technological evolution creates often unpredictable tensions within the project lifecycle, imposing serious changes to project plans and content design

� ICT technologies immaturity and rapid change create doubts about the possibility of the result to survive in a longer period of time (essential for creative work and science)

7. Gravitational forces

Given the diverging objectives of the different “clans” involved in this kind of projects, it becomes legitimate to ask the question “what keeps all that together”?

Certainly there is one common value to everybody involved in the project: the professional relationship with the project: everybody is paid for his/her work.

However this fact does not explain all. The salaries of the persons involved in the creative ICT projects in CH, are not higher than those for the same persons in their traditional scientific or industrial work. Although the persons needed are usually more skilled working under harder restrictions within cultural heritage ICT creative projects, than their counterparts in their respective sectors, especially persons coming from human sciences.

Additionally the cost of the projects raises another question: why those projects are funded? Why the decision makers in our societies (through private or public funds) are spending significant amounts of resources in this kind of projects? We have also to keep in mind that one of the common aspects of creative ICT projects in CH, is also the relatively higher cost compared to any traditional pure scientific action (i.e. field research and a book for example) or industrial application (i.e. a video game). Why private and public organizations are deciding to fund visual reconstructions, virtual museums, and large scientific databases etc.? Do the funding bodies earn directly money out of that? The answer is “no”, given the high development and operation costs, and the fact that most of them are public or non-for-profit organizations.

A possible explication of the phenomenon, is attaching the general interest to the attractiveness of the classical antiquity, for the wide public, proved by references everywhere, even in commercial publicity, as presented by Athanasios Sideris (SIDERIS, 2008; Σίδερης, 2008). That idea is certainly part of the explication. But it is not justifying alone the general trend leading to the development of applications not only in the classical antiquity but in other heritage fields also. Something more is hidden in the projects adding value for individuals and certainly at the end of the day, creating a new field of value for the final product itself, independent from each separate objective and priority.

8. Social Visibility

Looking back to the individual objectives and success priorities of all players involved, we will find a common objective toward a different target group: visibility and at the end recognition.

The creative ICT applications in cultural heritage are assuring a high cross–public visibility for up-to-now, marginally visible fields of science: visualized know ledge, the power of image, the power of synthesis around a context, touches directly the collective imaginary about the past. On the same time the scientific credits of the method, liberates this process from the accusation of being a vulgar Hollywood product or on the best to be just popular science.

Scientific aesthetical choices made within high visibility projects are dressed even unconsciously with the power of the image and public acceptance, influencing balance of power within historians and archeologists scientists, for the interpretation of the past. The catalogue of subjects of the entries of the Encyclopedia of the Hellenic World is touching the core idea of the Modern Greek identity and on the same time it interacts with the western identity, it creates an imaginary fact. The visual approach of the ancient Agora of Athens and the immersion to this environment, given that it is dressed with the scientific approval, creates emotional reactions to the core of our western identity, even if the approach remains neutral.

In fact it seems that social visibility of creative ICT applications on cultural heritage, has a double source: the emotionally charged fascination of the wide public (including the members of the scientific bodies) from the evolution of internet and visual technologies and the collective curiosity and emotional approach of the past, as a reference to our modern values and identities.

It seems that this meeting point is creating a new space, beyond the traditional borders of human sciences and creative arts:



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archaeologists or historians are starting to consider that new mediums such as Virtual reality reconstructions or new knowledge collections are emerging as a new field of scientific work, where they are not alone any more. Programmers and modelers, multimedia designers, musicians and artists, are creatively integrated by motivators and coordinators within that new Cultural heritage domain.

This seems to be the main factor that creates the gravitational force attracting resources, brains, creativity to the development of creative ICT applications on cultural heritage: visibility and released scientific and artistic creativity within the creative IT environments.

A new power struggle is organized around the new tool, archeological and historical views are not neutral views: they are part of modern identity construction and closely linked with that process (PLANTZOS & DAMASKOS, 2008).

Participating to this adventure, seen suspicious in the beginning by academics, seems to be slowly seen as inevitable: individuals participating in this kind of creative projects, through their social visibility and trans-discipline acknowledgment and validation, are modifying the traditional balance of power within their own discipline. Going back to Michel Foucault, and its own archeology of knowledge (FOUCAULT, 1969), we could

probably suspect that a new line of scientific “discourse” and a new “concept” has been rooted and lunched? It remains to proved. What seems certain is that internal balance of powers and possibly validation processes of disciplines involved in the multidisciplinary process under Creative ICT projects in cultural heritage, are going to start changing.

Questioning the limits of the convention of UNESCO for the intangible heritage, given the geometrical expansion of new ICT applications digitizing one way or another our scientific knowledge, using visual and other creative techniques, could we consider the results of this kind of projects as something more than a simple addition of their components? Would it be legitimate to think that some of them really start to form part of our future intangible cultural heritage, creating a new field, merging arts, human sciences and informatics? If the current trend is generalized and amplified in the future, bringing far more resources in the process, could we suppose that our new cathedrals and libraries, will be built by pieces of algorithms located in massive storage devices?

Bibliography

ECONOMOU, M. & PUJOL TOST, L. (2007): “Evaluating the impact of new technologies on cultural heritage visitors”, in J. MacLoughin, K. Kaminski, B Sodagar (eds). Technology strategy, management and socio-economic impact, heritage management series, vol. 2, Budapest, Archaeolingua.

FHW (2007): Ancient Agora, Visual reconstruction of the ancient Agora of Athens. http://project.athens-agora.gr/

FHW (2007): THOLOS the dome shaped theater of FHW. http://tholos254.gr

FOUCAULT, Michel (1969): L'Archéologie du savoir. Paris, Gallimard.

PLANTZOS, D. & DAMASKOS, D. (eds.) (2008): “A Singular Antiquity”, MOUSEIO BENAKI 3rd supplement, proceedings of the conference entitled “Archaeology, Antiquity and Hellenicity in twentieth century Greece”.

SIDERIS, A. (2008): “Recontextualised Antiquity: Interpretative VR Visualization of Ancient Art and Architecture”, in Makropoulos T. A. and Papachristos N. M. (eds), Proceedings: International Symposium on "Information and Communication Technologies in Cultural Heritage", Ioannina, 16-18/10/2008 (Ioannina 2008), pp. 159-176.

UNESCO (2003): Convention for the Safeguarding of the Intangible Cultural Heritage.

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Understanding Virtual Objects through Reverse Engineering

Vera Moitinho y Juan Anton Barceló

Departamento de Prehistoria de la Universidad Autónoma de Barcelona. Barcelona. España Resumen El principal objetivo de nuestra investigación consiste en desarrollar una nueva metodología de análisis e interpretación de artefactos arqueológicos para el estudio de la relación entre forma y función de los artefactos. El fundamento de nuestra propuesta es un enfoque basado en técnicas de Ingeniería Inversa que partiendo de datos visuales procedentes de escaneo 3D, los pone en relación con las consecuencias esperadas de las acciones sociales que tuvieron lugar en el pasado en un enfoque de Inteligencia Artificial y análisis cuantitativo de datos. Además, nuestro trabajo está basado en la nueva manera de “ver” la realidad arqueológica. El procedimiento consiste en la “simulación” computacional de la cinemática de esas acciones y ele estudio de las características geométricas y visuales de sus consecuencias potenciales, expresando los resultados en términos de relaciones entrada-salida. Palabras Clave: DIGITALIZACIÓN 3D, INTELIGENCIA ARTIFICIAL, INGENIERÍA INVERSA, SIMULACIÓN, RECONSTRUCCIÓN VIRTUAL. Abstract The main objective of our research is to develop a new methodology, based on Reverse Engineering processes – 3D scan, quantitative data analysis and Artificial Intelligence techniques, in particular simulation – to study the relationship between form and function of artefacts. Furthermore, we aim to provide new data, as well as possible explanations of the archaeological record according to what it expects about social activity, including working processes, by simulating the potentialities of such actions in terms of input-output relationships. Key words: 3D SCAN, ARTIFICIAL INTELLIGENCE, REVERSE ENGINEERING, SIMULATION, VIRTUAL RECONSTRUCTION. 1. Introduction

In archaeology, capturing and processing 3D digital data have been frequently directed for preservation and dissemination purposes, through a wide number of virtual reconstructions, virtual reality and visualizations, virtual museums, replicas or even entertainment. Although these technologies have been around for some time, it appears that there are still few studies and research projects in virtual archaeology that go in further directions (Fig. 1). How to capture and process these new digital data? What kind of information can these accurate data provide us?

Figure 1. Basic framework.

As each discipline of engineering has a different definition for Reverse Engineering (RE), henceforth when we refer to RE we refer to the process of extracting missing knowledge from anything man-made, by going backwards through its

development cycle and analysing its structure, function and operation (ITA; DENNET, 1991; EILAM, 2005; RAJA, 2008; WANG, 2011). The same way RE has been used for a variety of different purposes – for instance, industrial manufacture, aerospace, automotive, software, medicine, inspection and quality control – we may also ask: Can RE be of any use in archaeology? If so, how can it play an important role in solving certain archaeological questions?

The main objective of this research is to develop a new methodology, based on RE processes – 3D scan, quantitative data analysis and Artificial Intelligence techniques, in particular simulation – to study the relationship between form and function of artefacts. Furthermore, it aims to provide new data, as well as possible explanations of the archaeological record according to what it expects about social activity, including working processes, by simulating the potentialities of such actions in terms of input-output relationships.

2. Methodology

Ever since the studies of materials from direct observation and handling has provided data of great and unquestionable relevance. Visual perception makes us aware of many fundamental properties of material evidences from past human activities. Different visual characteristics have almost certainly been of great importance for different explanations. For their study it is essential to measure, to compare and to classify the



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various attributes of the shapes and forms of archaeological materials, as much as to quantify them, since these allow to describe its (ir)regularity and to some extent making possible the study of its causes (BARCELÓ, 2010).

In this context, it becomes critical to understand on the one hand the meanings of both Form and Function and how to describe each one of them. In an archaeological perspective, it is essential to understand and define objective parameters, as well as the characteristics, attributes and quantitative properties that are to be taken into account. What and how to identify, characterize and classify? And how to extract and use the geometrical and structural information therein contained? On the other hand, to understand the different types of possible relationships between form and function. Hitherto, the insufficiency and lack of a clear consensus on the traditional methods of form description – mostly visual, descriptive, ambiguous, subjective and qualitative – have invariably led to ambiguous and subjective interpretations of its functions. It is thus strongly advisable to systematize, formalize and standardize methods and procedures more objective, precise, mathematical and quantitative, and whenever possible automated. Can the form of an artefact determine its function(s)? How can form be a key factor in determining the actions that can be and/or were possibly performed with a specific artefact? Thus, how to determine the working processes that produced certain artefacts with specific forms?

Hence, based on the premises that form identification is fundamental to the archaeological study; and that form should be considered as a quantitative property, referring to the metric characteristics of an object and therefore be expressed geometrically and not verbally, emerges the need to investigate:

a) Since archaeological objects have at least three dimensions and belong to a physical space in which we human being move – i.e. the archaeological context – why not study all this geometry, instead of only its two-dimensional representation – e.g., sketches, drawings or photographs – and the obvious loss of information?

The major problem of two-dimensional representations has been that assumptions, rather than measurements, have often sufficed for a missing third dimension – for instance, assumptions that surfaces are plane or that they are truly vertical or horizontal. So, if one needs to study an artefact in depth, two-dimension context is not generally sufficient (MOITINHO, 2007).

b) If computational analysis of forms of archaeological evidences can play an important role in solving certain archaeological problems. If so, how? Since computational analysis allows identifying forms and inferring its mapping, responding to questions raised by visual perception, its potentialities let us clearly foresee many practical applications, such as geometric morphometrics in three-dimensional space; forms and patterns recognition; lithic, bone and pottery refitting and reconstruction, among others.

c) If it is possible to automate the recording, processing and transformation of archaeological data in a systematic and efficient way, in order to enable its analysis and classification. If so, how? If it is then possible to interpret in a systematic and efficient way the relationship between form and function of different archaeological artefacts, from different geographical and chronological contexts, to thereafter be able to suggest working processes and deduct past social dynamics. If so, how?

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.

Figure 2. Proposed framework.

3. 3D Digital Model

Given the fragile nature of many archaeological material evidences, we intend to use a non-contact close-range 3D scanner to first proceed with the capture of three dimensional geometric digital models and new data concerning to the form of several artefacts from different spatial and chronological provenances.

Secondly, we will have to deal with several issues related with data processing – e.g. scans alignment, point cloud processing, polygonization, hole filling, data filtering (algorithms) – levels of detail and desired accuracy.

Next step will consist in utilizing form descriptors to extract quantitative data, in a way it can be decoded and understood by the archaeologist. By describing objectively the form of an artefact ambiguities or subjectivities are avoided, and



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quantifications and comparisons become less tough. This new information is expected to provide sufficient and meaningful data to distinguish one artefact from another, by evaluating its mathematical function; thus to allow surface and volumetric comparisons, according to standards universally considered among the different types of archaeological artefacts. It seems obvious to us that one can only explain and interpret, if one has previously measured and described correctly.

However, before proceeding with the data capture, processing and extraction, it is crucial to define previously what sort of data are archaeologically relevant to solve a specific problematic. In other words, what data to extract from the 3D geometrical digital models and to what purview are they representative of what is intended to demonstrate? How can these 3D digital data be useful in our archaeological research? What sort of gains to expect in the present project? In what way can the collected data generate useful information and how to translate it into knowledge? The intrinsic value of the data comes from the ability to be able to extract useful information from them, i.e. semantic data.

4. Computer Simulation

Based on the extracted descriptors, in this case the quantitative data previously obtained, we aim to develop and experiment advanced computational techniques, in the effort to automate geometric morphometrics analysis of different types of archaeological artefacts – with an emphasis on the analysis of three-dimensional simple and complex geometries – and execute more efficiently part of the proposed methodology.

Artificial Intelligence techniques, in particular computer simulation, permit to test different features and replicate distinct behaviours on a specific 3D digital model of an archaeological artefact – here described as a mathematical model that incorporates several variables. That is to say, the use of computer simulation as an experimentation and validation tool towards a better understanding of archaeological artefacts, by endowing 3D digital models with physical properties and thereafter manipulate virtually these enhanced multidimensional models (REICHENBACH, 2003; KAMAT, 2007; PERROS, 2009).

The advantages of including mass and assigning raw-material properties to distinct artefacts components, the mechanical properties of raw materials (including artefact and destiny impact surfaces), the mechanics between artefacts’ components, the mechanics of human movement, the type of medium (air, water, etc.) and physics are considered in order to conduct tests, analyze and predict how the virtual artefact would behave as a physical object in real world operating conditions. Ergo, enabling a wide variety of “what if” scenarios, in order to determine probable functions of artefacts and working processes that produced objects with specific forms.

Computer simulation and visualization tools offer several possibilities to tackle. Among them is Finite Element Analysis (FEA), which allows the body of an artefact, or even a component, to be divided in a large number of sections, i.e. elements, where each element intersection is called a node. By applying a force and indicating its magnitude on each node, FEA can determine how it will react, for example, to certain stress levels, while indicating the distribution of stress, displacement

and potential body deformation. Besides FEA, it is also possible to apply restraints to the whole assembly and analyze how it will react to the effect of, for instance, stress, forces and torsions, pressures, strains and deflections, fatigue, bearing load, drop, movement, gravity, temperature, and deformations; or to predict buckling or collapse, flexibility and breakage susceptibility, crack propagation, or even to evaluate a component’s lifetime.

Simulation results may provide new insights into the complex dynamics of certain phenomena, such as event-based motion or kinematics. Here, the computer simulates the motion of an artefact or an assembly and tries to determine its behaviour by incorporating the effects of force and friction. Meshes density, component contacts and connections, and material properties are also to be taken into account, when simulating motion capabilities in order to assess artefacts’ functions. Mechanism Analysis allows to understand how the mechanism of an artefact assembly performs – e.g., to analyze the needed force to activate a specific mechanism or to exert mechanical forces to study phenomena and processes such as wear resistance.

Of course, one should keep in mind that depending on the problematic and artefacts to be studied, some of these simulations might be more or less suitable, not suitable at all, or should even be used in conjunction with each others.

5. Conclusions

It seems quite clear to us that, on the one hand, the choice of appropriate methods and techniques should definitely depend on the archaeological problem to solve. On the other, that the use of any technological or methodological advance should assume an important step for the archaeological research in question.

Given that the purpose of this paper is to introduce a preliminary methodology, there is of course much work ahead. The next step will then consist in its implementation.

The potentialities of 3D scanning and some of the advantages of working and conducting experiments with 3D digital models are already well-known (BERALDIN, 2004; MARA, 2004; BATHOW, 2008; GEORGOPOULOS, 2010). Computer simulation can be understood as an experimentation and validation tool that takes care of many different tasks; as well as a kind of coordinator between the different artefact’s elements, properties and data.

At the end, we intend to evaluate RE processes’ constraints, quality, robustness and effectiveness, by controlling the flow of information and vulnerabilities of the system.

While the priority here is given to the computational study of the geometry of archaeological artefacts in order to deduct its possible functions and consequently to be able to suggest working processes and inherent past social activities – to a greater extent, to build new hypothesis and to improve understanding of the data – ideally these achieved results should be both compared and supported by other sorts of data – e.g., use-trace and sediment analyzes, indirect information (ethnoarchaeology, photographs, documents), geographical and chronological context – to enable more complete “what if?” scenarios and therefore an overall understanding of the subject. Moreover, if feasible, one should also conduct real world testing to completely verify.



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Aknowledgements

This research is funded by the Spanish Ministry for Scienc and Innovation, under grant No. HAR2009-12258, and it is a part of the joint research team “Social and environmental transitions: Simulating the past to understand human behaviour (SimulPast)” (www.simulpast.es), funded by the same national agency under the program CONSOLIDER-INGENIO 2010, CSD2010-00034. This research also benefits from Vera Moitinho’s Ph. D. grant from the Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), Portugal.

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Desarrollo de Proyectos Orientados al Arte y la Restauración de Patrimonio:

Ejemplo del Proyecto HIPERESCAN 3D

Luis Granero 11, Francisco Díaz2, Rubén Dominguez1, Yolanda Sanjuan3, Josué Jiménez1

1 AIDO. Departamento de Ingeniería. Paterna, Valencia. España

2 AIDO. Laboratorio de Metrología. Paterna, Valencia. España 3 UPV Bellas Artes. Valencia. España

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 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



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análisis de daños en la escala temporal, la limpieza por métodos láser de obras de Arte, los análisis hiperespectrales de diferentes piezas o el proceso de restauración virtual.

De esta forma, desde AIDO se ha llevado a cabo la implantación de un modelo de negocio orientado al sector del arte y la restauración basado en la aplicación de las tecnologías ópticas utilizadas, y en algunos casos estandarizadas, en los sectores más industriales a aplicaciones que trabajan con objetos tan sensibles como las obras de arte. En un principio, el cambio de modelo hacia el sector del arte y la restauración, vino motivado por la incipiente necesidad del colectivo de restauradores de la incorporación de nuevas tecnologías no invasivas dentro de sus procesos de trabajo. Con estas ideas claras, se puso en marcha el proceso de adaptación de los conocimientos del Instituto entre sectores tan dispares como la automoción y la escultura, el medio ambiente y la pintura o el sector aeronáutico y la arquitectura. Además, y gracias a la aportación que estas tecnologías hacen al sector del arte y la restauración de patrimonio histórico y artístico, es posible dar un salto cualitativo tanto en los estudios realizados sobre las obras de arte, como sobre las propias obras en sí, aportándoles valores importantísimos como riqueza (en el sentido de que la técnica aporta mucha más información sobre la obra estudiada, lo que permite optimizar los procesos de análisis, inspección y restauración de las obras), desarrollo (en el sentido de que la utilización de las diferentes técnicas permite el desarrollo de nuevos métodos de tratamiento, así como la aportación de nuevas ideas para la mejora y optimización de los procesos de restauración y/o certificación de las obras), y cohesión (en el sentido de que tanto la restauración y preservación como la autentificación de las obras, ayudan a fortalecer el interés por las mismas).

Para la ejecución de la conversión y adaptación comentada, AIDO ha presentado a lo largo de estos últimos años diferentes proyectos de aplicación de diversas tecnologías al sector del arte, tanto centrados en las aplicaciones de la digitalización 3D como en aplicaciones de visión hiperespectral. Como ejemplo de proyectos centrados en la digitalización 3D se pueden destacar los siguientes:

� REDART - Plataforma Española para el Arte y Restauración de Patrimonio: Proyecto financiado por la Generalitat Valenciana, desarrollado en colaboración con las empresas SIT Transportes Internacionales, la fundación de Patrimonio Histórico de Castilla y León y el Instituto Valenciano de Conservación y Restauración de Bienes Culturales. El objetivo principal del proyecto es la creación de una plataforma de intercambio de conocimientos y tecnologías entre diferentes asociaciones, instituciones, empresas y Universidades cuyas principales líneas de investigación y desarrollo se centran en la Conservación, Transporte y Restauración de Patrimonio, tanto cultural como artístico.

� 3D Art - Desarrollo de un sistema de gestión y adquisición de modelos 3D de piezas arqueológicas: Proyecto financiado por la Generalitat Valenciana, de desarrollo propio. El principal objetivo es el diseño, implementación y aplicación de un sistema de gestión de modelos 3D para piezas arqueológicas, basado en el empleo te tecnologías ópticas de adquisición tridimensional. Dentro de estos objetivos se incluyen además el desarrollo de un sistema automático de digitalización para la obtención de los modelos 3D de las piezas a catalogar y el desarrollo de una aplicación informática que permita la manipulación de

dichos modelos facilitando la obtención de información relevante de los mismos.

Además, como complemento a los proyectos relacionados con la digitalización 3D, es importante destacar la amplia experiencia obtenida por AIDO a lo largo de los últimos años, lo que le ha permitido realizar trabajos de gran complejidad e impacto, entre los que se pueden destacar las siguientes digitalizaciones:

� Imágenes del Paso de la Hermandad de la Amargura, en Sevilla.

� Mano de bronce, resto de una estatua romana del Museo MARQ de Alicante.

� Imagen de la Virgen del Rebollet, en Oliva.

3. Ejemplo de proyecto: proyecto HIPERESCAN 3D

El ejemplo de transferencia que ilustra de forma práctica la labor de aplicación de las herramientas industriales dentro de los sectores relacionados con el arte es el proyecto “HIPERESCAN 3D - Desarrollo de un sistema de digitalización Tridimensional Basado en Imágenes Hiperespectrales”. Este proyecto financiado a través de la Generalitat Valenciana mediante su programa de Investigación Propia para Institutos Tecnológicos, tiene como objetivo último es el desarrollo de un sistema de captura 3D de obras de arte que además recoge su información espectral, lo que permite obtener información respecto a su composición química y sobre la posible presencia de organismos o sustancias extrañas. El sistema se basa en la combinación una técnica muy utilizada en la industria, la digitalización 3D, y otra de amplio uso en aplicaciones meteorológicas y sobre todo, en la investigación académica, que es la visión hiperespectral.

3.1. Objetivos del proyecto

En la actualidad el proceso de catalogación de piezas arqueológicas se lleva a cabo de forma manual, basándose en la generación de modelos o secciones de los mismos y generando fichas de piezas con una información limitada de las mismas. Este proceso es largo y costoso, y conlleva costes y retrasos innecesarios en la catalogación de piezas. Esto se traduce en una reducción de las piezas expuestas en Museos y galerías, con el consiguiente perjuicio para el usuario final.

Con el desarrollo del proyecto “HIPERESCAN 3D” se pretende desarrollar un sistema con las siguientes características:

� Adquisición 3D automática de piezas arqueológicas.

� Complementado con una aplicación de catalogación automática de piezas.

� Acompañado de una aplicación de generación de modelos 3D a partir de digitalizaciones.

Desde el punto de vista de las aplicaciones tecnológicas, los objetivos a alcanzar son los siguientes:

� Implementar y evaluar diferentes sistemas de digitalización tridimensional para la adquisición de piezas arqueológicas.



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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.

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



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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.

Imagen 1. El espectro electromagnético

A. Técnicas de visión espectral

Este tipo de sistemas basan su funcionamiento en los sistemas de visión artificial (cámaras) utilizando sensores que posean respuesta dentro del rango del espectro visible. Por ello, los iluminantes han de poseer espectros de emisión dentro del mismo rango visible para que sean compatibles con los sensores, obteniendo de esta forma el espectro de reflexión de cada uno de los puntos que forman una imagen y poder realizar un mapa de espectro de la pieza. Una característica importante de estos sistemas es que no poseen filtros (ni físicos ni electrónicos) para realizar la captura de información.

La principal aplicación de estos sistemas sería la obtención de imágenes en color de alta resolución. De esta forma, se pueden extraer los espectros de reflexión de diferentes partes de la imagen.

B. Técnicas de visión multiespectral

Como en el apartado anterior, los sistemas de visión multiespectral basan su funcionamiento en los sistemas de visión artificial. Sin embargo, y como principal diferencia, los sensores utilizados para los sistemas de visión multiespectral poseen un rango espectral mayor, lo que permite abarcar desde la banda del infrarrojo hasta la del ultravioleta. Además, los iluminantes utilizados deben tener un espectro de emisión compatible con el sensor utilizado, por lo que deberá emitir en el infrarrojo y/o ultravioleta según el sensor utilizado.

En estos casos se utilizan filtros físicos para realizar la separación espectral en las muestras, lo que da un poder de resolución del rango espectral del orden de los 20 nanómetros. Así, se pueden extraer, dentro de una imagen, los espectros de emisión de los diferentes puntos de la imagen en una amplia banda que incluye partes no visibles. La principal aplicación de este tipo de sistemas es la detección subyacente de intentos del artista en la realización de la obra analizada. Un ejemplo ha sido el estudio realizado por el Museo del Louvre sobre el verdadero color de la Mona Lisa. Estas técnicas también han sido empleadas para la preparación de la exposición “El Trazo Oculto” que se realizó en el Museo del Prado.

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.

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.

Imagen 2. Captura hiperespectral

Los límites que posee la técnica radican en que, como en el caso anterior, las fuentes de iluminación no son lo suficientemente uniformes, además que existir el problema de que los sensores no barren completamente todas las regiones espectrales de interés.



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Agradecimientos

IMPIVA – Instituto de la Mediana y Pequeña Industria Valenciana

FEDER – Fondo Europeo de Desarrollo Regional

Bibliografía

GRANERO, Luis, DÍAZ, Francisco, DOMÍNGUEZ, Rubén (2011): “Tecnologías ópticas aplicadas a la visualización y presentación 3D de patrimonio. Caso práctico de la Virgen del Rebollet de Oliva”, en Virtual Archaeology Review (VAR), vol. 2, nº 3, pp. 43-47.

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GRANERO, Luis, DÍAZ, Francisco, DOMÍNGUEZ, Rubén (2009): “Application of optical techniques in documentation and identification of archaeological rests: the case study of the roman bronze rest found in Lucentum”, en Proceedings of the 2009 SPIE Optical Metrology Congress. 14-18 June. Munich, Germany.

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SALVI, Joaquim, PAGÉS, Jordi, BATLLE, Joan (2004): “Patern codification strategies in structures light systems”, en Patern Recognition, nº 37.



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Museo Virtual Hiperrealista

Pedro Ortiz Coder

GAVLE; Documentación Gráfica del Patrimonio. España. Resumen El Museo Virtual Hiperrealista es una propuesta metodológica de la empresa GAVLE; Documentación Gráfica del Patrimonio, para documentar, catalogar, analizar, restaurar y difundir el patrimonio arqueológico en museos, yacimientos y/o centros de investigación, utilizando las últimas tecnologías. Partiendo de una documentación gráfica 3d de alta resolución, las posibilidades aumentan exponencialmente a la calidad de las actuaciones. Este proyecto plantea una modernización de algunos de los departamentos y actuaciones para así, reducir costes aumentando la calidad y proponiendo nuevas formas de difusión 3D. Palabras Clave: DIGITALIZACIÓN 3D, FOTORREALISMO, INTERACTUACIÓN 3D, REALIDAD VIRTUAL AUMENTADA. Abstract Hiperrealistic Virtual Museum is a proposal of GAVLE; Cultural Heritage Documentation Company. This project try to create a new method for documentation, catalogation, analysis, restoration and diffusion purposes applied for museums, archaeological sites or research centers using the most modern technologies. The first step is create a high resolution digitalization of the objects; thus, the possibilities growing up like the quality of the products. This project plan the regeneration of some departments of the museums, decreasing costs and increasing the quality of the products and creating news ways for 3D diffusion purposes. Key words: 3D DIGITALIZATION, PHOTO-REALISTIC, 3D INTERACTION, AUGMENTED VIRTUAL REALITY.

1. Introducción

En los últimos años las técnicas de digitalización 3D han aumentado en número y mejorado en precisión, calidad y coste, haciendo que estas pasen a un nivel de utilización más popular y provocando nuevos protocolos metodológicos para llegar a nuevos resultados. En este artículo tratamos de describir el proyecto Museo Virtual Hiperrealista como propuesta de actuación para museos arqueológicos, principalmente, que abarca distintos niveles dentro de un museo: documentación 3d, catalogación, análisis, restauración digital y exposición.

El proyecto Museo Virtual Hiperrealista es un proyecto diseñado y desarrollado por GAVLE: Documentación Gráfica del Patrimonio que está siendo estudiado por diversas instituciones públicas de España a proposición de dos museos nacionales que desean ponerlo en marcha en sus museos.

El proyecto trata de dar respuesta a la difícil interrelación entre los creadores de información (ingenieros y tecnólogos) y los utilizadores de esta (arqueólogos, historiadores, investigadores, etc.); en esta relación los utilizadores han tenido dificultades para utilizar la información creada y desarrollada por los ingenieros. Su verdadera fusión para poner la tecnología al servicio de la historia no ha ocurrido convenientemente por una diferencia de objetivos y de lenguaje, principalmente.

Este Museo Virtual Hiperrealista trata de acercar la tecnología a los que necesitan de ella para sus estudios de forma sencilla y absolutamente gráfica, precisa, rápida y de bajo coste. El protocolo aquí descrito, expone una forma de trabajo posible para museos más respetuosa con las piezas originales, más

gráfica en su concepción y más democrática al abrir el museo al mundo a través de internet de forma hiperrealista.

2. Metodología

2.1 Documentación 3D

La documentación gráfica es el proceso de captura de información geométrica y radiométrica de un objeto, a través de distintas metodologías o fusión de estas. El proceso de documentación puede ser un dibujo a mano alzada o, de la misma forma, podría constar de un escaneado 3d del objeto a alta resolución. La ambigüedad del término y su amplitud metodológica y, por tanto, diversificación de calidades y aplicaciones, hacen de esta una ciencia a tener en consideración por su fuerte potencial. La documentación gráfica del patrimonio es esencial para el estudio y catalogación del objeto arqueológico. Es por ello que debe tener un carácter métrico y en él se deben reflejar todas las características radiométricas del objeto. El proyecto que hoy presentamos tiene este como principio fundamental, considerando el bien patrimonial como elemento de valor, que debe ser correctamente documentado conociendo la metodología de medición y el error de esta, para así definir el tipo de estudio métrico que de esta metodología puede derivarse, evitando errores de interpretación histórica.

Como procedimiento establecemos la utilización e integración de diversas técnicas de medición;



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� Láser escáner. En nuestra propuesta hemos escaneado los objetos con escáner 3D (Konica Minolta Vivid 9i) de 50 micras de precisión (ver fig. 1),

� Modelado Basado en Imágenes (fotogrametría). Hemos utilizado modelado basado en imágenes (ver fig. 2) con auto calibración. Ambos procesos son de rápida utilización en campo, aunque el segundo tenga menor coste que el primero.

� Mediciones directas. Para determinados objetos de mayor tamaño, podremos utilizar, como método complementario de los anteriores, instrumenta-ción de precisión directas; calibres, estaciones totales, medición láser, flexómetro, etc.

� Fusión de técnicas. Una vez realizada la captura de la geometría, procedemos a la fusión de scans, ortoproyección de la textura (en el caso del modelado basado en imágenes, la textura está ya incluida en las imágenes). Para ello utilizamos algoritmos programados por nuestro equipo para ortoproyectar la textura de forma precisa (ORTIZ & MATAS, 2009). Para ambos casos la cámara utilizada fue Canon EOS 400D y las fotografías fueron tomadas en condiciones de luz homogénea.

En el ámbito de la documentación, la mayor consecución de este proyecto y que ha dado como consecuencia todas estas actuaciones, ha sido la texturización de alta precisión en 360º de todos los objetos virtuales con textura fotorrealística (HD) y su posterior virtualización en internet bajo un motor de juego. Si tenemos en consideración que el modelo 3d de los objetos tiene una precisión de 50 micras (por debajo del límite de percepción visual) y que la texturización tiene una resolución y precisión de ortoproyección de 90 micras (también por debajo del límite de percepción visual)(BARBA et al., 2011), nos encontramos con un objeto virtual de absoluta fidelidad métrica y radiométrica para la realización de cualquier estudio en el futuro, o cualquier actuación museológica, entre ellas, la catalogación.

Figura 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 al modelo y a alguna parte concreta del modelo, siendo toda esta información, susceptible de ser consultada.

La interactuación con los modelos, su visualización y consulta 3d, multiplican las posibilidades de extracción de información en este tipo de consultas.

Figura 2. Ejemplo de documentación 3D fotorrealista mediante fotogrametría de un friso de origen romano.

2.3 Análisis 3d

En nuestro proyecto-estudio Museo Virtual Hiperrealista (MVH) hemos propuesto una serie productos metodológicos que facilitarán a los investigadores cualquier estudio que se desee realizar sobre los objetos. En la propuesta hemos realizado las siguientes acciones:

� Mediciones 3D, cubicaciones y volumetrías.

� Adquisición de ortofotografías.

� Realización de secciones (verticales, transversales, oblicuas o especiales). Pudiendo simular la sección tal y con se hace de forma tradicional en dibujo arqueológico (fig. 3).

� Generación de mapas de curvas de nivel o mapas de profundidades.

� Monitorización de elementos 3D para estudiar posibles fracturas o deformaciones. Comparación de dos elementos similares.

� Modificaciones geométricas y radiométricas, compleción con elementos externos (2.4 restauración virtual).

En la realización de estas acciones es necesario la utilización de un protocolo que garantice la precisión y la correcta ortoproyección (ortofotografía), además de la no simplificación o simplificación controlada en la generación de secciones o mapas de curvas de nivel. Es importante que en todos estos procesos se utilice un protocolo de calidad específico basado en



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la comprobación métrica entre el objeto y su representación y el cálculo estadístico de los errores (considerando también los errores en la captura, calibración de la cámara, error de la ortofoto, error en la ortoproyección, error en la sección, posibles simplificaciones, etc.) (BARBA et al., 2011; ELMQVIST et al., 2001). El cálculo de estos errores nos evitará malas interpretaciones históricas al evitar utilizar los modelos en mediciones más precisas que las que pueda poseer el objeto virtual.

2.4 Restauración Virtual

El proyecto MVH es partidario de la prevalencia de la restauración digital, exceptuando aquellas intervenciones físicas necesarias para detener o prevenir su degradación. Con la restauración digital no necesitamos tocar la figura original, por lo que es una técnica más respetuosa con los objetos originales. Podemos reconstruir la pieza hasta el nivel que veamos conveniente y de la forma que necesitemos (aumentando la libertad del restaurador; imponiendo los colores y formas necesarias para su correcta reconstrucción y evitando riesgos y accidentes sobre los originales).

Fig 3. Análisis de la Lucerna romana. A la derecha vemos una ortofotografía frontal, y a la izquierda arriba podemos observar el perfil

lateral y trasero del objeto, en el medio, la sección lineal de la lucerna y, en la izquierda abajo, podemos ver una sección de la lucerna de forma

longitudinal.

La restauración digital la hemos dividido en dos los procesos de actuación posibles:

� Reconstrucción Geométrica; técnica que trata de completar la forma y dimensiones del objeto con piezas bien existentes y digitalizadas 3d (ver fig. 4), o bien con elementos no existentes y diseñados en programas de diseño 3D.

En nuestro protocolo de actuación proponemos un estudio geométrico previo a este tipo de restauración; calculando el eje de revolución, eje y/o plano de simetría (si lo hubiera) para garantizar que la compleción geométrica del objeto garantizará, en la medida de lo posible, las precisiones de digitalización. Posteriormente a la extracción matemática de estos elementos, se procede a la imposición del resto de las piezas 3D que falten en el objeto (bien procedan de digitalizaciones 3d o de diseño 3d, dada su inexistencia). Siguiendo los protocolos de restauración existentes, proponemos separar visualmente, lo digitalizado (real) de lo diseñado (restaurado) para no llevar a errores en su

interpretación. Todo este proceso viene definido en (ORTIZ et al., 2007).

Fig 4. Ejemplo de Reconstrucción Geométrica 3D. Vasija encontrada en 6 piezas diferentes y tras un estudio previo, las posicionamos en 3D cada una

en su lugar y vectorizamos en 3D la figura.

� Restauración Pictográfica; este tipo de actuaciones se ciñen a la modificación radiométrica del objeto 3D para tratar de eliminar y/o sustituir colores o elementos pictográficos que no existían en un origen.

2.5 Exposición

En el Museo Virtual Hiperrealista que hoy presentamos con este artículo, proponemos una serie de herramientas para la exposición en museos. Este proyecto nace del resultado de una investigación para acercar los museos al público en general a través de internet y las nuevas tecnologías desarrollado por GAVLE en 2008-2011. Mostrar las obras de arte con el mayor realismo e interactividad posible. Por ello GAVLE propone un tipo de modelos 3d interactivos y fácilmente visualizables a través de formatos convencionales. Todo ello integrado en una web especializada para este servicio.

Fig5. Ejemplo de restauración pictórica del objeto tridimensional y fototexturizado. Lucerna Romana.

En este tipo de museo virtual que proponemos, se pueden mostrar bien piezas que estén almacenadas y no puedan ser expuestas en el museo, o bien, piezas de primer nivel, expuestas en el museo, y que pretenda funcionar como gancho para el público. Y difundir estas a través de un DVD con visualizador 3D- HD para interactuar con las piezas, o distribuirlas a través de internet o cualquier otro medio de difusión (por ejemplo, pantallas táctiles en museos, etc.).



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La idea consta de distintas opciones que podemos clasificar en dos:

� Exposiciones dentro del museo.; Pantallas táctiles para visualizar en 3D las figuras virtuales, exposiciones virtuales a través de gafas en realidad virtual aumentada, exposición de figuras virtuales restauradas, animaciones y material multimedia 3d didáctico, etc.

� Exposiciones fuera del museo; DVD - 3d fotorrealista, exposiciones de realidad virtual aumentada en casa, viajes interactivos inmersivos en 3D, proyecciones 3d, etc.

La existencia de múltiples posibilidades de exposición y el avance tecnológico, hacen de este tipo de exposiciones una realidad, al verse disminuido el coste y aumentado la calidad de los modelos 3D fotorrealístico. GAVLE propone un paquete de actuaciones (documentación, catalogación y difusión 3D) a medida del cliente a un coste muy aceptable, comparado con años anteriores, donde esta tecnología era prohibitiva para los museos.

3. Conclusiones

En este proyecto hemos expuesto un proceso metodológico concreto, preciso y respetuoso con las piezas del museo. El bajo coste de su implementación y, sobre todo, la gran cantidad de aplicaciones, hacen de este proyecto un magnífico producto de museo en su faceta virtual, aunque es totalmente adaptable a yacimientos arqueológicos, centro de investigación, etc.

Fig6. Ejemplo de Museo en Casa. En esta figura se expone un modelo 3D de una pieza romana escaneada (ver fig. 2) expuesto a través de realidad

virtual aumentada.

La calidad de estas actuaciones se basan en el profundo conocimiento de las técnicas de digitalización y edición 3d, así como del cálculo de errores en cada uno de los procesos, ya que este limitará su uso en mayor o menor medida.

La rapidez, calidad y precio de estas técnicas están alcanzando un punto de inflexión en las actuaciones tradicionales de documentación, catalogación, análisis y difusión de los museos, yacimientos y centros de investigación. Y consideramos esta propuesta como el presente y futuro, sin más alternativa que adaptarse a estas técnicas y metodologías más modernas.

Agradecimientos

Agradecemos desde GAVLE; Documentación Gráfica del Patrimonio a Carlos Acevedo por ayudarnos a llevar este proyecto a cabo y a Saverio D´Auria, Emanuela De Feo, Salvatore Barba y Fausta Fiorillo de la Universidad degli Studi di Salerno (Italia) por haber participado en la consecución de estos resultados y apoyar todas nuestras iniciativas. Agradezco de forma especial al Consorcio Monumental de la Ciudad de Mérida por creer en nosotros y darnos facilidades para poder desarrollar nuestras ideas en el mejor de los entornos posibles.

Bibliografía

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ELMQVIST, M., JUNGERT, E., LANTZ, F., PERSSON, Å., SÓDERMAN, U. (2001): “Terrain modelling and analysis using laser scanner data”, en ISPRS Archives. Vol. XXXIV 3-wg4. Annapolis, MD, 22-24 October 2001.

GIRARDI, S., GONZO, L., PONTIN MARCO, E.F., RIZZI, A., VOLTINI, F. (2007): “Integrazione di fotogrammetria e laser scanner per la documentazione di Beni Culturali”, en: XI ASITA Conference, Torino, Italy.

GUIDI G., RUSSO M., BERALDIN, J. (2010): Acquisizione 3D e modellazione poligonale. McGraw-Hill, Milano.

ORTIZ, P., PIRES, H., SÁNCHEZ, H., MARQUES, P. (2007): “Reconstrucción virtual de cerámicas a partir de fragmentos arqueológicos digitalizados mediante láser escáner”, en S02 CEIG’07. XVII Congreso Español de Informática. Zaragoza. Septiembre 2007.

ORTIZ, P., & MATAS, M. (2009): “Experiences about fusioning 3D digitalization techniques for cultural heritage documentation in Cáceres wall (Spain)”. 3D-ARCH’2009 3D Virtual Reconstruction and Visualization of Complex Architectures International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences Volume XXXVIII-5/W1 ISSN 1682-177.



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Integración de contenidos 3D de la cultura ibérica en Europeana

A. L. Martínez Carrillo, Francisco Gómez y Alberto Sánchez Vizcaíno

Centro Andaluz de Arqueología Ibérica-Universidad de Jaén, Jaén. España

Resumen Internet se ha convertido en los últimos años en el principal transmisor de información en todos los ámbitos. Dentro de esta dinámica de transferencia de información se encuadra la iniciativa para la construcción de la biblioteca digital de la cultura europea, “Europeana”. En esta contribución se da a conocer la metodología de integración en dicho portal de contenidos arqueológicos en 3D que se está desarrollando desde el Centro Andaluz de Arqueología Ibérica (Universidad de Jaén). Esta integración de contenidos se está desarrollando a través del proyecto europeo CARARE (Connecting ARchaeology and ARchitecture in Europeana), cuyo principal objetivo es incrementar la cantidad y la calidad de contenidos digitales en 2D y 3D en el ámbito de la arqueología y la arquitectura de Europa. Palabras Clave: IBEROS, MODELOS 3D, AGREGACIÓN DE CONTENIDOS, BIBLIOTECA DIGITAL EUROPEA. Abstract Over the last few years, Internet has become the main information provider in every field. The initiative for the digital library of European culture, Europeana, sets in this framework of such information technologies. This paper reports on the method used to integrate 3D archeological data in a website currently under construction at the Andalusian Centre for Iberian Archaeology of the University of Jaén. The initiative is funded by project CARARE (Connecting ARchaeology and ARchitecture in Europeana) aiming at increasing the quantity and quality of 2D and 3D digital contents of European archaeology and architecture. Key words: IBERIANS, 3D MODELS, CONTENTS AGGREGATION, EUROPEAN DIGITAL LIBRARY.

1. Introducción

Los últimos avances en el desarrollo de la tecnología que utiliza Internet, su fácil accesibilidad y el incremento de la potencialidad de ser una herramienta útil en varios aspectos de la vida, están cambiando gradualmente la forma, el contenido y la dirección de la investigación arqueológica.

Los métodos de excavación y los datos obtenidos y publicados deben ser reorganizados teniendo en cuenta las nuevas posibili-dades de compartir la información (HERMON y NICCOLUCCI, 2000).

Una de las iniciativas para hacer accesibles y difundir contenidos culturales a través de este cauce es la que representa Europeana http://www.europeana.eu/portal/. Esta iniciativa surge en el año 2005 y tiene como principal objetivo hacer disponibles a través de internet contenidos relativos a la cultura europea. A través de este portal se pueden consultar recursos y colecciones digitales de museos, bibliotecas, archivos y archivos audiovisuales de Europa. Actualmente esta web cuenta con más de 15 millones de ítems, en los que se incluyen imágenes (dibujos, mapas y fotografías); textos (libros, periódicos, cartas, diarios y documentos de archivos); sonidos (música, discos y emisiones de radio) y videos (películas y programas de TV).

Alrededor de 1.500 instituciones están contribuyendo al desarrollo de Europena, entre las que cabe destacar la British Library de Londres, el Rijksmuseum de Amsterdam o el Louvre

de París. A través de las diferentes aportaciones se pueden explorar la Historia de Europa desde la Prehistoria hasta la época Moderna y Contemporánea.

2. Contenidos 3D del patrimonio arqueológico ibérico en Europeana

A través del proyecto europeo CARARE (Connecting ARchaeology and ARchitecture in Europeana, ICT Policy Support Programme 2009, c. 250445) se pretende incrementar la cantidad y la calidad del contenido digital disponible para los usuarios de Europeana en el ámbito de la arqueología y la arquitectura. También se prevé la agregación de servicios para los usuarios y facilitar el acceso a contenidos en 3D y de Realidad Virtual. En este proyecto de abastecimiento de datos participan 28 socios procedentes de 20 países europeos.

El Centro Andaluz de Arqueología Ibérica, como socio proveedor de contenidos del proyecto CARARE hará accesible los siguientes contenidos 3D:

� Recipientes cerámicos de la colección de referencia on line del proyecto CATA (Cerámica Arqueológica a Torno de Andalucía). La colección está integrada por un total de 1350 recipientes procedentes de diversos asentamientos ibéricos de las provincias de Jaén, Granada y Córdoba (MARTÍNEZ et alii, 2009) (Fig.1).



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Figuras 1y 2: Modelos 3D de recipientes cerámicos de la necrópolis de Tutugi (Galera, Granada) y de la Necrópolis de La Noria (Fuente de

Piedra, Málaga)

� 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).

Figura 4: Representación 3D de la cámara funeraria de Piquía (Arjona, Jaén)

� 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 5: Tachuelas procedentes de Baecula (Santo Tomé, Jaén)

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.

Una de las principales ventajas que tiene la elaboración de modelos 3D es que son capaces de proporcionar puntos de vista que no pueden ser vistos en una fotografía, a la vez que permiten visualizar lugares que ya no existen como es el caso de las reconstrucciones virtuales de restos arqueológicos. El término 3D cubre un amplio rango de aplicaciones y usos. Si se analiza el uso de los modelos 3D en el ámbito del patrimonio histórico, se pueden observar una amplia gama de aplicaciones, entre las que se encuentra la documentación, la conservación, la restauración física y digital, la investigación, la reconstrucción virtual y la visualización (FRISHER et alii 2003; BARCELÓ, 2000).

En el caso del material procedente del CAAI se han llevado a cabo diferentes metodologías para la elaboración de los modelos 3D:

� A partir de la vectorización y edición de dibujos de publicaciones con el software 3D Studio Max (Fig.6)

� A partir de la adquisición de la forma con un escáner 3D (Z-Scann 800). (Fig. 7).

� A partir de la edición de la documentación gráfica de excavaciones arqueológicas en el programa de edición 3D Sketch up (Fig. 8).



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Figura 6: Esquema de la metodología empleada en la elaboración de modelos 3D a partir de dibujos de publicaciones

Figura 7: Esquema metodológico para la elaboración de modelos 3D a partir de la adquisición de la forma con un escáner 3D

Figura 8: Esquema metodológico para la elaboración de modelos 3D mediante la edición en Scketch up

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).

� 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.

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

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,

Armas y objetos metálicos. Batalla de

Baecula.

.skp



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razón por la que la creación de metadatos necesita ser parte de la creación de los modelos 3D.

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

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FRISCHER, B., FAVRO, D., ABERNATHY, D. y DE SIMONE, M. (2003): “The Digital Roman Forum Project of the UCLA Cultural Virtual Reality Laboratory,” International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol. XXXIV-5/W10; accesible online: http://www.frischerconsulting.com/frischer/pdf/FrischerEtAlRomanForum.pdf (consultado el 1 de abril de 2011).

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Museos Virtuales. Un caso práctico: Museo Nacional de Arqueología Subacuática (ARQVA)

Jon Arambarri Basáñez y Unai Baeza Santamaría

VIRTUALWARE. Basauri, Vizcaya. España

Resumen En las últimas décadas se ha trabajado intensamente en la forma de promocionar y poner en valor el patrimonio cultural que nos rodea, con el objetivo de obtener herramientas cercanas a la ciudadanía. Entre estas herramientas, la Realidad Virtual se brinda como un excepcional instrumento dentro de esta animosa apuesta de los gestores de espacios arqueológicos y culturales. El artículo pretende mostrar un ejemplo práctico referencia en Realidad Virtual en España, recientemente finalizado y accesible en la página web del Arqua. El Ministerio de Cultura, con el museo Arqua Virtual, colabora una vez más en convertir el turismo cultural en algo completamente nuevo. Un turismo participativo en el que el visitante es el protagonista, conoce el espacio y planifica su visita. Palabras Clave: MUSEO VIRTUAL, REALIDAD VIRTUAL, ON-LINE, PASEO VIRTUAL Abstract In the last decades, there has been an intensive work to promote and add value to cultural heritage, with the main aim of getting closer to the citizens. Within these tools, Virtual Reality is an exceptional instrument for archaeological and cultural sites managers. The article aims at showing a recent real case in Spain, already accessible on the Internet. The Ministry of Culture and the Arqva (National Museum of Underwater Archaeology) Virtual Museum work together to turn cultural tourism into something completely new: a participatory tourism in which the visitors have the leading role, know the area and plan their visit. Key words: VIRTUAL MUSEUM, VIRTUAL REALITY, ON-LINE, VIRTUAL TOUR

1. Museo Nacional de Arqueología Subacuática

En noviembre de 2008 se inauguraba la nueva sede el Museo Nacional de Arqueología Subacuática (ARQVA), obra del arquitecto Guillermo Vázquez Consuegra en el muelle de Alfonso XII de la ciudad de Cartagena proyecto llevado a cabo por GPD (General Producciones y Desarrollo).

El museo alberga en su interior, materiales arqueológicos relacionados con el tráfico marítimo en el Mediterráneo, desde la época fenicia, a través del mundo púnico, helenístico y romano.

En sus salas se exhiben series anafóricas de tipo netamente romano, materiales metalúrgicos, así como epigrafía, destacando especialmente los restos de los dos barcos fenicios del s. VII a.C. encontrados en Mazarrón.

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, 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.

Tras la aparición de la World Wide Web, los museos han visto la posibilidad de disponer de un escaparate para atraer posibles visitantes (SANTACANA, 2005: 358).

El Museo Nacional de Arqueología Subacuática dispone, desde primeros del año 2011, de una visita tridimensional interactiva de su espacio expositivo. La visita anima al público a conocer el museo virtualmente o a planificar su visita.

Además, permite actualizar los contenidos expositivos del museo de manera on-line, así como exposiciones temporales, promocionando estos nuevos recursos de manera anticipada y virtual. Este módulo web está disponible en la página del museo:

http://museoarqua.mcu.es/web/visita/index.html

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, 2006: 66).

El proyecto, desarrollado por Virtualware bajo las directrices de la empresa museística GPD, persigue disfrutar virtualmente del



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espacio expositivo de una manera atractiva e innovadora de manera on-line, y tiene los siguientes usos:

� Que el visitante planifique la visita al museo desde casa.

� Que las personas que no puedan acudir al museo real debido a razones geográficas, físicas o económicas, disfruten del mismo teniendo acceso a la versión virtual.

� Además, el museo ofrece un espacio de salas temporales que los administradores pueden alimentar y que permite cambiar los recursos expositivos “virtualmente”, pudiendo representar en la nube, por ejemplo, piezas o restos arqueológicos que estén repartidos por toda España.

Tras la ubicación en el entorno del museo desde una vista cenital, el usuario puede orbitar el modelo esquemático del exterior del museo.

Cuando lo desee, de manera intuitiva, el internauta pasea con total libertad por el perímetro de los exteriores del museo a pie de calle, para así entrar en el interior del mismo y descubrirlo.

Figura 1. Visita cenital del espacio expositivo

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.

Figura 2. Recorrido virtual on-line

La aplicación permite por un lado conseguir una mayor difusión a través de internet, y por otro lado atraer a la visita real.

Los contenidos de la aplicación son administrables y modificables por el cliente.

4. Red de Excelencia Europea de Museos Virtuales

El Museo Virtual Arqua participa como museo asociado dentro de la Red Transnacional de Museos Digitales (proyecto europeo V-MUST). [http://www.v-must-net]

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.

Figura 3. Contenidos multimedia

La tecnología está avanzando muy rápidamente y surgen cuestiones sobre la forma de re-plantear la visita tradicional a los museos hacia una experiencial total.



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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.

Figura 4. Primer encuentro V-MUST en el que se presenta Arqua Interactivo (Congreso Archeovirtual, Salerno 2010)

“Experience the future of the past” es el lema del proyecto, que se presentaba oficialmente el 2 de marzo de 2010 en el Auditorio de Ara Pacis que planteaba como objetivos principales son:

� Reducir la brecha entre la investigación tecnológica y su aplicación práctica en el sector de los museos.

� Superar la fragmentación de la investigación.

� Lograr resultados tangibles para añadir valor a los museos mediante el uso de las nuevas tecnologías.

5. Conclusiones

Actualmente la familiarización de la sociedad con las TIC en todos sus ámbitos (profesional, doméstico o de ocio) es cada vez más palpable. En este marco La innovación en la difusión, divulgación y disfrute se nos presenta como una demanda de los turistas tanto reales como potenciales que debemos atender.

El desarrollo de museos virtuales abre un gran abanico de posibilidades en esta innovación. Utilizan nuevos modos de presentación de contenidos e interactividad del usuario con éstos, mediante dispositivos inmersivos, que permiten modos de percepción desconocidos hasta el momento, de extraordinaria utilidad para acercar la cultura al público infantil o de escasa formación.

El desarrollo de museos on-line, con múltiples posibilidades a través de las nuevas tecnologías digitales de ofrecer y transmitir contenidos 2D y 3D de alta resolución, presentando piezas que pueden estar en todos los puntos del planeta, sin necesidad de traslados, montajes, sedes fijas, etc. (COTEC, 2010).

Agradecimientos

Agradecemos la implicación en el trabajo tanto al equipo del Museo Arqua, como al equipo desarrollo de Virtualware y GPD, ambos han puesto un especial empeño en diseñar la mejor solución para poner en marcha el Museo Virtual Arqua.

Bibliografía

FUNDACIÓN COTEC (2010): “Innovación en el sector del Patrimonio histórico”, Informes sobre el sistema de innovación español.

PORATTI, G.G, (2010): Los próximos 500 años ¿Cómo evolucionarán las casas, computadoras, automóviles, industrias, y robots del futuro?, Editorial Red Universitaria.

SANTACANA, J. & SERRAT, N. (2005): Museografía didáctica, Ariel.

TAMAGNINI, M. & AUSTRAL, A. (2006): Problemáticas de la Arqueología Contemporánea, Universidad Nacional de Rio Cuarto.



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Evolución de las tecnologías utilizadas en el desarrollo de Museos Virtuales

Mª Dolores Robles Ortega, Francisco R. Feito Higueruela, Juan J. Jiménez Delgado y Rafael J. Segura Sánchez

Departamento de Informática de la Universidad de Jaén. España

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 conocimiento tradicionalmente aceptados como libros y revistas.



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2. Evolución de las tecnologías utilizadas en el desarrollo de museos virtuales

Inicialmente la mayoría de los museos estaban formados por un conjunto de páginas web (en su mayoría estáticas, aunque en algunos casos dinámicas) en las que generalmente se mostraban imágenes y fotografías de los elementos expuestos junto con una descripción.

La utilización de técnicas de Realidad Virtual supuso una mejora en la experiencia del usuario gracias a la inclusión de modelos tridimensionales con los que el visitante podía interactuar. De esta forma, el usuario no sólo podría visualizar las piezas tal y como lo haría en un sitio tradicional, sino que también podría moverlos y observar nuevas características y detalles que no vería a través de una simple imagen. Por tanto, el uso de estos métodos ha permitido hacer más realista la visita a un museo virtual.

En la actualidad existen diferentes lenguajes que permiten crear contenido 3D accesible desde una página web. A continuación se van a describir brevemente las características fundamentales de los más utilizados, exponiéndose además ejemplos de sitios web que los utilizan:

� QuickTime (http://www.apple.com/es/quicktime) Aunque realmente no muestra contenido 3D, permite visualizar fotos panorámicas de las salas reales del museo. La interactividad que permite es reducida y limitada al giro de la cámara. El museo de Louvre incluye visitas virtuales utilizando esta tecnología. (http://www.louvre.fr/llv/commun/home.jsp)

� Flash (http://www.adobe.com/es/products/) Es una de las tecnologías más utilizadas actualmente para la creación de contenidos interactivos en Internet. La página del Museo del Prado incluye elementos de este tipo (http://www.museodelprado.es/)

� XVR (http://www.vrmedia.it/) Tiene una arquitectura modular y proporciona un lenguaje de script orientado a realidad virtual para programadores, lo que permite generar contenidos más complejos con dispositivos avanzados como trackers, sistemas de proyección estéreo o HMDs. Un ejemplo de aplicación que utiliza esta tecnología es la Piazza dei Miracoli en Pisa, que puede consultarse a través de la página http://piazza.opapisa.it/3D/index.html.

� VRML (Virtual Reality Modeling Language) Ha sido un estándar para el intercambio de contenido 3D en sistemas web hasta su reemplazo por X3D. Se ha utilizado en la creación de numerosos sitios de museos virtuales como, por ejemplo, INUIT3D [CORCORAN, 2002], en la que los usuarios pueden visitar tres salas de exposiciones e interactuar con doce modelos tridimensionales o el sistema Minerva [AMIGONI, 2009], que facilita la organización de los museos estableciendo diferentes colecciones o exposiciones. Se puede utilizar con sistemas de proyección estéreo [ROBLES ORTEGA, 2010].

� X3D (Extensible 3D, http://www.web3d.org/x3d/) Desarrollado por el Consorcio Web3D, es el sucesor de VRML. Permite generar contenidos 3D interactivos, tanto estáticos como dinámicos. Está basado en XML y puede utilizarse conjuntamente con tecnologías como Ajax y PHP para el acceso a bases de datos. Se ha utilizado para crear

museos dinámicos como el prototipo de museo virtual de Arte Ibérico desarrollado por los autores que puede consultarse en la página http://150.214.97.135/X3D/English/indexEngl.htm.

� 3DVia (http://www.3dvia.com/downloads) Permite crear modelos y entornos 3D de los que el usuario puede obtener algún tipo de información adicional. El museo de Louvre incluye elementos de este tipo.

� WebGL (http://www.khronos.org/webgl/) Permite incluir modelos 3D en páginas web a través de HTML5 sin necesidad de instalar ningún plugin adicional. Se prevé que en un futuro todos los navegadores lo soporten. Ya existen algunos museos que lo utilizan como Wikipedia Art Gallery (http://www.wikiartgallery.org/about.html).

� O3D (http://code.google.com/intl/es-ES/apis/o3d/) Se trata de una API web de software libre que permite crear aplicaciones 3D completas e interactivas. Inicialmente se creó como un plugin pero actualmente existe una nueva versión implementada sobre WebGL. La Universidad de Queensland ha desarrollado un proyecto (3DSA) que permite realizar anotaciones en modelos tridimensionales utilizando O3D. Existe una versión accesible en Internet desde la dirección http://itee.uq.edu.au/~eresearch/projects/3dsa/.

Como se puede observar, los lenguajes descritos anteriormente difieren en el grado de interactividad que permiten cada uno de ellos, el realismo de los modelos generados, la facilidad de creación de contenidos y la utilización conjunta con otras tecnologías web. Estos factores serán claves para decidir la opción más adecuada en cada caso en particular. En la Tabla 1 se muestran imágenes de museos que utilizan estas tecnologías.

Otra característica adicional deseable en un museo virtual es la posibilidad de realizar la visita desde un dispositivo móvil. X3D y 3DVia disponen de versiones de sus visores que pueden utilizarse en terminales con baja capacidad gráfica. No obstante, en la mayoría de los casos, será necesario llevar a cabo un proceso de adaptación de la escena para su correcta visualización en estos dispositivos utilizando técnicas como, por ejemplo, las de los niveles de detalle (LODs). Para modelos ya creados, el proceso consistiría básicamente en reducir la complejidad de los elementos tridimensionales eliminando detalles que no serían apreciables desde una pantalla de menor tamaño. X3D admite soporte para esta técnica, por lo que la adaptación de las escenas se podría realizar de una forma sencilla y eficiente. Flash también proporciona compatibilidad para este tipo de terminales.

Además de los aspectos técnicos comentados anteriormente, existen otro tipo de características fundamentales que deben tenerse en cuenta en el proceso de desarrollo y creación de un museo virtual y que determinarán el mayor o menor grado de aceptación por parte de los visitantes: los requerimientos desde el punto de vista del usuario. La siguiente Sección describe los más importantes.

3. Características deseables en un Museo virtual

Tal y como se ha comentado anteriormente, los avances en las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TICs) han permitido generar museos virtuales que incluyen una gran



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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.

5. Conclusiones

En este artículo se ha realizado un estudio de las tecnologías empleadas hasta la actualidad en el diseño e implementación de los museos virtuales. Se han descrito principalmente las características más significativas y las posibilidades que ofrecen los lenguajes que permiten crear contenido tridimensional desde un punto de vista técnico, exponiéndose ejemplos concretos de museos ya creados. Se han descrito además las características deseables para un portal web de este tipo desde la perspectiva de los usuarios. Finalmente, se han comparado los museos virtuales con los reales y con los métodos tradicionalmente utilizados hasta ahora para transmitir el conocimiento como libros y revistas.

Tal y como se puede observar a partir de los ejemplos estudiados, las nuevas tecnologías han sido un elemento fundamental en la creación y desarrollo de museos virtuales que facilitan el acceso a sus contenidos a cualquier persona desde cualquier lugar. Sin embargo, su uso en sí mismo no garantiza que el museo generado sea accesible e interesante para los visitantes, por lo que es necesario tener en cuenta consideraciones adicionales que permitan alcanzar este objetivo como, por ejemplo, la familiaridad y facilidad de uso. Así, es importante destacar que el desarrollo de un museo virtual conlleva la necesidad de realizar un estudio previo de la aplicación basándose en los potenciales usuarios de forma que se facilite la transmisión del conocimiento. De esta forma, los contenidos generados resultarán más atractivos y útiles para los visitantes y podrán servir de apoyo a los museos reales, tanto si se consultan desde las propias instalaciones del museo como si se acceden a los mismos a través de Internet.



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Tabla 1: Ejemplos de museos virtuales utilizando los lenguajes descritos anteriormente

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)



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Agradecimientos

Este trabajo ha sido parcialmente subvencionado por el Ministerio de Educación y Ciencia de España y la Unión Europea a través de los Fondos FEDER, bajo el proyecto de investigación TIN2007-67474-C03-03.

Este trabajo ha sido parcialmente subvencionado por la Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa de la Junta de Andalucía bajo el proyecto P07-TIC-02773.

Bibliografía

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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].

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MOLTENBREY, K. (2001): “Preserving the Past”, En Computer Graphics World, vol. 24(9).

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VINCE, J. (1995): Virtual reality systems. ACM Press/Addison-Wesley Publishing Co.



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Cuenca, realidad virtual

Concepción Rodríguez Ruza1, Adela Mª Muñoz Marquina2 , Aurelio Lorente González3 , Virginia Cañas Córdoba5

1 Directora del Museo de Cuenca, 2 Técnico Gestor Cultural del Museo de Cuenca, 3 Fotógrafo del Museo de

Cuenca, 4 Técnico Gestor Cultural de la Biblioteca Pública de Cuenca. Cuenca. España Resumen Para explicar de forma didáctica y divulgar el conocimiento de los periodos clave de la evolución histórica de la ciudad de Cuenca, se creó el proyecto Cuenca, realidad virtual, en el que se recrean la Cuenca Islámica, la Cuenca Cristiana y la Cuenca del siglo XVIII. La aplicación desarrolla un entorno tridimensional que representa mediante rutas la reconstrucción de las diferentes épocas. Para llevarla a cabo se realizaron geometrías 3D, modelados 3D poligonales, texturizaciones, iluminación 3D y animación de las geometrías tridimensionales de todos los elementos. Las visitas virtuales van acompañadas de textos informativos, audiciones, planos y fotografías de archivo y actuales. Las rutas realizadas permiten de una forma lúdica y de fácil acceso a través de Internet conocer el pasado de esta ciudad. Palabras Clave: CUENCA, DIDÁCTICA, DIVULGACIÓN DEL CONOCIMIENTO, RECREACIÓN HISTÓRICA TRIDIMENSIONAL Abstract This project, Cuenca, realidad virtual, was created so that the key periods of the historical evolution of Cuenca could be explained, where the Islamic Cuenca, Christian Cuenca and Cuenca in the 18th Century are comprised. The reconstruction of these different ages is represented by different routes through a three-dimensional environment by means of this application .In order to be put into practice, 3D geometries, 3D polygon models, texturin, 3D illumination and three-dimensional geometries animation of all of these elements have been implemented. Virtual visits are introduced by some texts, hearings, plans, archive and current pictures. These routes allow the visitor to get to know the past of this town through a recreational and easy going method Key words: CUENCA, DIDACTIC, POPULARIZATION OF KNOWLEDGE, THREE-DIMENSIONAL & HISTORICAL RECREATION 1. Introducción

El proyecto “Cuenca, Realidad virtual” ha sido financiado por el Ministerio de Industria Y Comercio y la Junta de Comunidades de Castilla La Mancha, dentro del marco del Programa Ciudades Digitales 2004-2007.

Para llevar a cabo este proyecto se estableció la colaboración entre el Ayuntamiento de la ciudad y el Museo de Cuenca, creándose un equipo multidisciplinar de técnicos que desarrollarían toda la labor documental necesaria para levantar la plataforma virtual.

La reconstrucción fue muy complicada ya que de algunas épocas apenas quedan restos arqueológicos y son escasas las fuentes documentales. En algunos casos se tuvo que acudir a la arqueología comparativa, la etnoarqueología y a extrapolar datos de otros contextos al contexto de Cuenca, ciudad con características muy peculiares dada su ubicación geográfica.

Con el objetivo de proponer nuevos contenidos y recursos pedagógicos relativos a la evolución histórica de Cuenca y de difundir su patrimonio, se presentó este proyecto cuyos resultados fueron:

1. Creación de una película.

2. Proyección de un museo virtual.

3. Construcción de un navegador educacional.

4. Presentación interactiva de Cuenca.

En la presente comunicación se presenta el cuarto punto: la evolución interactiva de Cuenca.

Se trata de una aplicación que, con un eje de tiempo interactivo, nos permite acceder al conocimiento de sus tres principales etapas históricas y de su evolución en el tiempo. La aplicación basada en tecnología de Realidad Virtual y 3D de digitalización del patrimonio histórico y arquitectónico de Cuenca con fines didácticos y divulgativos, es por tanto, un proyecto innovador basado en la recreación de la ciudad, cuyo objetivo es de promocionar su conocimiento y la divulgación de su Patrimonio Cultural.



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2. Características técnicas

Cuenca, Realidad virtual, es una aplicación basada en la tecnología de Realidad Virtual y 3D de digitalización del patrimonio histórico y arquitectónico de la ciudad. Esta plataforma incluye la recreación de sus principales elementos monumentales de época islámica, de época cristiana y del siglo XVIII.

La aplicación consiste en el desarrollo de un paseo virtual mediante tecnologías avanzadas y de recursos asociados a Internet. Su núcleo central es un entorno tridimensional (3D) que representa las rutas y reconstrucciones de Cuenca en las diferentes épocas de su historia, al que se añadieron interacciones, que permiten un acceso intuitivo y lúdico a diferentes niveles, con información adicional mediante contenidos y recursos multimedia, esto es: textos ilustraciones, esquemas interactivos, mapas, animaciones de detalle, locuciones, enlaces, etc.

Figura 1. Reconstrucción Muralla

El sistema aplicado debía permitir una presentación de la información real inmersiva e interactiva. Las visitas virtuales y las reconstrucciones se representarían mediante realidad virtual real, es decir, mediante geometrías en 3D, modelados 3D poligonales, texturización, iluminación 3D y animación de las geometrías tridimensionales de todos los elementos. Los edificios y las rutas se representaron de forma realista y ofreciéndose en tiempo real los lugares estratégicos de Cuenca a través de Internet. El sistema de visitas virtuales debería de permitir navegar por el patrimonio arquitectónico y monumental de la ciudad, facilitando la comprensión de su evolución histórica. Las visitas virtuales irían acompañadas de textos informativos, audiciones, planos, fotografías de archivo y actuales.

Se propuso desarrollar un paseo para la aplicación en el tiempo, que permitiese avanzar, retroceder, ir a la derecha o a la izquierda, desplazarse verticalmente, mover la cámara para navegar por el patrimonio arquitectónico, monumental y artístico, pudiéndose observar cualquier punto de vista, permitiendo volar sobre la ciudad, entrar en el interior de sus barrios e incluso ver el presente y pasado del mismo escenario. Los contenidos se muestran dentro de una interfaz accesible que incluye controles para realizar la visita de forma libre y de forma visita guiada.

Las visitas virtuales y las reconstrucciones quedaron integradas dentro de la interfaz intuitiva que incorpora elementos de navegación como mapas y planos de planta sincronizados con el 3D, las ilustraciones, las fotografías y los textos explicativos. Todo ello con el objetivo de facilitar el uso de la aplicación a todo tipo de usuarios.

3. Contenidos de la aplicación

El Museo de Cuenca elaboró en una primera fase la documentación necesaria para la selección de las épocas históricas que se querían representar, planteando un viaje a través de la historia de la ciudad, poniendo especial énfasis en la combinación de conceptos culturales e históricos, en su divulgación, en la promoción a través de valores locales y en el desarrollo de espacios de comunicación, participación y formación cultural.

Se propuso una ventana que mostrase de una forma interactiva y multimedia la evolución histórica y cultural de la ciudad mediante un paseo virtual por el pasado, en el que se transfiere de una forma pedagógica y educativa, el conocimiento histórico, la arquitectura y los elementos artísticos a la población local, así como a los visitantes y turistas que visitan Cuenca.

Para todo este proceso, se realizó una labor de investigación, consulta de bibliografía y documentos, así como diferentes entrevistas con especialistas en cada una de las épocas que se querían representar, decidiéndose que las épocas más significativas para la comprensión de la evolución de la ciudad, eran las siguientes:

� Cuenca Islámica: Es el momento de fundación de la ciudad. Las tropas musulmanas aprovecharon uno de los mejores emplazamientos defensivos de la serranía conquense, entre las hoces de los ríos Huécar y Júcar. Crearon esta ciudad-fortaleza para controlar un amplio territorio entre el centro y el levante peninsular a finales del siglo X.

Figura 2. Pantalla inicial de la Cuenca Islámica



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Por las condiciones del terreno, la zona daba al espacio un carácter inexpugnable y de indudable ventaja ante posibles ataques.

La población de Al Madinat-Kunka contaba con todos los elementos arquitectónicos básicos de la ciudad islámica. Destacaban el Alcázar y el Castillo, pero también tuvo mezquitas, mercados, baños y diferentes tipos de viviendas para sus habitantes. Protegía a este conjunto urbano una muralla defensiva que contaba con varias puertas de acceso. Las primeras descripciones de la ciudad las hicieron los cronistas árabes El-Idrisi y Sahib-al-Sala dando cuenta de que existían en Cuenca una inexpugnable muralla, un foso, una laguna artificial, un gran puente y diferentes torres y puertas.

� Cuenca cristiana: en 1177 el rey Alfonso VIII conquistó la ciudad reorganizando su fortificación y otorgándole un Fuero para garantizar su desarrollo. La población a partir de entonces aumentó significativamente. Se constituyó un concejo y sede episcopal. La ciudad comenzó a crecer por encima de las viejas murallas musulmanas y muchas de las construcciones árabes se adaptaron a las nuevas necesidades. La vida se desarrolló a partir de ese momento en torno a la Plaza Mayor, alrededor de la cual se tejía un entramado de callejuelas y rincones donde se alternaban casas, talleres de artesanos y tiendas de mercaderes distribuidos en catorce parroquias con sus correspondientes iglesias que se levantaron en la ciudad. Sus torres caracterizaban el paisaje urbano de Cuenca junto a la construcción de casas adosadas a la muralla, en algunos casos y, en otros, construidas directamente sobre la roca. La parte alta de la ciudad seguía protegiéndose por la muralla y presidida por el Castillo. Durante los siglos XIV y XV se construyeron las casas nobiliarias en el antiguo barrio del Alcázar y surgieron los barrios de San Antón y el de Tiradores en la zona de los antiguos arrabales. Durante el siglo XV también se desarrolló una importante industria textil que convirtió a Cuenca en una pujante ciudad industrial, con una notable expansión económica que se mantuvo durante todo el siglo XVI. En este siglo las murallas se mantuvieron configurando el espacio urbano, tal y como se aprecia en las vistas de Van Der Wyngaerde dibujadas en 1565.

Figura 3. Reconstrucción de la Catedral

Pero el hundimiento de las pañerías conquenses durante el siglo XVII como consecuencia de la subida del precio de la lana, repercutió enormemente en el urbanismo de la ciudad y en su población. Cuenca sufrió un importante descenso demográfico en la parte alta de la ciudad y la poca población que quedó fue abandonando la zona para instalarse en los arrabales y en la parte baja. El estamento eclesiástico, que presidía en esos momentos la ciudad, fue habitando los edificios religiosos que se construyeron entonces.

� Cuenca en el siglo XVIII: La ciudad se adentró de una manera dramática en el siglo XVIII con la Guerra de Sucesión. Durante estos años sufrió asedios, saqueos y desmantelamientos que provocaron que la ciudad quedara prácticamente arrasada. Pero con la llegada de la paz se inició un tímido proceso de recuperación. De hecho, en el último tercio del siglo XVIII Cuenca tuvo un crecimiento moderado demográfico y económico que influyó en la renovación arquitectónica de la ciudad promovida por los obispos José Flores Osorio y Antonio Palafox y Mendoza. El trazado del plano resultante es herencia de las fases más dinámicas de su historia, dando como resultado un proceso acumulativo en el que el paisaje natural dominado por la ciudad musulmana, a la que superpuso la ciudad cristiana, determinó las relaciones de los diferentes grupos sociales, de sus modos de vida y de sus ideas. Por suerte se han conservado hasta nuestros días los dibujos panorámicos realizados por Juan Llanes y Massa que ofrecen una vista desde el Oeste y otra desde el Sur.

Figura 4. Recreación de un barrio del siglo XVIII

4. Características de navegación

Una vez obtenida toda la documentación se procedió a la realización de la topografía de la zona que se quería representar en modelado 3D. Sobre el mismo, se situaron todos los edificios y monumentos de las rutas que se desarrollaron con posterioridad.

Dentro de cada época se seleccionaron las distintas rutas que se ofrecen y dan a conocer una visión general de cada momento. Para la elaboración de las rutas multimedia se elaboró una ficha



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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.

El sitio web Cuenca, realidad virtual, está dividido en tres grandes bloques: Cuenca Islámica, Cuenca Cristiana y Cuenca Siglo XVIII.

Estando dentro del apartado de Cuenca Islámica, podemos realizar la visita por el exterior de la muralla que rodea Cuenca de forma guiada o bien recorrer el interior de la ciudad en dos modos diferentes: de forma guiada o de forma libre.

Figura 5. Interfaz de la recreación de la Cuenca Islámica

En el ángulo inferior izquierdo de la pantalla se encuentra un mapa interactivo con la ruta completa en el cual sabemos en todo momento en que punto del recorrido nos encontramos. Pinchando sobre un punto concreto podemos ir a él directamente sin necesidad de hacer toda la ruta. Acompañando el mapa se encuentra otra pestaña que contiene fotografías correspondientes al lugar en que nos encontramos, y a la derecha del mismo, se encuentra el texto explicativo de dicho punto. Este texto podemos también oírlo gracias a la locución que posee.

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.

En la Cuenca del siglo XVIII, la presentación está basada en los dibujos realizados en 1773 por Llanes y Massa, que hacen referencia a los lugares concretos que se detallan en el recorrido, presentándose fotografías actuales del lugar así como el texto y la audición explicativa.

Figura 7. Interfaz de la recreación de Cuenca en el siglo XVIII

Esta aplicación desde el 2008 puede consultarse en: www.cuenca.es/realidad_virtual/index.htlm

En la actualidad, se está habilitando una sala en el antiguo edificio El Almudí, para ubicar en ella un Centro de Interpretación el Patrimonio de la Ciudad Histórica, donde podrá accederse a la aplicación y fichas didácticas interactivas para uso de diferentes colectivos de la ciudad y de los visitantes.

Figura 6. Interfaz de la Cuenca Cristiana

Agradecimientos

El equipo técnico del Museo de Cuenca agradece especialmente la colaboración de Mariano Aragón Marín, Técnico del Ayuntamiento de Cuenca, del arqueólogo Michel Muñoz García, del Archivero Municipal Miguel Jiménez Monteserín, del profesor Jesús López Requena, de Ahmed Lahmar Cherif y a la empresa Eptron que ha desarrollado este proyecto.



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Bibliografía

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VALMAÑA, A. (1977): El Fuero de Cuenca. Tormo. Cuenca



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Espacios expositivos virtuales: Proyecto UMUSEO, una nueva opción para la difusión artística.

Francisco Javier Caballero Cano

Departamento de Bellas Artes. Facultad de Bellas Artes de Murcia. Murcia. España.

Resumen La revolución tecnológica ha supuesto en los últimos años una transformación en nuestra manera de percibir el arte y, paralelamente, en la forma de entender los espacios de exhibición artística. Las nuevas obras exigen espacios renovados y diferentes formas para albergarlas.

Los primeros en responder a estos cambios fueron los museos norteamericanos, que comenzaron a plantearse sus objetivos y los medios con que alcanzarlos. A lo largo de la década de los ochenta, se gestó un proceso revolucionario que se orientó hacia el cambio de actitudes y la apertura a una audiencia cada vez mayor y más diversa. Pronto se exportó al resto del mundo y poco a poco comenzaron a integrarse en la corriente de apertura y cambio de concepto que, según los resultados, era lo que la sociedad actual estaba esperando y demandando. Los museos no cambiaron sus colecciones: cambiaron la interpretación que hacían de ellas, la forma de hacerlas llegar a los usuarios, la comunicación con el público, el papel de los visitantes.

Las nuevas tecnologías de la información (sobre todo las más recientes) ofrecen a los museos una oportunidad para responder a los requerimientos de la sociedad. El acceso a los museos toma una dimensión diferente. Además de la utilización tradicional, el arte en Internet ofrece dos nuevas posibilidades: la interactividad y la desaparición de las barreras físicas. Los museos en Internet están abiertos a cualquier persona y a cualquier hora, accesibles y relacionables. Con la aparición de Internet se han roto las fronteras de espacio y tiempo, y ha permitido la comunicación en tiempo real con personas de cualquier continente, esto significa que la difusión de cualquier mensaje ya no tiene límites.

El proyecto Museo Virtual de la Universidad de Murcia, UMUSEO, es además una aportación innovadora sobre las posibilidades que presentan las nuevas tecnologías en el ámbito de la producción artística y su difusión. Un proyecto de investigación que se diseña como Centro de Arte con presencia exclusiva en internet, especializado en exhibir el patrimonio Artístico de la Universidad de Murcia. En las décadas de los sesenta y setenta, se planteó el papel de los museos y su futuro y ya se planteó la idea de que los museos habían sido los centros pasivos de exposición. Hoy se encuentran en una continua evolución, convirtiéndose en centros activos de experimentación en los que la participación del público toma una especial relevancia. Palabras Clave: ESPACIO EXPOSITIVO VIRTUAL, NUEVAS TECNOLOGÍAS, DIFUSIÓN PATRIMONIO, COMUNICACIÓN ESPECTADOR Abstract The technology revolution has, in recent years, meant something of a transformation in the way we perceive art and, at the same time, in our way of understanding art exhibition spaces. New works demand updated spaces and different approaches to their care and exhibition. American museums were the first to respond to these changes and begin to put resources behind the necessary objectives. Throughout the 1980s a revolutionary process unfolded which focused on changing attitudes and opening up to a growing and increasingly diverse audience.

This process soon spread to the rest of the world and gradually museums and exhibition spaces started to become part of an overall impulse of opening-up and conceptual change that, judging by the outcomes, was precisely what society was waiting and asking for. Rather than change their collections, museums changed their interpretation of them, the way in which they were brought to their publics, their approach to external communications and the role of visitors.

New information technologies (particularly the most recent) offer museums the chance to respond to society’s requirements. Hence access to museums takes on a whole new dimension. As well as the traditional uses of the Internet, art online offers two new possibilities: interactivity and the removal of physical barriers. Museums online are open to anybody and everybody, at any time of day, offering easy access and the scope for users to relate directly with a virtual exhibition space. The emergence of the Internet has transcended the barriers of space and time, enabling real-time communication with people from all continents, meaning that messages can be conveyed with limitless reach.

The University of Murcia´s Virtual Museum project – UMUSEO – makes an innovative contribution to the possibilities offered by new technologies in the realm of artistic production and its dissemination. This is a research project designed to be a Centre for a range of art-forms operating exclusively online and specialising in exhibitions relating to the artistic heritage of the University of Murcia. In the 1960s and 70s questions started to be asked about the role of museums and their future, giving rise to the idea that museums had become passive exhibition centres. Today they are continually evolving, becoming centres of active experimentation in which public participation takes on a special relevance. Keywords: VIRTUAL EXHIBITION SPACE, NEW TECHNOLOGIES, HERITAGE OUTREACH, COMMUNICATION SPECTATOR



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1. Introducción

La universidad de Murcia contaba desde su instauración en 1914 con una escasa cantidad de obras de arte propiedad de la misma, y no será hasta unos años después del retorno de la actividad docente en 1939 cuando comience a exhibir en sus paredes algunas obras de arte.

En la actualidad la universidad cuenta con un Patrimonio Artístico inventariado y catalogado que asciende aproximadamente a unas 400 obras pictóricas, escultóricas y fotográficas, fundamentalmente, que se hallan repartidas por casi la totalidad de los edificios y centros universitarios, albergando un gran número de ellas el edificio del Rectorado (100 obras). La mayor parte de las obras que componen el fondo artístico procede de donaciones provenientes de particulares como la acaecida en 1948 tras el acuerdo firmado entre el entonces Rector D. Manuel Batlle y D. Alvaro D’Estoup Barrio, Marqués de Corvera, por el se cedían un total de nueve obras de los Siglos XVII y XVIII pertenecientes a la colección particular de este heredero de una familia que, hacia finales del Siglo XIX, poseía la segunda mejor pinacoteca privada de España.

La imposibilidad de que toda la comunidad universitaria pudiera acceder a este patrimonio artístico, nos movió a elaborar este proyecto con en objetivo primordial de que además de todos los universitarios, la sociedad en general contemplara estas obras al tiempo que accedía a una información precisa y concreta; y, precisamente en un museo donde no existieran problemas de espacio....... El espectador solo necesitaría entonces estar conectado a una terminal de internet.

El proyecto Museo Virtual de la Universidad de Murcia, UMUSEO, es además una aportación innovadora sobre las posibilidades que presentan las nuevas tecnologías en el ámbito de la producción artística y su difusión. Un proyecto de investigación que se diseña como Centro de Arte con presencia exclusiva en internet, especializado en exhibir el patrimonio Artístico de la Universidad de Murcia.

La primera parte del proyecto requirió la recopilación de documentación, información y fotografiado de la totalidad de las obras pertenecientes al fondo artístico, con unos requisitos de calidad necesarios para su ubicación en formato virtual. También fue necesario realizar un estudio de las diversas formas en que se están empleando en el diseño de museos virtuales, los diversos enfoques para la creación de este tipo de museos y el estudio de una forma específica que se adapte al objetivo principal del proyecto.

En la creación del “UMUSEO”, se han utilizado técnicas de modelado interactivo de Realidad Virtual, para ser consultado y participado mediante Internet. Utilizando tecnologías avanzadas, se desarrolla el Centro de Arte Virtual, que permite al usuario navegar por las áreas que lo conforman e interactuar con las exhibiciones que éstas contienen. Las tecnologías de la información y la comunicación están transformando el ámbito de los museos, en los cuales se ha observado el gran potencial que pueden proporcionar las nuevas tecnologías para la didáctica y difusión de su conocimiento.

La revolución tecnológica ha supuesto en los últimos años una transformación en nuestra manera de percibir el arte y, paralelamente, en la forma de entender los espacios de exhibición artística. Las nuevas obras exigen espacios renovados y diferentes formas para albergarlas.

El Centro de Arte no es sólo un lugar de exposición y creación. La afluencia de público que reciben los museos y galerías de arte se incrementa en la medida en que éstos no sean únicamente contenedores donde se ubiquen las diferentes obras artísticas, sino que estas edificaciones deberán acoger sus obras en espacios que sean inherentes a las propias obras.

El Centro de Arte Contemporáneo es un espacio que se complementa con la obra, o más bien opera con ella. En este sentido, el espacio físico, el contexto exterior inmediato, el paisaje, los flujos, que pueda ofrecer/mostrar son importantes.

2. El Proyecto de Investigacion “UMUSEO”.

2.1. Introducción a la idea original

En las décadas de los sesenta y setenta, se planteó el papel de los museos y su futuro y ya se planteó la idea de que los museos habían sido los centros pasivos de exposición. Hoy se encuentran en una continua evolución, convirtiéndose en centros activos de experimentación en los que la participación del público toma una especial relevancia.

Los primeros en responder a estos cambios fueron los museos norteamericanos, que comenzaron a plantearse sus objetivos y los medios con que alcanzarlos. A lo largo de la década de los ochenta, se gestó un proceso revolucionario que se orientó hacia el cambio de actitudes y la apertura a una audiencia cada vez mayor y más diversa. Pronto se exportó al resto del mundo y poco a poco comenzaron a integrarse en la corriente de apertura y cambio de concepto que, según los resultados, era lo que la sociedad actual estaba esperando y demandando. Los museos no cambiaron sus colecciones: cambiaron la interpretación que hacían de ellas, la forma de hacerlas llegar a los usuarios, la comunicación con el público, el papel de los visitantes.

Las nuevas tecnologías de la información (sobre todo las más recientes) ofrecen a los museos una oportunidad para responder a los requerimientos de la sociedad. El acceso a los museos toma una dimensión diferente. Además de la utilización tradicional, el arte en Internet ofrece dos nuevas posibilidades: la interactividad y la desaparición de las barreras físicas. Los museos en Internet están abiertos a cualquier persona y a cualquier hora, accesibles y relacionables.

Los principales museos del mundo se encuentran desde hace tiempo accesibles vía Internet, y cada vez ofrecen mayores posibilidades a sus usuarios. Los museos españoles comenzaron a incorporarse a Internet desde los años noventa.

Los Museos Virtuales en Internet utilizan entre otras técnicas, multimedia e hipertexto, y muy pocos de ellos presentan videos virtuales u ofrecen una vista virtual de 360º. Hasta donde conocemos, no existe ningún Centro de Arte que utilice la tecnología de realidad virtual y que, además, permita la interacción con los componentes de las exhibiciones.

Con la aparición de Internet se han roto las fronteras de espacio y tiempo, y ha permitido la comunicación en tiempo real con personas de cualquier continente, esto significa que la difusión de cualquier mensaje ya no tiene límites. De hecho, los únicos límites de Internet son las propias limitaciones técnicas de la red, algunas de las cuales seguramente serán superadas en un futuro próximo como son el número máximo de polígonos en las animaciones, la resolución de las imágenes, tiempo de



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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 ntornos virtuales en aplicaciones de carácter creativo y orientados a la educación y difusión artística.

4. Facilitar el acceso mayoritario a universitarios e investigadores para completar el trabajo y estudios de las diferentes obras y autores.

5. Desarrollo de procedimientos de evaluación en la eficacia del uso de esta tecnología en la enseñanza del arte.

6. Crear el Museo de la Universidad con técnicas de modelado interactivo de realidad virtual, para su consulta a través de Internet.

7. Interactuación del espectador (crea tu propia sala)

8. Crear una nueva sala para exponer (Sala temporal) Exposición y catálogo digital

9. Poner al servicio de la sociedad exhibiciones virtuales sobre arte.

Al tratarse de un proyecto de investigación, los contenidos variarán en el tiempo y el Sistema deberá incrementar el grado de inmersión con el que el usuario se enfrenta a la actividad, ofreciendo una uniformidad en la ejecución de aplicaciones.

La generación de módulos virtuales interactivos permitirá al visitante navegar por las diferentes áreas que integran el Centro e interactuar con las exhibiciones contenidas en ellas, desde cualquier equipo conectado a Internet. En este entorno virtual se debe intentar crear la experiencia a los participantes de que se sientan desplazados a una nueva localización; y se debe dar la posibilidad de interactuar con los objetos y el entorno en mayor o menor grado, de manera que las respuestas que se observen se correspondan con las acciones esperadas, en el caso que sean objetos reales. Los participantes deben ser capaces de percibir algún tipo de equivalencia entre el entorno virtual y el entorno



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real, en términos de sus interacciones con objetos y las interacciones de unos objetos con otros; de la misma manera, las interacciones entorno virtual-participante deben ser reflejadas en tiempo real, o lo más rápidamente posible. Por último, los participantes deben tener libertad para moverse a través del entorno virtual, y el entorno virtual debe proporcionar ayuda para que el participante pueda moverse dentro de él, sin obstáculos a la navegación hasta alcanzar la sensación de inmersión y presencia dentro del entorno virtual.

3.0.- Presentacion

Siguiendo a García Canclini (1) haremos nuestra su idea de museo y diremos que este museo Virtual de la Universidad de Murcia, UMUSEO, se nos presenta como una oportunidad para repensar nuestro patrimonio artístico, el patrimonio de la propia universidad, su historia, su memoria y sus olvidos, con el fin de que la institución y su política cultural se renueven con algo más que con astucias publicitarias.

Este museo debía ser un proyecto abierto y dinámico en el cual las obras y el espectador fuesen los verdaderos protagonistas. Esta premisa fue fijándose desde el primer planteamiento del proyecto cuando desde el Vicerrectorado de Extensión Universitaria se nos brindó la oportunidad de crear un museo virtual para la Universidad de Murcia.

El equipo de trabajo se fue configurando pensando en que, sin los perfiles adecuados, era imposible que este proyecto llegara a buen puerto. Para ello fue necesario contar con un equipo de personas que en primer lugar poseyeran la sensibilidad artística necesaria, una sólida base de experiencia en diseño tridimensional 3D, así como en la configuración y creación de espacios virtuales. Todas estas características confluían en el profesor de la Facultad de Bellas Artes, Gerardo Robles. Sin su valiosa colaboración y apoyo desde los inicios del proyecto éste no se hubiera realizado. La profesionalidad en el mundo de la fotografía y la experiencia en la configuración de páginas web convergían en la persona de Alfredo Ramón Verdú. Pacientemente fue recorriendo los diferentes centros universitarios hasta localizar todas y cada una de las obras que componen el fondo artístico y que le fueron reseñadas por el equipo de gestión. Por ultimo se contó con el inestimable apoyo de todo el Servicio de Actividades Culturales y, especialmente, de Carmen Veas, en la localización y seguimiento de toda la parte documental del proyecto, la gestión de la base de datos que soporta este espacio virtual, así como en la labor de comisariado de las diferentes salas del museo y en la distribución de espacios y obras.

Por otra parte, a la hora de seleccionar las obras que se exhibirían en UMUSEO consideramos imprescindible la rigurosa opinión de profesionales tanto de la Facultad de Letras y, en particular, los integrantes del Departamento de Historia del Arte, cuyo director acogió con entusiasmo el proyecto y lo hizo extensivo a todos los miembros del departamento; como del director del Departamento y profesores de la Facultad de Bellas Artes que nos proporcionaron una visión fundamentalmente técnica. Este grupo lo completarían una conocida galerista y habitual colaboradora de la Universidad, Mª Angeles Sánchez Rigal, el entonces director del Servicio de Actividades Culturales, Fernando Navarro Aznar,y el propio Vicerrector de Extensión Universitaria, quienes desde el principio hicieron un exahustivo seguimiento de todo el proceso.

El diseño de este edificio que vamos a contemplar es el fruto de una larga reflexión y trabajo de creación de un espacio virtual que albergara una parte significativa de las obras que componen la colección de la Universidad. Las líneas sencillas y colores neutros y la forma cúbica en torno a un patio central interior delimitaron un espacio que intenta no robar protagonismo a las obras expuestas. El edificio consta de dos plantas que acogen, a su vez, trece salas, siete en la planta baja y seis en la primera planta. La madera, el cemento y el cristal fueron los materiales elegidos para el edificio, enluciéndolo en su interior con paredes de colores neutros como el gris que no distorsionaran la contemplación de cada una de las obras, fuera cual fuera su técnica, estilo o predominio de color.

La distribución interna del museo es fundamentalmente temática como podremos comprobar en el panel de información; destinándose además dos salas de la planta baja para exposiciones temporales. El museo exhibe en su espacio virtual un total de 135 obras, y se accede a través de la base de datos documental que lo soporta a la totalidad del fondo artístico compuesto por más de cuatrocientas.

Este proyecto contempla además la posibilidad de que tanto los investigadores y especialistas del mundo del arte, como cualquier espectador interesado pudieran participar, interactuar con los espacios y diseñaran “su propia sala”; o completar la base de datos documental dando la oportunidad a historiadores, críticos y estudiosos en general de comentar o realizar un estudio iconográfico de cualquiera de las obras. También nos queda pendiente la difícil incorporación del fondo escultórico, pues la visualización tridimensional de las esculturas exige un tratamiento diferente al de las obras bidimensionales. Pero todo ésto queda pendiente para una segunda etapa. Con todo ello pretendemos ofrecer a la comunidad universitaria y al público en general un verdadero museo vivo. Ustedes, como espectadores, con su visitas, se convertirán en la razón de ser de su pervivencia.

3.1.- Desarrollo del Proyecto

3.1.1.- Directrices Técnicas

En el Centro Virtual, se toman en cuenta aspectos relacionados con el logotipo, tipografías, reproducción y usos de la imagen identificativa.

Para su desarrollo se tomó en cuenta el uso y aplicación de estándares internacionales en la programación y desarrollo de mundos virtuales. En la implementación e integración del sistema, se utilizan lenguajes que se soportan estos estándares para el desarrollo de sistemas para Internet, entre los que se pueden mencionar, el HTML, JavaScript, Java y por supuesto, el VRML.

Para el desarrollo de los mundos virtuales se utiliza el lenguaje VRML 2.0 el cual es la versión 97 del estándar internacional. Este es un lenguaje extensible para la especificación y el desarrollo de mundos virtuales tridimensionales en Internet; y como apoyo al modelado y diseño de ambientes tridimensionales, donde se utilizan herramientas “authoring” como el 3D Studio Max v.6, y VRML Pad.

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(1) García Canclini, Néstor : Para un diccionario herético de estudios culturales.- Rev. Fractal. On line: www.fractal.com.mx



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En la edición de imágenes y texturas se utiliza “Adobe photoshop v.7”. y en la edición web se utiliza el paquete de “Macromedia MX ( Dreamweaver, Flash y Fireworks)”

Teniendo en cuenta el perfil de investigación y las necesidades de adaptación del proyecto, se ha apostado con fuerza por productos de calidad profesional de reconocido prestigio y se ha dado prioridad al uso de estándares sobre desarrollos propietarios. De esta manera se garantiza la máxima distribución de los resultados.

3.1.2.- Tratamiento del fondo artístico

En una primera fase se procedió a la identificación y localización de las obras de arte ubicadas en la mayor parte de los espacios universitarios, en estrecha colaboración con el Servicio de Patrimonio y según los datos contenidos tanto en su inventario como en el realizado por el Servicio de Actividades Culturales, para control de las obras donadas a la Universidad con motivo de las exposiciones realizadas en la Sala Luis Garay del Colegio Mayor Azarbe, y otras donaciones particulares.

Tras esta labor de investigación, localización y clasificación de las obras en los diferentes centros universitarios, se procedió a la impresión de cartelas identificativas de las mismas, comenzando por las ubicadas en el edificio del Rectorado. En la actualidad se han identificado por este sistema unas ochenta obras. En una segunda etapa posterior se procederá al encargo de las cartelas de las obras ubicadas en el resto de centros y espacios universitarios.

Paralelamente, se ha llevado a cabo el fotografiado de las obras de arte relacionadas en el inventario del Servicio de Patrimonio, cotejado con el realizado por el Servicio de Actividades Culturales, ya mencionado; dejando para una etapa posterior el fotografiado del amplio fondo documental y artístico donado por la viuda del escultor D. José Nicolás Almansa, cuyas obras se encuentran ubicadas en el Museo de la Universidad.

En cuanto al grado de incidencias registradas durante el desarrollo del proceso de fotografiado en diferentes centros universitarios, podemos afirmar que, en general, se ha realizado con toda normalidad y de manera satisfactoria, destacando el hecho de que la inmensa mayoría de las obras reseñadas se encontraban exactamente en el lugar indicado en los inventarios, a pesar de lo cual se cree pertinente hacer una serie de consideraciones que deberían materializarse para la consecución de un buen control sobre el fondo artístico y patrimonial de la Universidad:

1.- Designación de personal responsable con los conocimientos museísticos necesarios para supervisar dicho control.

2.- Establecimiento de normas específicas encaminadas a la protección de las obras pertenecientes al fondo artístico, tales como la prohibición de cambiar la enmarcación de cualquier obra si no obedece a razones de conservación de la misma; o la imposibilidad de traslado de obras sin la previa autorización del Servicio de Patrimonio y el Vicerrectorado pertinente.

3.- Seguimiento continuado del estado de conservación de las obras del fondo artístico.

Una vez clasificado y fotografíado todo el fondo artístico se procedió a la introducción de las fichas técnicas

correspondientes en la base de datos confeccionada expresamente para tal fin.

3.1.3.- Cronología del Proyecto

1.- Entre mayo y septiembre de 2007 se procedió a la primera fase de Fotografiado del fondo artístico

2.- Septiembre-Diciembre/2007. Se procedió a realizar los trabajos de documentación y clasificación de las obras, a sí como su distribución en los diferentes centros y servicios universitarios

3.- Diciembre/2007 – Febrero/2008.- Se realizó el diseño del edificio que contendrá el Museo Virtual. Planteamiento y diseño en plano a escala del museo y diseño de la Base de Datos. Creación de las distintas salas en formato a escala.

4.- Enero-Marzo/2008.- Trabajos técnicos de realización de la Bases de datos Documental para el tratamiento de las diferentes obras que componen el fondo artístico de la Universidad.

5.- Abril-Junio/2008.- Ejecución y montaje de la página Web de pruebas del Museo Virtual. Primera demostración de diseño

6.- Mayo-Julio/2008.- Segunda fase de los trabajos de fotografiado de obras ubicadas en diferentes centros universitarios. Introducción de fichas técnicas del fondo artístico en la Base de Datos para su tratamineto específico.

7.- Junio/2008.- Trabajos de la Comisión de Selección de Obras creada al efecto para realizar la selección de obras que -además de formar parte de la base documental del Museo- se exhibirán en las diferentes salas virtuales del mismo, es decir constituirían la Exposición Permanente del Museo.

Dicha Comisión estuvo compuesta por las siguientes personas:

Dª Victoria Sánchez Giner, profesora de Pintura de la Universidad de Murcia

D. Javier Gómez de Segura Hernández, Profesor de escultura de la Universidad de Murcia

D. Francisco Javier Caballero Cano, Director y Diseñador del Proyecto Museo Virtual y Profesor de la Universidad de Murcia

Dª Mª Ángeles Sánchez Rigal, Galerista.

D. Jesús Rivas Carmona, Catedrático de Historia del Arte de la Universidad de Murcia, quién, como Director del Departamento de Historia del Arte dio acceso a todos los miembros de dicho Departamento para participar en la selección.

Dª Mª Carmen Sánchez-Rojas Fenoll, Profesora de Historia del Arte de la Universidad de Murcia

D. Pedro Segado Bravo, Profesor de Historia del Arte de la Universidad de Murcia

8.- Julio/2008.- realización de modificaciones en la base de datos para proceder a la publicación de las obras seleccionadas que constituyen la exposición permanente del Museo.



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9.- Septiembre-noviembre/2008.- Impresión en papel a escala de las 110 obras seleccionadas para su implantación real en la maqueta de las diferentes salas también confeccionada a escala en cartón pluma. Fotografiado de cada una de las diferentes salas.

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 trabajos incluyen la incorporación de las opciones “crea tu propia sala” donde el espectador podrá conformar la sala con las obras por él escogidas, así como las salas temáticas creadas por investigadores, galeristas, y especialistas. Visto bueno del coordinador del proyecto

12.- Noviembre-2008.- Trabajos paralelos de introducción del formato HTML.

13.- Día 17 de Diciembre/2008.- Primera demostración del proyecto en línea: “yndo.com/umuseo”

3.1.4.- Integrantes del Proyecto UMUSEO

Director y Diseñador del Proyecto:

Francisco J. Caballero Cano, Profesor de la Facultad de Bellas Artes de la Universidad de Murcia

Director Adjunto y Técnico Diseño Espacios Virtuales

Gerardo D. Robles Reinaldos, Profesor de la Facultad de Bellas Artes de la Universidad de Murcia

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

Leonor Ruiz Guerrero, Licenciada en Bellas Artes, Personal Contratado Área de

Artes Plásticas

Departamento de Historia del Arte, Facultad de Letras

Departamento de Bellas Artes, Facultad de Bellas Artes

Josefa Cárceles Martí, Jefa de Sección, Servicio de Contratación y PatrimonioCristina Vidal-Abarca Gutiérrez, Servicio de Contratación y PatrimonioIgnacio Moreno Tormo, Servicio de Contratación y Patrimonio

Agradecimientos:

Soledad Pérez Mateos, Conservadora del Museo Romántico (Inventario del fondo artístico de la Universidad de Murcia por encargo del Consejo Social, 2002-2004), en colaboración con Luis Urbina, fotógrafo)



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Integración de sensores aéreos y terrestres para la producción de cartografía multiescala 3D

en la Alhambra y su territorio.

Antonio Manuel Montufo Martín1, José Manuel López Sanchez2, Stefano Ferrario1, Isidoro Gómez Cápitas2, Isabel García Garzón1

1 Patronato de la Alhambra y Generalife. Consejería de Cultura. Junta de Andalucía. Granada. Spain

2 TCA Geomática. Sevilla. Spain Resumen La elaboración de una nueva cartografía digital y ortofotografía para el conjunto monumental de la Alhambra y Generalife se inscribe en el marco del proyecto SIALH, para el desarrollo del Sistema de Información de la Alhambra. La producción cartográfica en el ámbito de la Alhambra supone un reto por el carácter patrimonial de los elementos a representar, la complejidad orográfica del territorio objeto de estudio y unas necesidades de precisión y nivel de detalle que exceden los estándares usuales en cartografía. El carácter multiescala de la cartografía, que debe dar soporte tanto a trabajos de escala local (hasta 1:5.000) como a levantamientos planimétricos de detalle, constituye otro de los desafíos del proyecto. La metodología empleada combina sensores aéreos y terrestes para garantizar la máxima precisión a la vez que enfatiza la importancia del modelo de datos como elemento clave para garantizar el carácter multiescala de la información y su empleo en proyectos de escalas muy diferentes. Palabras Clave: ALHAMBRA, SIG, MODELOS DE DATOS, LIDAR, LÁSER ESCÁNER, GESTIÓN DEL PATRIMONIO CULTURAL. Abstract The production of new digital cartography and ortophotos for the monuments of the Alhambra and Generalife is part of the SIALH project, which aims for the development of the Information System of the Alhambra. Map production in the area of the Alhambra is a challenge due to various factors such as the heritage value of the elements to be represented, the complex topography of the territory under study and the requirements of precision and detail exceeding the usual standards in cartography. The need for a multiscale cartography which must support both local-scale projects (up to 1:5000) and detailed planimetric surveys also constitutes a challenge. The methodology employed combines aerial (LiDAR, digital photogrammetry) and ground sensors (laser scanning) to ensure maximum precision while emphasizing the role of data model as a key element for ensuring the multi-scale information and its usability in projects of very different scales. Key words: ALHAMBRA, GIS, DATA MODELS, LIDAR, LASER SCANNER, CULTURAL HERITAGE MANAGEMENT.

1. Introducción

El programa de elaboración de una nueva cartografía digital y ortofotografía de la Alhambra y el Generalife y su territorio se inscribe en el marco del proyecto SIALH, para el desarrollo del Sistema de Información de la Alhambra.

El objetivo de SIALH es el de dotar al Patronato de la Alhambra y Generalife (en adelante PAG) de un sistema de información corporativo que proporcione el soporte tecnológico necesario para las actividades de investigación, protección, conservación y difusión del conjunto monumental.

SIALH se implementa sobre la base de un Sistema de Información Geográfica (GIS), por lo que la exigencia de una información geográfica de calidad es ineludible. Así, se desarrolla este proyecto para la elaboración de una nueva cartografía base y ortofotografía que proporcionen una representación fidedigna, precisa y actualizada del territorio Alhambra.

Para la toma de datos se han combinado los métodos más avanzados en la producción cartográfica, integrando sensores aéreos como el LIDAR, cámara de barrido de última generacióny cámara matricial, y sensores terrestres como el láser escáner; todo ello apoyado con técnicas de georeferenciación GPS y topografía clásica.

Asimismo se ha trabajado en la definición de un modelo de datos multiescala que permite abordar de forma unitaria tanto la representación cartográfica a escalas urbanas como la representación planimétrica detallada de los elementos patrimoniales.

Como resultado de los trabajos se ha obtenido una cartografía digital 3D, de precisión, y multiescala que cubre la totalidad del territorio Alhambra, unas ortofotografías aéreas de elevada resolución, una red de referencia para los levantamientos planimétricos y un protocolo de actuación topográfica que contiene las normas técnicas de captura y el modelo de datos.



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2. Definición de los trabajos

Ámbito de estudio

La zona de estudio se extiende desde el propio recinto amurallado de la Alhambra, pasando por las laderas que descienden desde la colina de la Sabika hacia la ciudad, e incluyendo el valle del río Darro aguas arriba, donde se localizan las captaciones que surten de agua al complejo alhambreño.

Se trata de un ámbito extenso y variado, en el que se combinan zonas urbanas con una trama urbanística densa y compleja y suelos rústicos extensivos, con densa cubierta boscosa en algunas zonas. Estas características han motivado que se distinguieran dos zonas de trabajo, en las que se establecían condiciones de restitución y representación diferentes.

Así en las zonas urbanas la restitución ha contado con un apoyo en campo de gran entidad, incluyendo el levantamiento exhaustivo con escáner 3D terrestre de todas las estructuras e inmuebles en el interior del recinto amurallado, mientras que en los ámbitos rústicos, el grueso de los trabajos se ha desarrollado por fotogrametría aérea.

Geodesia

La nueva estructura geodésica del Conjunto Monumental de la Alhambra está formada por el sistema de referencia geodésico y una red básica topográfica, donde se deben de apoyar la totalidad de trabajos planimétricos a desarrollar en el futuro.

El sistema de referencia geodésico es el ETRS-89, establecido como sistema de referencia espacial oficial en España (Real Decreto 1071/2007). Éste queda materializado por el marco geodésico definido por la red andaluza de posicionamiento (RAP), la red de estaciones de referencia GPS y la red geodésica nacional (REGENTE), así como todas sus posibles densificaciones.

El sistema de referencia de coordenadas (CRS) empleado para la representación planimétrica de todo el conjunto de datos geográficos será la ETRS89 – Transversa de Mercator huso 30 (ETRS89-TM30), mientras que la altitud se ha establecido en base a la Red de Nivelación de Alta Precisión, RENAP, utilizados de referencia altimétrica.

Protocolo de Actuación Topográfica

Se han definido las normas técnicas para la elaboración de la nueva cartografía del Conjunto y los futuros trabajos planimétricos, estableciendo las especificaciones para:

� Definición de los sistemas de referencia de coordenadas (CRS).

� Definición de los trabajos a desarrollar en el empleo de sistemas GNSS.

� Definición de los trabajos a desarrollar en el empleo de técnicas de topográfica clásica.

� Definición de los tipos de transformación de coordenadas entre CRS diferentes.

� Normalización de los productos a entregar.

Red Básica Topográfica

Se ha establecido una red básica o trigonométrica y una red secundaria o topográfica, formadas por bases topográficas distribuidas por todo el Conjunto Monumental. El establecimiento de la red se ha efectuado siguiendo las especificaciones del Protocolo de Actuación Topográfica.

Se han empleado sistemas GNSS, concretamente GPS, para la obtención de coordenadas de cada una de las bases a cielo abierto, mientras que para las localizadas en el interior de inmuebles se aplicaron métodos clásicos. Estas observaciones han sido complementadas con una radiación topográfica de todas las base, mediante itinerarios cerrados por topografía clásica empleando el método de Moinot.

La altitud de la red se ha establecido a partir de dos bases de la red de nivelación de alta precisión, trasladándose a la totalidad de bases por medio de nivelación geométrica doble cerrada.

3. Toma de datos

Vuelo Fotogramétrico

Se ha planificado un proyecto de vuelo con un GSD entorno a 5 cm/píxel. La compleja orografía del territorio Alhambra y la exigencia de una elevada resolución han determinado una cuidadosa planificación del vuelo y la selección de una aeronave que permitiese abordar los requisitos del vuelo con los necesarios márgenes de seguridad. Se ha empleado el avión Partenavia P68TC Observer, propiedad del grupo empresarial de TCA Geomática, y que presenta grandes ventajas por su versatilidad, tamaño y baja velocidad.

Posteriormente se ha realizado un segundo vuelo, circunscrito a la zona monumental, con una cámara matricial Ultra Cam XP-WA, con la idea de comparar los resultados con las imágenes realizadas por la cámara de barrido.

Una vez analizados ambos vuelos, se ha empleado el primero para la realización de las ortoimágenes, ya que ofrece mejores resultados para la ortorrectificación, y para la restitución en las zonas rústicas. El segundo vuelo se ha empleado para la restitución fotogramétrica de la zona urbana y monumental de la Alhambra y el Generalife, por disponer de un GSD menor resolución y una menor sombra arrojada.

Vuelo Lídar

Como complemento a las labores de la fotogrametría, ha sido realizado un tercer vuelo con sensor LiDAR (Light Detection and Ranging), con el objetivo de producir un modelo digital de elevaciones del territorio de la Alhambra.

El LiDAR consiste en un sensor aerotransportado con un láser que emite pulsos que se emplean para determinar el tiempo que tardan en rebotar en el suelo y regresar al sensor. Al estar integrado con sistemas de navegación GNSS y sistema inercial INS, permite medir la posición y altitud del sensor y la distancia al suelo.

La densidad de rayos emitidos permite incluso que en zonas de cubierta boscosa se puedan obtener datos de la altimetría real del suelo subyacente así como de la cubierta vegetal. Así en la figura 1 se aprecia como el perfil muestra las copas de los árboles, los



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puntos correspondientes a la vegetación arbustiva y el nivel de cota del terreno.

Como resultado del estudio se han registrado una media de 5 puntos altimétricos por m2, generando un modelo digital de superficies y elevaciones que constituye el mejor conjunto de datos de este tipo del conjunto monumental.

Láser Escáner.

Para la documentación y registro de los inmuebles que conforman el recinto alhambreño se ha empleado el láser escáner. El objetivo ha sido el de obtener una buena precisión de los elementos que no son visibles en el vuelo fotogramétrico y que necesitan del mismo grado de definición que el resto; es el caso de las fachadas y aleros de los edificios del conjunto y determinadas zonas arqueológicas.

El láser escáner garantiza una serie de ventajas que lo hacen idóneo en la documentación de edificios patrimoniales como la rapidez de la toma de datos, intervención indirecta en el objeto, posibilidad de representación de elementos a distinto nivel (suelo y cubiertas), obtención de gran cantidad de datos de forma objetiva, lo que facilita el trabajo en gabinete, y el poder generar una réplica virtual tridimensional de enormes posibilidades para el conocimiento, difusión y gestión de los elementos patrimoniales.

El escáner utilizado, propiedad de TCA Geomática, corresponde al modelo Leica ScanStation C10.

4. Captura de la información

La complejidad que presenta el Conjunto Monumental de la Alhambra y Generalife en cuanto a su extensión, orografía, extensas zonas arboladas y boscosas y sobre todo la calidad y riqueza de su arquitectura, ha obligado a emplear varias técnicas de captura de información, en parte redundantes entre sí y a la vez complementarias.

Las disciplinas utilizadas de forma integrada han sido la restitución fotogramétrica, la restitución desde los datos LiDAR, la restitución desde los datos de láser escáner y la topografía clásica.

De una manera generalizada la tecnología más utilizada en todo el proyecto ha sido la fotogrametría aérea, a la que se le ha añadido la utilización del resto de disciplinas, en especial el láser escáner para la representación de los edificios en el recinto amurallado, donde los niveles de precisión y la abigarrada trama urbana complicaban el uso exclusivo de la fotogrametría.

Los datos recogidos por el sensor LiDAR y el Láser Escáner han sido combinados en una única base de datos y clasificados en una única base de datos. Partiendo de ésta, se ha procedido a capturar desde la nube de puntos generada, los elementos que normalmente son añadidos a la minuta de restitución para la revisión de campo.

Básicamente los elementos capturados por este sistema han sido los siguientes: línea de fachada, línea de cornisa y vuelo de tejados, estructura de las cubiertas, estructura principal del pavimento, vegetación (troncos y setos), curvas de nivel, puntos de cota en todos los diferentes niveles de los elementos edificados, elementos de infraestructura hidráulica, electricidad, mobiliario urbano, etc.

5. Modelo de datos

Modelo de datos de Producción

El modelo de datos que TCA ha utilizado para la producción cartográfica GIS de la Alhambra, consiste en un modelo 3D, definido por elementos como el empleo de línea única, con generación de superficies, orientado a objetos, con criterios específicos de captura, controles de calidad en el proceso de producción, exportación directa a SIG y coherencia entre escalas.

Figura 1: Datos LiDAR de la Alhambra

Figura 2: nubes de puntos obtenidos con láser escáner, se observa el nivel

de detalle alcanzado



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El modelo de datos incluye varios elementos como el Catálogo de entidades cartográficas, el Modelo de producción y el Control de calidad.

El catálogo de entidades cartográficas recoge los contenidos de la información, el modo de adquisición, la codificación y la estructura gráfica y de asignación.

El contenido de dicho catálogo es fruto de un análisis en profundidad e intenta recoger toda la casuística que se presenta en este Conjunto Monumental. Se trata de un componente fundamental, por cuanto las necesidades de articulación de entidades en un ámbito de la relevancia patrimonial de la Alhambra exceden ampliamente los requisitos habituales en la producción de cartografía básica a escalas urbanas.

El modelo de producción detalla los criterios de restitución y edición para cada uno de los objetos cartográficos definidos en el catálogo.

El control de calidad pretende asegurar la integridad de la información generada, mediante una validación de los datos recogidos, tanto en la fase de captura de la información geográfica, como en la fase de revisión de campo y edición final.

Modelo de datos de explotación

El ciclo de vida de la cartografía en la Alhambra no finaliza con su aceptación y validación. Al contrario, la explotación de la misma en el PAG requiere la implantación de unos protocolos y de un modelo de datos adaptado a la praxis habitual de trabajo en la organización.

La elaboración del modelo de datos de explotación constituye así un reto técnico en un doble sentido, tanto porque un objetivo es el de diseñar un modelo de datos multiescala, como porque debe ser válido para su explotación en GIS y en CAD.

La justificación para este doble objetivo viene dada por las particularidades de la Alhambra. Hablamos de un conjunto monumental integrado por elementos patrimoniales de una inmensa relevancia (declarados Patrimonio Mundial por la UNESCO), que deben ser documentados planimétricamente con un nivel de detalle y precisión muy elevados, y al mismo tiempo hablamos de un extenso territorio, que se extiende unas 11 km2 que demanda un nivel de representación cartográfica equiparable a las escalas urbanas.

Por otro lado, la Alhambra no deja de ser un elemento vivo y dinámico en el que junto a los bienes patrimoniales conviven elementos de infraestructura urbana como en cualquier ciudad y en el que se desarrollan y planifican de manera continua programas de conservación y mantenimiento, de restauración o intervención arquitectónica. La praxis habitual de trabajos que se desarrollan por el PAG y sus agentes colaboradores incluye la realización de planimetrías y proyectos en CAD.

Esta realidad hace que el formato CAD deba convivir con el GIS, a la vez que se entiende que la información debe ser única y unívoca.

Se ha realizado por tanto un esfuerzo notable para establecer un modelo de datos jerárquico y multiescala, válido en CAD y en GIS, que permite combinar los elementos estándares en cartografía básica con aquellos específicos derivados del carácter patrimonial de la Alhambra.

El modelo de datos permite trabajar de forma multiescala, con niveles de codificación jerárquicos referidos a niveles de detalle y precisión crecientes, válidos para levantamientos planimétricos detallados y para cartografías más generales. Se ha optado por un sistema de codificación de capas abierto, que sigue el modelo jerárquico en tres niveles de la cartografía catastral, adaptado a las necesidades de representación y codificación de las entidades existentes en la Alhambra.

Se trata de un sistema versátil que puede desarrollarse para una mayor definición de las entidades, admitiendo las ampliaciones a que puede ser sometido el sistema para dar cabida a los grandes saltos entre la escala cartográfica y la planimétrica de detalle.

Finalmente, se ha definido el protocolo para el mantenimiento de la información cartográfica y planimétrica en el que las bases de datos geográficas GIS constituyen el elemento nuclear, establecidas como repositorio de información y publicadas como documentación cartográfica a través de SIALH. Estas bases de datos geográficas tienen un versionado en CAD, empleado para su uso técnico especializado en redacción de proyectos de actuación e intervención.

La actualización de la cartografía se llevará a cabo respetando las especificaciones técnicas contenidas en el Protocolo de Actuación Topográfica.

Todas las actuaciones que tengan lugar en el Conjunto Monumental y supongan una modificación de la planimetría existente, deberán quedar reflejadas en la base cartográfica y planimétrica, siguiendo un proceso circular articulado en tres fases.

La primera corresponde a la Cartografía Base, que reproduce el estado actual de la Alhambra en el momento previo a la actuación y sirve como base para la redacción del proyecto.

La segunda es la Planimetría de Proyecto, que define el proyecto de actuación y las modificaciones planimétricas previstas, tratándose de una fase intermedia.

La tercera fase corresponde al Estado final de las Obras que alimentará el sistema, integrándose los nuevos elementos y modificaciones en la cartografía general, con lo que volverá a ser planimetría base para las siguientes actuaciones, cerrando así el ciclo.

Figura 3: cartografía de línea única (abajo izqda.), y superficies (arriba) en 3D (abajo dcha.)



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Agradecimientos

Los autores agradecen el apoyo prestado por el Patronato de la Alhambra y el Generalife, en especial a su Directora General, Dª. María del Mar Villafranca y a D. Francisco Lamolda, Jefe del Servicio de Conservación y Protección.

Bibliografía

CRUTCHLEY, S. (2009). “Using LiDAR in Archaeological Contexts: The English Heritage Experience and Lessons Learned”, in Laser Scanning for the Environmental Sciences (eds G. L. Heritage and A. R. G. Large), Wiley-Blackwell, Oxford, UK.

LERMA, J.L., NAVARRO, S., CABRELLES, M. y VILLAVERDE, V. (2010) “Terrestrial laser scanning and close range photogrammetry for 3D archaeological documentation: the Upper Palaeolithic Cave of Parpalló as a case study” Journal of Archaeological Science, Volume 37, Issue 3, pp. 499–507.

REAL DECRETO 1071/2007, de 27 de julio, por el que se regula el sistema geodésico de referencia oficial en España Sistema Geodésico Oficial de España. BOE número 207 de 29/8/2007, páginas 35986 a 35989.

REMONDINO, F., GIRARDI, S., RIZZI, A. y GONZO, L. (2009) “3D modeling of complex and detailed cultural heritage using multi-resolution data”, Journal on Computing and Cultural Heritage, Volume 2, Issue 1, pp. 1-20

REMONDINO, F. y RIZZI, A. (2010) “Reality-based 3D documentation of natural and cultural heritage sites—techniques, problems, and examples.” Applied Geomatics Volume 2, Number 3, pp. 85-100

Figura 4: Modelo jerárquico de datos para la cartografía y planimetría en la Alhambra



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Digitalización 3D y Difusión en Web del Patrimonio de las Universidades Andaluzas mediante X3D Y WebGL

Juan Gabriel Jiménez1, Manuel García1, Jorge Revelles2 y Fco. Javier Melero2

2 AgeO C.A.I., Dpto. Backup3D

2 Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos, Universidad de Granada. Granada. España Resumen En el marco del Proyecto Atalaya se ha procedido a la digitalización exhaustiva de diversos elementos del patrimonio cultural de las universidades andaluzas. En una primera fase se han digitalizado a escala submilimétrica 24 esculturas de las universidades de Sevilla y de Granada, así como siete salas de ésta última, resultando modelos que van desde los 70 hasta los 240 millones de polígonos. Esta documentación se ha utilizado para insertarla en el portal digital de patrimonio de las universidades andaluzas, donde los visitantes podrán acceder a las fichas perfectamente documentadas e ilustradas con fotografías y videos y se presenta además la posibilidad de explorar en 3D las esculturas digitalizadas, así como navegar por el interior de las salas escaneadas con total realismo sin necesidad de plugins externos, gracias al uso de estándares como X3D y WebGL. Palabras Clave: DIGITALIZACIÓN 3D, WEBGL, DIFUSION WEB, X3D Abstract Under the auspices of the Atalaya Project we have digitalized a set of artworks and historical rooms that belong to the Cultural Heritage of andalusian universities. In a first phase we have scanned with submillimetric accuracy 24 sculptures from Universities of Seville and Granada, as well as seven historical rooms of the latter, obtaining models that have from 70 to 240 million polygons. These datasets have been used in the newly-created website about the Cultural Heritage of the Andalusian Universities, where visitors can visualize not only text, photographs and videos, but also can examine in real 3D the scanned sculptures, and even perform walkthroughs inside the scanned rooms without any need of installing external plugins, by having used in its development standards such as X3D and WebGL. Key words: 3D SCANNING, WEBGL, WEB DISSEMINATION OF CH, X3D

1. Introducción

Las técnicas digitales en 3D son una herramienta cada vez más habitual en la documentación del Patrimonio Histórico y Cultural, y hoy en día estos datos son utilizados por diversos actores del sector, no sólo por los investigadores y restauradores, sino también como elementos para la difusión de las obras de arte, los yacimientos arqueológicos y los monumentos históricos al público general.

Los recientes avances en la visualización 3D a través de WebGL y la potencia del estándar HTML5 para la interacción y generación de contenido dinámico en la web permiten a los museos y a los gestores de patrimonio resolver de forma relativamente sencilla alguna de las inquietudes y objetivos que se plantean en su labor, a saber:

� Llegar a público lo más diverso posible. El contenido del portal debe permitir satisfacer las necesidades de conocimiento de la mayor parte de los visitantes, teniendo en cuenta que procederán de niveles educativos, culturales y económicos muy distintos y que sus intereses, disponibilidad temporal y capacidad serán tan diversos como en los museos físicos.

� Ofrecer contenido de calidad, incluyendo contenido multimedia, de forma que los visitantes virtuales reciban una experiencia complementaria a la visita real.

� Facilitar la actualización de contenidos, de forma que la web se actualice por el propio personal de la institución, de forma que periódicamente se actualicen los contenidos.

Con la idea de desarrollar estos objetivos se ha comenzado el trabajo en el e-Portal de Patrimonio de las Universidades Andaluzas. Además de la creación de una web accesible y autogestionable por los responsables de patrimonio mueble e inmueble de las universidades implicadas, se ha procedido en una primera fase a la digitalización de veinticuatro obras de arte que datan desde el s. XV hasta mediados del s. XX, así como de varias salas históricas que servirán, además de como contenido multimedia per se, para la creación de escenarios para la realización de exposiciones temporales virtuales, lo que supone sin duda una novedad en la difusión del patrimonio cultural en España.



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Figura 1: Digitalización Patrimonio Mueble

2. Digitalización 3D

El trabajo de digitalización ha supuesto la aproximación a diversos problemas fruto de la gran diversidad en materiales, dimensiones y detalle de las obras y espacios digitalizados.

Además, se ha procedido a la digitalización con un nivel de precisión tal que sirva no sólo para la visualización sino también para la documentación precisa de la obra o espacio de forma que puedan ser utilizados los datos para posteriores estudios de restauración. El tamaño de las piezas oscila entre los 5 y los 20 millones de polígonos, y los modelos de salas y edificios oscilan entre los 40M y los 120M de polígonos.

Para la digitalización de las obras de patrimonio mueble se han utilizado dos tecnologías distintas:

� Escáner láser: Minolta Vivid 9i (fig. 1) y Minolta Vivid 910i

� Escáner de luz estructurada Breuckmann Smartscan HE

Para la digitalización de los espacios inmueble se ha utilizado un equipo Faro LS guiado con esferas (fig. 2).

2.1. Patrimonio Mueble

Se ha procedido a la digitalización de 18 obras situadas de la Universidad de Granada, bien propiedad de la propia institución o cedidas en depósito por otras entidades como el Museo del Prado o el Museo de Bellas Artes de Granada, así como cuatro grandes tallas propiedad de la Universidad de Sevilla realizadas por la gubia de Martínez Montañés. Como muestra de la diversidad de obras trabajadas podemos citar:

� S. Juan Evangelista y S. Juan Bautista. (GILA MEDINA, 2006). Dos tallas de 40cms. de altura, de principios del siglo XVI que posiblemente formaron parte de un altar portátil de Isabel la Católica. Los estofados dorados y la reducida dimensión de las obras, aparte de su importante valor, supusieron sin duda un gran reto que requirió un re-escaneado con el equipo de luz estructurada,

pues el láser era incapaz de capturar correctamente la textura.

Figura 2: Digitalización de Patrimonio Inmueble con escáner Faro LS.

� Inmaculada Concepción. (SANCHEZ-MESA 2006) Esta

obra atribuida al taller de Pedro de Mena, a finales del s. XVII, es una clara muestra del barroco y cómo este estilo lleva al límite la captura de geometría con un altísimo nivel de detalle, numerosas concavidades y oclusiones y una policromía cercana al negro. Está situada en el Salón Rojo del Rectorado de la UGR.

� Papelera (fig. 3). (MARTÍNEZ 2006, pp.126-127) Mueble con materiales tan diversos como la madera de ébano (negra) con detalles dorados y concha de carey (con alta reflectividad) que obligaba a realizar varias tomas sobre la misma zona para conseguir la geometría total de esta obra de mediados del s. XIX.

� Retablo de S. Juan Bautista (fig. 4). Obra con cinco paños salidos de la gubia de Juan Martínez Montañés en el s. XVII. Numerosas oclusiones y los dorados abundantes en los más mínimos detalles requieren una alta calidad en la reconstrucción.

Figura 3: Papelera (Univ. Granada). Original (izda) y modelo digital (dcha).

Todas estas obras han sido digitalizadas bajo condiciones lumínicas controladas mediante el uso de focos de luz fría no parpadeante, de forma que la textura capturada por el escáner tiene la calidad suficiente para la visualización.



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Independientemente de ello, se han tomado fotografías de alta resolución para conservar documentación gráfica de la textura original de los objetos por si fuese necesario realizar una visualización aún más realista.

Figura 4: Retablo S. Juan Bautista (Univ. Sevilla).

Para el procesamiento de las nubes de puntos se han utilizado principalmente ciertas rutinas del software MeshLab© y el paquete comercial Geomagic Studio©, siguiendo el proceso clásico de tratamiento de datos adquiridos con escáner 3D:

1. Captura de datos,

2. Eliminación de ruido,

3. Registrado de tomas,

4. Eliminación de solapamientos,

5. Fusión de nubes de puntos,

6. Tapado de agujeros,

7. Remallado,

8. Generación y procesado de textura,

9. Simplificación guiada por curvatura (para visualización web y render artístico),

10. Exportación a .obj y .x3d.

2.2. Patrimonio Inmueble

La documentación digital y difusión del patrimonio inmueble tiene especial importancia en las universidades más antiguas, pues entre sus instalaciones se encuentran edificios y salas de hasta cinco siglos de antigüedad que no son accesibles por el público general.

Se ha procedido a la digitalización de las siguientes estancias de la Universidad de Granada:

� Hospital Real: Salón Rojo, Crucero Bajo y Crucero Alto (Biblioteca General).

� Antiguo Colegio de San Pablo (Fac. Derecho): Paraninfo (fig. 5), Salón Rojo, Zaguán y Patio Porticado.

� Colegio Máximo de Cartuja: antigua Capilla (fig. 8) y Salón de actos.

Figura 5: Paraninfo Facultad de Derecho (Univ. Granada).

3. El Portal Web

Para el desarrollo del portal web http://patrimonio3d.ugr.es (fig. 6) se ha optado por el uso de tecnologías libres, tanto a nivel de plataforma servidor (Apache + MySql + PhP), como de CMS (Joomla!) y para la visualización de los datos 3D (X3D y la biblioteca X3DOM). Se ha desarrollado en tecnologías libres en primer lugar para garantizar la sostenibilidad de la información y por otro lado para permitir a cualquier visitante, independientemente del sistema operativo que utilice, la visualización de los modelos 3D, ya que el uso de HTML5 y el estándar WebGL permite la compatibilidad total sin necesidad de uso de plugins con Firefox, Safari o Chrome en cualquier sistema operativo, y con Internet Explorer mediante la instalación de un complemento.

El sistema es altamente escalable, e incorpora una agenda de eventos relacionados con el patrimonio cultural de las universidades, como pueden ser las visitas guiadas o las exposiciones temporales. También se proporciona una zona de acceso a investigadores donde pueden solicitar información más detallada o permisos especiales para el acceso a las salas o espacios gestionados por los distintos vicerrectorados de Extensión Universitaria.

Figura 6: Entrada al Portal Web.



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La información se encuentra estructurada de forma tal que su migración futura a soportes distintos se pueda realizar de forma semiautomática, pues somos conscientes que la tecnología evoluciona y los sitios webs han de ser lo suficientemente flexibles para adaptarse a dicha evolución.

Para cada obra de patrimonio mueble se han creado unas fichas tipo (figura 7) con la siguiente información: Inventario, Autoría, Cronología, Técnica, Medidas, Localización, Titularidad, Registro, Fotografía, Descripción, Bibliografía, Vídeo y Modelo 3D.

Figura 7: Ficha tipo para esculturas

3.1. Visualización 3D en la web

La visualización de los modelos 3D en la web se ha procedido a la generación de archivos X3D con los modelos.

Si bien el estándar X3D y WebGL (KHRONOS, online) no imponen ninguna limitación en cuanto al tamaño de los mismos, con miras la comodidad en la interacción con el portal y para evitar largos tiempos de descarga, se ha limitado el tamaño de los modelos de piezas individuales a 90K polígonos, de forma que la descarga se produce en pocos segundos.

Para las salas y edificios, se han dividido los modelos en piezas independientes de menor tamaño, que se cargan en paralelo de forma independiente. Además, el modo de interacción pasa a ser flythrough, permitiendo al visitante virtual pasear por las salas e interactuar con los objetos allí expuestos. Si existe ficha del objeto, se redirige al usuario a la ficha del mismo para que pueda verlo en detalle.

La transferencia de los datos desde el servidor al cliente se realiza utilizando JQuery y JSON, de forma que el modelo 3D nunca se almacena en la caché del navegador y es transferido en formato comprimido y encriptado. Se ha tomado esta decisión para intentar minimizar en lo posible la captura de la geometría y su posible uso como base para réplicas.

Figura 8: Muchacha tocando el Violín (Univ. Granada)

3.2. Generación de videos

Dado que los modelos 3D interactuables en web son de una resolución baja, aunque con el realismo que aportan las texturas originales, se ha procedido a generar unos videos con modelos de 1M de polígonos para las piezas, y 20M de polígonos para las salas de forma que el usuario pueda apreciar de una forma más artística y fiel al original los detalles de las obras (figs. 8, 9 y 10).

Se han utilizado motores de rendering comerciales (3DStudio y Cinema4D) para la generación de estos videos en HD, intentando que el recorrido de la cámara y la iluminación potencien aquellos elementos más destacados de las obras, o aportando información sobre el proceso de digitalización realizado. Asimismo, se han generado breves renders de ciertas obras pictóricas de calidad para que el usuario pueda acceder en detalle a perspectivas que una imagen estática no permite.

Figura 9: Renderizado del modelo digitalizado de la Capilla del Colegio Máximo de Cartuja (Univ. Granada).

4. Conclusiones y trabajos futuros

El trabajo realizado en el marco de este proyecto ha supuesto un enorme esfuerzo multidisciplinar tanto en el desarrollo del portal como a la captura, procesado y visualización de los modelos digitales. Se ha puesto casi al límite la capacidad de las herramientas software comerciales para el procesamiento de las nubes de puntos de las salas, y se ha realizado un exhaustivo estado del arte de los diversos equipos disponibles para la realización de este trabajo.



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En cuanto a la visualización en 3D, durante este proyecto se ha trabajado junto al equipo de desarrollo de la biblioteca X3Dom (BEHR et al., 2010) del Fraunhofer Institute de Darmstadt para la realización de nueva funcionalidad y sin duda que esta colaboración seguirá activa en el tiempo.

Entendemos que es un enfoque pionero en la visualización y difusión del patrimonio cultural, especialmente de unas entidades que por su tradición disponen de unas obras que se encuentran en espacios privados de difícil acceso al público general y con esta herramienta se permite su estudio y difusión por parte de la población general.

También se utilizarán en próximas fases nuevos dispositivos de adquisición mucho más precisos y con una fidelidad de color mayor, que permitirán optimizar el proceso de generación de los modelos virtuales.

En sucesivas fases se irá aumentando el catálogo de salas y edificios digitalizados, hasta tener representación de las diez universidades participantes, de forma que este proyecto se convierta no sólo en un elemento de difusión del patrimonio cultural de las universidades andaluzas, sino también una acción que genere documentación fiel y precisa de las obras de arte mueble e inmueble.

Figura 10 Inmaculada Concepción (Univ. Sevilla)

Agradecimientos

Agradecemos especialmente la colaboración prestada por el Secretariado de Patrimonio Mueble del Vicerrectorado de Extensión Universitaria de la Universidad de Granada, en la persona de Leonardo Sánchez-Mesa, al servicio de Conservación de Patrimonio de la Universidad de Sevilla, dirigido por Maria Fernanda Morón, y a Concha Mancebo y Amparo García de Artemisia Gestión de Patrimonio S.L, por la facilidad en fijar las fechas de digitalización de obras y salas.

Este proyecto ha sido financiado por la Consejería de Cultura de la Junta de Andalucía en el marco del proyecto Atalaya.

Bibliografía

BEHR J. et al (2010): “A scalable architecture for the HMTL5/X3D integration model x3dom”. En Proceedings of the 15th International Conference on Web 3D Technology (New York, NY, USA, 2010), Web3D ’10, ACM, pp. 185–194.

GILA MEDINA, L. (2006): “San Juan Evangelista y San Juan Bautista”. En Obras Maestras del Patrimonio de la Universidad de Granada. [Catálogo de la Exposición] vol. II. Granada: Universidad, pp.18-20.

KHRONOS: [Online. URL]: https://cvs.khronos.org/svn/repos/registry/trunk/public/webgl [Consulta: 1-5-2012]

MARTÍNEZ PELÁEZ, A. (2006): “Papelera y mesa”. En Obras Maestras del Patrimonio de la Universidad de Granada. [Catálogo de la Exposición] vol. II. Granada: Universidad.

SÁNCHEZ-MESA MARTÍN, D., y LÓPEZ-GUADALUPE MUÑOZ, J.J. (2006): “Inmaculada Concepción”. En Obras Maestras del Patrimonio de la Universidad de Granada. [Catálogo de la Exposición] vol. II. Granada: Universidad, pp.78-79.



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Formación de profesionales para la educación en los museos y la puesta en valor del Patrimonio.

Máster Universitario en Educación y Museos: Patrimonio, Identidad y Mediación Cultural

Rosa María Hervás Avilés1, Raquel Tudela Romero2, Elena Tiburcio

Sánchez3 y José Mariano Luján González2

1Universidad de Murcia. Centro de Estudios de Arqueología Virtual. Máster eMus. Murcia. España. 2Universidad de Murcia. Máster eMus. Murcia. España.

3Universidad de Murcia. Doctorado Educación y Museos. Murcia. España. Resumen En esta comunicación se presenta un modelo de formación online basado en la web 2.0, el Máster Universitario en Educación, Museos. Patrimonio, Identidad y Mediación Cultural (eMus). Este título se desarrolla en el “Aula Virtual” de la Universidad de Murcia, basada en la plataforma de software libre Sakai que facilita el uso de herramientas interactivas y que permite la comunicación, la generación de ideas y el aprendizaje colaborativo en un entorno social. Se trata de un título innovador en un entorno C-Learning en donde profesorado y alumnado interactúan desarrollando procesos educativos alejados de una estructura tradicional de enseñanza aprendizaje. Se ha conseguido diseñar una interfaz intuitiva que provoca la construcción del aprendizaje, el desarrollo de la creatividad y del pensamiento crítico1. Palabras Clave: ENSEÑANZA VIRTUAL, INNOVACIÓN, TECNOLOGÍA, WEB 2.0 Abstract This communication presents an educational model based on the web 2.0 through the online Masters Degree in Education and Museums. Heritage, Identity and Cultural Mediation (eMus). This program is hosted at the "Aula Virtual", University of Murcia's C-Learning enviroment, based on the open source software "Sakai" which facilitates communication, discussion and collaborative learning. It is an innovative program designed for an eLearning platform where students and teachers interact developing non-traditional teaching and learning processes. We have achieved to create a friendly and intuitive interface to present the contents that encourages knowledge building, creativity development and critical thinking. Key words: VIRTUAL LEARNING, INNOVATION, TECHNOLOGY, WEB 2.0

1. Introducción1

Los cambios recientes experimentados en Internet convierten a la Red en un espacio social que da cobertura a la gran cantidad de información que genera y distribuye la sociedad actual. La web de los datos (web 1.0) ha dado paso a la web de las personas (web 2.0) que potencia la interacción social (CASAMAYOR, 2008). Con la aparición de la web 2.0 se han desarrollado nuevos instrumentos online de interacción, debate e intercambio. Uno de los más extendidos actualmente son las redes sociales, herramientas de comunicación y participación, que permiten la creación de comunidades sociales con intereses afines y

1 El Máster eMus ha sido reconocido recientemente con una mención de Honor en los premios TWSIA (Teaching With Sakai Innovation Award) por las innovaciones realizadas.

perspectivas diferentes utilizando códigos escritos, auditivos e icónicos (LLADÓ, 2010). La web 2.0 favorece la interactividad en sitios dinámicos de participación. En el ámbito cultural, museístico y patrimonial, facilita la interacción social de los profesionales y del público de museos, centros patrimoniales y culturales (GÓMEZ, 2010). Abre los museos al público, posibilita, no solo la difusión, sino también el contacto activo con sus visitantes y la comunicación colaborativa. Con la web 2.0 la interacción bidireccional, tanto entre las diferentes instituciones, como entre sus usuarios es una realidad.

La transformación educativa derivada del uso generalizado de la red y la presencia de la web 2.0 en los ámbitos vinculados al patrimonio, nos permite presentar el Máster Universitario en Educación y Museos (eMus) como un modelo de enseñanza y de aprendizaje basado en la utilización de los recursos que ésta facilita.

El máster eMus tiene su origen en la escasez de títulos oficiales online interdisciplinares, relacionados con la educación, los museos, el patrimonio, la identidad y la mediación. Una de sus



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características fundamentales es el aprendizaje comunitario y colaborativo gracias al uso de herramientas de comunicación como medio potente y facilitador del mismo. (HERVÁS et al., 2011). Presentamos un modelo pedagógico centrado en el estudiante, en el que cada asignatura se desarrolla a través de una guía de contenidos que incluye recursos en red, enlaces a webs, podcast e imágenes. Se inserta en una plataforma que favorece el intercambio de ideas y los espacios de colaboración gracias a herramientas como los foros, los wikis, los chats o las videoconferencias.

2. La Web 2.0

Desde que en 2004 se registró el término Web 2.0 éste se relaciona con un espacio donde el usuario decide directamente qué hacer. Las herramientas disponibles permiten, a quienes las utilizan, producir y crear sus propios contenidos y trabajar a distancia y en red. Esta evolución elimina la concepción de la web como un espacio solamente informativo donde el usuario era un receptor pasivo. La web 2.0 es una red social abierta a todos los que desean participar en los procesos comunicativos de producción, difusión, recepción e intercambio de archivos (texto, audios, videos, enlaces, etc.). En ella es fácil ampliar, debatir y reflexionar sobre los contenidos (CEBRIÁN, 2008). Lo importante es conectar con las fuentes pues el conocimiento fluye con gran rapidez. Para CASAMAYOR (2008) la web 2.0 supone un cambio de paradigma. Es el paso de la interacción a la colaboración.

Para los profesionales del patrimonio, la arqueología, la educación y los museos, la web 2.0 es un espacio global y abierto. Las redes sociales y las diferentes herramientas de la web 2.0 facilitan a las instituciones museísticas una nueva relación con el público. Se apoyan en la web para dar a conocer el patrimonio, tanto a sus visitantes reales como potenciales.

3. Herramientas 2.0

Los recursos desarrollados en la web 2.0 se conocen como software social creado para facilitar procesos grupales como compartir, participar e interactuar. En la web 2.0 los desarrollos tecnológicos están orientados a potenciar la colaboración. Los recursos multimedia, los juegos interactivos, los blogs, las aplicaciones de la telefonía móvil y las redes sociales son una muestra de ello.

El desarrollo de los recursos multimedia como los podcast (archivos de audio y de vídeo distribuidos por suscripción a los oyentes) o los códigos QR, cada vez más generalizados para almacenar información disponible de forma simple, caracteriza también a la web 2.0. La aparición de sitios web como YouTube o Flickr, donde el usuario puede subir, compartir, comprar o vender recursos multimedia (videos o imagen) de forma libre es otro de los elementos de la web 2.0.

Estas herramientas son utilizadas por las nuevas empresas (startup) para el desarrollo de utilidades y aplicaciones en red en distintos dominios, que permiten ir mucho más allá de la interacción a través de la web. Se han convertido en propuestas innovadoras de primer orden asociadas a la propia evolución tecnológica, que en el ámbito en el que nos encontramos,

modifican sustancialmente la forma de relacionarse el público con su territorio.

Todos los museos buscan la colaboración con su público. La mayoría disponen, para su difusión, de un canal propio en Youtube o Flirck o, como en el Tate Museum2, desarrollan sus propios podcast, presentando los fondos de sus colecciones para mejorar la accesibilidad de las mismas.

La creación de las redes virtuales supone también un avance cualitativo en el desarrollo de la interacción en la red 2.0. En ellas los usuarios crean su propia vida virtual y eligen cómo desarrollarla. Es el caso de la plataforma Second Live (ECHEVERRÍA, 2000). Existen multitud de museos que exponen de forma virtual sus exposiciones como por ejemplo The Second Louvre en Second Live o El Museo del Prado en Google Earth. La realidad virtual y la creación de espacios en 3D permiten a los usuarios de la red descubrir yacimientos arqueológicos y conocer la época histórica a través la reconstrucción virtual.

Una de las herramientas de comunicación más utilizadas por los usuarios de la red son los blogs, conocidos también como weblogs o bitácoras. Espacios en los que es posible la expresión libre de opiniones y reflexiones personales, que a su vez reciben los comentarios de sus seguidores. Son un lugar para compartir e intercambiar ideas sobre cualquier tema de interés de forma ordenada y cronológicamente inversa. Su capacidad para incorporar imágenes, sonido, vídeos, enlaces y archivos adjuntos las convierten en unas herramientas efectivas, versátiles y adaptativas para la generación de conocimiento. Pueden incorporar tecnología de sindicación que les permite la notificación sincrónica de sus entradas a todos los interesados a través de las redes sociales. Existen multitud de variantes como los fotoblogs, audioblogs, videoblogs, teleblogs o moblogs. (CASAMAYOR, 2008; CEBRIÁN et al., 2007). Las instituciones culturales y museísticas se apoyan en los blogs para crear espacios de reflexión y tratar temas de forma más extensa.

Los blogs son utilizados también por los investigadores para difundir sus trabajos y los resultados de sus investigaciones. Permiten a los usuarios de la red interesados en el arte encontrar un amplio repertorio, no solo de obras de arte, sino también de

2 Expuesto por Jane Burton. El II Encuentro sobre Redes Sociales en Museos y Centros de Arte Contemporáneo celebrado el 11 de mayo en el Museo de Arte Contemporáneo de Castilla León (MUSAC), donde mostró las innovaciones realizadas en el Tate Museum a través de su Departamento Tate Media.



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información aportada por los artistas y expertos en la materia. Destacamos el proyecto “La exposición expandida”3 idea original de Montaña Hurtado Muñoz quien, junto con otras curadoras, desarrollan un proyecto expositivo alojado en la web. La finalidad es crear una muestra digital en la que las distintas salas de exposición son blogs virtuales. Cada uno de ellos con un discurso expositivo y un hilo conductor: la ciudad.

La web 2.0 y las redes sociales se han visto impulsadas por el gran desarrollo y popularización de la telefonía móvil y el uso de smartphones. Con la llegada de la web móvil se ha experimentado un cambio en el uso de Internet. El teléfono permite a los usuarios asiduos de estas herramientas 2.0 mantener una comunicación constante y permanente. La función multitarea y el acceso a Internet han generado la producción de multitud de aplicaciones para adaptar los recursos en red y redes sociales al soporte móvil. Asimismo, ha motivado la creación de aplicaciones exclusivas para smartphones como juegos, sistema de comunicación móvil, ya sea a través del texto escrito o por voz.

Al igual que ha sucedido con el desarrollo de la web 2.0, las instituciones culturales y museísticas han utilizado telefonía móvil como una herramienta de comunicación con sus visitantes. El desarrollo de aplicaciones ha permitido la creación de contenidos multimedia como guías de consulta de exposiciones, enlaces web o podscast. La telefonía móvil y la realidad aumentada proporcionan a los visitantes de los yacimientos arqueológicos información sobre la localización y las características de elementos patrimoniales.

Por último, las redes sociales abren un espacio a la comunicación e interacción directa entre artistas, instituciones, investigadores e interesados en patrimonio y arte. Facilitan su difusión y la generación de ideas y reflexiones conjuntas. (OJEDA, 2009). Multitud de instituciones y artistas disponen de un perfil, tanto personal como institucional, en diferentes redes sociales como Twister, Facebook o Linkedin, esta última desarrollada con la finalidad de conectar perfiles profesionales.

Conscientes de la importancia de las redes sociales, el máster eMus tiene presencia en Facebook y Twitter, redes que facilitan su difusión y además permiten una comunicación entre diferentes instituciones museísticas y expertos en patrimonio, creando un lugar de encuentro entre la formación de expertos y su práctica laboral.

3 http://laexposicionexpandida.net/

4. El Master eMus en la web 2.0

La consideración de la Red como espacio social influye en la metodología de enseñanza aprendizaje. La evolución de la web y las herramientas de comunicación han permitido la innovación en la enseñanza online. Asimismo, el desarrollo de plataformas educativas virtuales y de herramientas de comunicación, promueven nuevas formas de aprendizaje donde el alumnado está generando formas de relacionarse con la información, más activas, significativas, colaborativas, constructivas y sociales. (HERVÁS et al., 2011). La web 2.0 permite que sean los propios estudiantes quienes elaboren y compartan los contenidos y las actividades que serán el núcleo de su proceso de aprendizaje. En el caso del máster eMus, se ha trabajado con la plataforma de software libre Sakai cuyas herramientas facilitan el aprendizaje colaborativo gracias a la participación de estudiantes, profesorado, tutores y coordinadores. Todos ellos forman un entramado de recursos personales que se comunican, colaboran y participan en actividades comunes gracias a herramientas sincrónicas y asincrónicas como los foros, la mensajería instantánea o la videoconferencia (HERVÁS et al., 2011).

Además, este título está destinado a un amplio perfil de estudiantes, dado el carácter multidisciplinar de su plan de estudios, elaborado con la finalidad de investigar sobre el patrimonio desde diferentes y complementarias disciplinas.

“Patrimonio integral e identidad”, “Paisaje y patrimonio” o “Contribuciones de la investigación en patrimonio integral e identidad”, son algunas de las asignaturas del máster en las que la arqueología del paisaje, por ejemplo, ayuda a los estudiantes a su interpretación a través de los objetos arqueológicos que lo concretan, favoreciendo el conocimiento de las formas de vida de las sociedades del pasado insertas en el territorio. Asimismo, el conocimiento de las técnicas y disciplinas como la geoarqueología, la arqueología aérea o la arqueología de la percepción facilita la profundización del conocimiento adquirido por los estudiantes.

Como ya se ha dicho anteriormente este máster online ofrece gran variedad de posibilidades desde distintas perspectivas de comunicación. En cada asignatura se utilizan herramientas y recursos multimedia que facilitan la interactividad en el proceso de enseñanza aprendizaje.

El tipo de agrupamiento de los estudiantes difiere según el tipo de actividad. Los estudiantes trabajan individualmente, en grupos reducidos y en gran grupo. Las tareas de gran grupo tienen como finalidad dotar de contenidos contextuales, información general y facilitar una comunicación fluida y abierta entre el



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profesorado y los estudiantes. Las herramientas del Aula Virtual que más se utilizan para el aprendizaje en gran grupo son los denominados contenidos, recursos, anuncios, videoconferencia y chat.

Para facilitar la comunicación y el debate enriquecido con la participación activa de los estudiantes en grupos reducidos se utilizan los foros y la Wiki. Para una relación individual con los estudiantes la mejor herramienta es la tutoría virtual o los mensajes instantáneos.

Los contenidos en cada una de las asignaturas se estructuran a partir de una guía de contenidos y recursos complementarios que ofrece a los estudiantes una síntesis de la asignatura y en la que se incluyen hipertextos para ampliar la información, enlaces directos a webs relacionadas con el tema tratado, podcast e imágenes. Cada asignatura tiene en la herramienta recursos un repositorio para organizar todos los contenidos del curso, incluir bibliografía más extensa y contenidos adicionales.

El chat y la videoconferencia son las dos herramientas del máster que se utilizan cuando lo que se pretende es una comunicación bidireccional y directa para conseguir una respuesta instantánea del tutor y los compañeros.

La videoconferencia es una herramienta muy versátil que facilita la comunicación bidireccional, con todos los miembros del grupo simultáneamente, en grupos reducidos o individualmente. Asimismo, permite establecer una relación más próxima y fluida, generando un amplio debate que aclara dudas y concreta la finalidad de cada actividad. Realizada siempre que los estudiantes lo necesitan y durante los primeros días de cada asignatura, la videoconferencia le sirve al alumnado para exponer sus dudas sobre contenidos y tareas, intercambiar ideas, sugerir propuestas para la resolución de problemas y concretar respuestas instantáneas de su tutor y del propio grupo.

En el máster, los estudiantes han construido su propia comunidad en torno a la herramienta del chat, lugar donde pueden compartir sus puntos de vista sobre las actividades o incluso dar apoyo a los compañeros. En este espacio de comunicación desinhibida los estudiantes se expresan libremente entre ellos por iniciativa propia, se conocen, resuelven dudas conjuntamente y valoran el desarrollo de cada asignatura. El equipo docente tiene acceso a esas conversaciones, los estudiantes mantienen sus debates abiertos y la frescura de sus aportaciones no disminuye.

La herramienta anuncios es fundamental para enviar noticias a toda la comunidad educativa del máster en el Aula Virtual. Su finalidad es informar. No permite la comunicación bidireccional. La coordinación del máster, los tutores o los coordinadores de cada asignatura envían desde aquí información general sobre el máster para todo el grupo y también es posible dirigir anuncios solamente a los alumnos de cada una de las asignaturas (obligatorias u optativas). Además en este espacio los estudiantes reciben la bienvenida al máster y la presentación que sus tutores hacen de sí mismos y de los contenidos de las materias.

Es importante destacar la importancia que tiene en este proceso de construcción compartida de conocimientos la tutoría virtual. Sobre ella se fundamentan los procesos de enseñanza aprendizaje caracterizados por la promoción de un conocimiento intuitivo, constructivo, creativo y crítico. El sistema tutorial es esencial en la formación online. La calidad con la que el profesor-tutor desarrolla su función tutorial es importante para que los estudiantes adquieran las competencias previstas y logren sus objetivos. La diversidad del alumnado4 en el e-learning requiere un contexto en el que se facilite la interacción, la flexibilidad, la apertura y la comunicación inmediata. En la enseñanza virtual, el tutor es el que proporciona retroalimentación a los estudiantes sobre sus procesos educativos, debe tener capacidad para motivar a cada estudiante acompañándolo en todo momento, facilita el acceso a la información y a la comunicación interactiva, aporta recursos complementarios y de ampliación. La interacción profesor-estudiante-contenidos implica atender, dinamizar, socializar y aprender en colaboración.

En los foros se generan los debates propuestos en cada actividad, los estudiantes exponen sus reflexiones y el tutor realiza un análisis del trabajo individual, plantea propuestas de mejora y, finalmente, sintetiza las conclusiones elaboradas entre el grupo. Los foros promueven la reflexión y la creación de conocimiento conjunto sobre un tema propuesto gracias a la lluvia de ideas que se produce con las reflexiones de cada uno de los estudiantes.

Finalmente, la herramienta mensajes privados se utiliza principalmente para la comunicación entre el tutor y los estudiantes. Los mensajes privados permiten una comunicación personalizada con cada uno de los miembros del grupo.

Una de las innovaciones y mejoras del máster eMus es la implantación de nuevas herramientas de comunicación, entre ellas la Wiki, esta facilita el aprendizaje colaborativo, abre un

4 El perfil de los destinatarios de este máster es muy amplio, véase:http://www.um.es/educacionymuseos/alumnado/



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espacio de comunicación entre el alumnado donde cada estudiante aporta sus ideas e informaciones sobre un tema concreto, creándose de forma conjunta un texto único. Esta herramienta no propicia el debate sino que todo el alumnado va modificando un mismo documento.

Para finalizar coincidimos con quienes afirman que la web 2.0 ha supuesto la aparición de muchos y variados modelos, herramientas y formas de hacer en la Red que afectan a los procesos de aprendizaje. La web ha dejado de ser un lugar donde leer y se ha convertido en un espacio para escribir. Se trata de un aprendizaje activo centrado en la práctica (CASAMAYOR et al. 2008).

Bibliografía

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CASAMAYOR, Gregorio (Coord.) (2008): La formación on-line. Una mirada integral sobre el e-learning, b-learning. Barcelona: Graó.

CEBRIÁN, Mariano (2008): “La Web 2.0 como red social de comunicación e información”. En revista: Estudios sobre el mensaje periodístico, nº 14, pp. 345-461. http://www.ucm.es/info/emp/Numer_14/Sum/4-04.pdf

CEBRIÁN, Mariano et al. (2007): Blogs y periodismo en Internet. Madrid: Fragua.

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GÓMEZ, Mª Soledad (2010): “Museos&red. Estadísticas”. En mediamusea: http://mediamusea.com/

HERVAS, et al. (2011): “Diseño y desarrollo de materiales interactivos y multimedia en el Máster Universitario Educación y Museos: Patrimonio, Identidad y Mediación Cultural (eMus)”. Congreso Internacional de innovación docente. Cartagena, 6 al 8 Julio (en papel).

HERVAS, et al. (2011): “Master’s negree and PhD program in Education and Museums: Heritage, Identity and Cultural Meditation. En Conference on Education and New Learning Technologies (EDULEARN11) Barcelona, 4-6 julio, (en papel).

LLADÓ, Magali et al. (2010): “La interactividad y la web”. En Joan Santacana et. al. (Coord.) Manual de museografía interactiva. Gijón: Trea, pp. 337-368.

LAUZIRIKA, A. (2003): “Arte en Internet”. En espacios artísticos y educación. Encuentros de arte y cultura. Bilbao: UPV-EHU/BCU, pp. 15-16.

OJEDA, Carlos (2009): “Museo y web social: formas de plantearse una relación” En NeoMuseos: http://neomuseos.wordpress.com/

RIVERO, Mª Pilar (2010): “Cibermuseología interactiva on-line”. En Joan Santacana et. al. (Coord.) Manual de museografía interactiva. Gijón: Trea, pp. 369-390.

UNESCO (2003): “Charter on the Preservation of Digital Heritage”, en: http://unesdoc.unesco.org/images/0013/001331/133171e.pdf#page=80.



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Serious games para la puesta en valor de la cultura. Un caso práctico: SUM

Jon Arambarri Basañez, Leire Armentia Lasuen y Unai Baeza Santamaría

Virtualware. Bilbao, España.

Resumen Los videojuegos y los Serious Games comparten la tecnología, pero sus objetivos y usos son totalmente distintos. Trabajar objetivos y adquirir competencias para la vida, incitar a cooperar con los demás… en definitiva todas las premisas que persiguen los videojuegos serios como una herramienta inmejorable para poner la cultura en manos de la sociedad haciendo uso de las Tecnologías de la Información y la Comunicación. A continuación vamos a presentar el caso práctico Sum, un serious game on-line que tiene como objetivo dar a conocer la cultura de España como una cultura global surgida de la unión de los acontecimientos históricos que han sucedido a lo largo de su geografía. Palabras Clave: Videojuego Serio, Videojuego, Gamificación, Realidad Virtual, On-Line Abstract Although video games and serious games are based on similar technologies, their uses and purposes are completely different. Some examples of what serious games are designed for include achieving objectives, acquiring complex life skills and promoting cooperation at work. The main goal of a serious game is to make culture accessible to everyone using Information and Communication Technologies. This paper will present the case study of Sum, an on-line serious game which aims to promote Spanish culture as a global culture that has been directly influenced by the historical events that have taken place in the past throughout the country. Key words: SERIOUS GAME, VIDEOGAME, GAMIFICATION, VIRTUAL REALITY, ON-LINE 1. Los Serious Games

Los videojuegos y los Serious Games comparten la tecnología, pero sus objetivos y usos son totalmente distintos. Según el último informe de ADESE (Asociación Española de Distribuidores y Editores de Software de Entretenimiento), España se sitúa como el cuarto país europeo más importante en venta de videojuegos y el sexto a nivel mundial (ADESE, 2012).

A pesar de que aún existen ciertas reticencias en determinados ámbitos de la sociedad respecto al uso de videojuegos y medios digitales, cada vez son más palpables los valores positivos de estas aplicaciones y de las ventajas que suponen su utilización.

Y es que Las tecnologías desarrolladas para llevar a la pantalla un escenario interactivo y el conocimiento técnico asociado con la narrativa del juego, son cada vez más utilizados para la capacitación y transmisión de conocimientos.

2. ¿Por qué serious games y cultura?

“Los ordenadores y los videojuegos no son tan malos como se dice” Marc Prensky, especialista en videojuegos y aprendizaje (PRENSKY, 2005).

Figura 1. Lanian - Serious Game de emprendizaje.

Un Serious Game debe cumplir las siguientes características: trabajar objetivos y adquirir competencias para la vida, adaptados a las necesidades de la nueva generación de estudiantes, mostrar ejemplos que son difíciles de enseñar en la vida real, proporcionar alegría y placer, tener un objetivo (motivación), incitar a cooperar con los demás, agudizar la creatividad, recompensar los logros conseguidos y ser inmersivo (FELICIA, 2009).



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Estas premisas se presentan como una herramienta inmejorable para poner la cultura en manos de la sociedad haciendo uso de las TIC.

Figura 2. La educación y la cultura tuvieron un peso importante en el 1º Congreso Internacional Fun & Serious Game Festival (Bilbao, 2012).

Los serious games ya están demostrando su utilidad y ventajas en muchos de los ámbitos a los que se dirigen, entre ellos la puesta en valor del patrimonio.

3. Un caso práctico: Sum

Sum es un videojuego serio on-line que tiene como objetivo dar a conocer la cultura de España como una cultura global surgida de la unión de los acontecimientos históricos que han sucedido a lo largo de su geografía.

La pérdida de la memoria cultural es hilo que conduce la historia, siendo el propio jugador el responsable de reconocer y devolver a los diversos elementos culturales a su lugar y época, tejiendo de esta manera los caminos de la cultura de España.

Figura 3. Avatar se encuentra en el 1º escenario a Picasso “pintando” un cuadro que no le pertenece.

En el juego destacan 3 lugares o niveles, en los que se dan a conocer personajes de la cultura de España (Picasso, Don Quijote de la Mancha, Manuela Malasaña y Félix Rodríguez de la Fuente), fragmentos de trabajos de Rubén Darío, Cervantes, Velázquez etc.), y características de la cultura como la influencia del árabe en el castellano, la importancia de la ciencia para el

desarrollo de la vida de los españoles (desde el megalitismo hasta la actualidad) y la música.

El proyecto ha sido cofinanciado por el Ministerio de Cultura y Virtualware y ha sido recientemente publicado (febrero 2.012), accesible on-line desde el portal http://www.geugames.com.

3. Storyboard y objetivos del proyecto

“Sum qui sum” es una historia gráfica en la que los jugadores tendrán que recuperar la identidad cultural de un pueblo.

Combinando las habilidades de los cuatro protagonistas (Adiba, Iris, Alvaro y Jai), con la ayuda de una pluma, un diario y el apoyo de los personajes secundarios, deberán recoger todos los objetos, recorrer todas las pantallas y descubrir los mensajes necesarios para recuperar la identidad de su pueblo.

Figura 4. El usuario interactúa con los personajes que se encuentra para ir resolviendo enigmas.

Para ello, tendrán que resolver enigmas relacionados con la historia de España, visitarán lugares de interés cultural y descubrirán obras de arte, textos, música, inventos, idiomas y tradiciones que forman parte de la cultura actual y se han forjado y han evolucionado a lo largo de la historia.En la historia se mezclarán arte con ciencia, literatura con música y personajes y tendencias actuales con las pasadas.

4. Sum y patrimonio arqueológico: los dólmenes de Gorafe

En este contexto es protagonista el escenario de Gorafe. El jugador podrá navegar y explorar el poblado del Neolítico final del valle del río Gor en busca de herramientas y apoyo para construir el gran gigante de piedra.

En la ribera encontrará los materiales necesarios para el transporte de las rocas. Combinando materiales conseguirán crear palas para preparar el terreno, e interactuando con los personajes de la época y ayudándoles en sus quehaceres diarios conseguirán la ayuda para levantar el dolmen.



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Todo ello en 3D y de manera interactiva para conseguir que Don Quijote de la mancha recuerde quien es y dónde podrá encontrar a su amada Dulcinea.

Figura 5. Poblado neolítico de escenario de SUM.

5. Conclusiones

Las nuevas tecnologías están irrumpiendo en el ámbito del patrimonio arqueológico, histórico y cultural como instrumentos de transmisión del conocimiento. En este contexto, los serious games nos brindan una magnífica oportunidad de difundir nuestro legado cultural de una manera muy diferente, haciendo más fácil el acceso a toda la sociedad, empezando desde los más jóvenes.

Es destacable que el informe Horizon (NEW MEDIA CONSORTIUM, 2011), referencia internacional para la identificación de necesidades y tendencias en el mundo educativo, define como una de las tendencias a corto plazo el uso de aplicaciones móviles en el mundo educativo.

El Game play learning (aprendizaje basado en juegos) y la realidad aumentada (RA), a medio plazo, se identifican como las principales vías de innovación en el mundo educativo en un plazo de 2 a 3 años. El desarrollo del serious game, la versión multiplataforma (para Smart phones-móviles-, tablets y PCs) y la tecnología RA permite hacer frente a estas necesidades, aportando antes de lo previsto las soluciones que se han identificado necesarias para la difusión de conocimientos y competencias en los jóvenes en edad escolar.

Alineado con esto, el proyecto presentado, accesible para PC y MAC de manera on-line así como para dispositivos móviles Android, se presenta recientemente publicado como una ilusionante apuesta estratégica del impulso de los serious games como herramienta divulgativa del patrimonio histórico y cultural.

Agradecimientos

Agradecemos la implicación en el trabajo tanto al equipo de desarrollo de Virtualware, que ha puesto un especial empeño en diseñar la mejor solución para poner en marcha el videojuego on-line.

Bibliografía

ADESE - ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE DISTRIBUIDORES Y EDITORES DE SOFTWARE DE ENTRETENIMIENTO (2012): “El consumo en el sector del videojuego se situó en 980 millones de euros en 2011” [online] http://www.adese.es/index.php?option=com_content&view=article&id=85:el-consumo-en-el-sector-del-videojuego-se-situo-en-980-millones-de-euros-en-2011&catid=0:adese.

FELICIA, PATRICK (2009): “Videojuegos en el aula: manual para docentes”, [online] http://games.eun.org/upload/GIS_HANDBOOK_ES.pdf. EUROPEAN SCHOOLNET. Bruselas.

NEW MEDIA CONSORTIUM (2011): “Horizon Report 2011”, [online] http://www.nmc.org/pdf/2011-Horizon-Report.pdf

PRENSKY, MARC (2005): “Don’t Bother Me Mom—I’m Learning!”. Paragon House. EEUU.



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“Matera: tales of a city” project: an original multiplatform guide on mobile devices

Eva Pietroni

CNR Institute of Technologies Applied to Cultural Heritage, Italy

Abstract Matera città Narrata is a project coordinated by CNR ITABC and financed by the Agency of Tourist Promotion of Basilicata region, aimed at the creation of a digital platform able to support the public before and during the visit of Matera (World Heritage since 1993), providing cultural contents by multiple communicative formats and access possibilities. The main components of the project are: 1) the web site, accessible in remote and adapted also from smartphone, 2) cultural contents and applications for mobile devices (old style mobile phone, smartphone, iPad) with different operative systems. Every user can reach cultural contents in a simple way, choosing the communicative format he prefers and supported by the technology he owns. In this paper we'll describe, more in detail, the applications developed. Keywords: MULTIMEDIA GUIDE, MOBILE TECHNOLOGIES, MULTIPLATFORM SYSTEM, STORYTELLING, USABILITY, INCLUSIVITY, 3D RECONSTRUCTIONS. Resumen Matera città Narrata es un proyecto coordinado por el CNR ITABC y financiado por la Agencia de Promoción Turística de la región de Basilicata, dirigido a la creación de una plataforma digital capaz de guiar al público antes y durante la visita a la ciudad de Matera (Patrimonio de la Humanidad desde 1993), proporcionando contenidos culturales en múltiples formatos de comunicación y posibilidades de acceso. Los componentes principales del proyecto son el primer lugar el sitio web, accesible y adaptado también a smartphone, y, en segundo término los contenidos culturales y las aplicaciones para dispositivos móviles (teléfono móvil convencional, smartphone, iPad) con diferentes sistemas operativos. Cada usuario puede llegar a los contenidos culturales de una manera sencilla, elegir el formato de comunicación que prefiera en función de la tecnología que posee. En este artículo se describen, más en detalle, las aplicaciones desarrolladas. Palabras clave: GUÍA MULTIMEDIA, TECNOLOGÍAS MÓVILES, SISTEMA MULTIPLATAFORMA, NARRACIÓN, USABILIDAD, INCLUSIÓN, RECONSTRUCCIONES 3D. 1. Matera, an uninterrupted continuity

“Matera: città narrata” (Matera: Tales of a City) is a project developed by the ITABC – CNR in collaboration with public and private organizations and supported by APT Basilicata (the tourist agency for regional promotion).

Matera (World Heritage since 1993), is an extraordinary place in South Italy, where the human presence can be perceived in its uninterrupted continuity best than everywhere, from 12.000 years ago until today. The morphology of the environment characterized by thousands of natural caves, allowed men and women to be hosted and protected (LAUREANO, 1993), developing very particular kind of civilization in accordance with the rupestrian habitat. Matera seems an enormous sculpture excavated in the rock, the symbiosis between nature and urban environment is total. The city has gained international fame for its ancient town, the "Sassi", houses dug into the calcareous rock, which is characteristic of Basilicata and Puglia. Many of these "houses" are really only caverns, and the streets in some parts of the Sassi often are located on the rooftops of other houses. The ancient town grew in height on one slope of the “Gravina”, a canyon created by a river that is now a small stream. Because of the very bad condition of life, in the 1950s, the italian government forcefully relocated most of the

population of the Sassi to areas of the developing modern city. Until the late 1980s this was considered an area of poverty, since these houses were, and in many areas still are, mostly unlivable. Current local administration, however, has become more tourism-oriented, and has promoted the re-generation of the Sassi with the aid of the European Union, the government, UNESCO, and cinema industries (as many famous movies were realized in this scenario, from Pasolini to Mel Gibson). Now many Sassi have been restored and re-occupied for touristic and craft activities or for living.

2. Matera tales of a city project: aims and target

The overall objective of the project is the realization of an integrated, multidisciplinary and multidimensional network of virtual heritage that connects ideally, places, times, authors, users, the real world and virtual dimensions. The main target of the project are tourists and occasional visitors. Today the visit of Matera is usually included in wider package tours (from the Adriatic and Ionic coasts) and generally people visiting this place remain just few hours or one day, an insufficient time to be able to enjoy and understand the place and its extraordinary cultural heritage. Given this situation, the final purpose of the project is



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to encourage tourists and families to spend a longer time in the town and in its territory through an improved cultural offer.

The general design of the system, the organization of cultural contents, the choice of itineraries, sites, communicative formats were prepared by an accurate and fundamental monitoring activity of tourists' preference, provenance, alphabetization and condition.

The core of the work consists in a digital platform containing multimedia, virtual reality, storytelling contents aimed to support the cultural experience of people who are visiting the town or are going to. Such contents, living in a website, can be accessed through your mobile device (cell phone, smart phone, computer) using the phone network or a wi-fi connection. The communicative approach is completely differently from traditional guides. In fact it does not describe or inspect monuments just mentioning who made them and when; it tells the stories that took place in ancient sites, real fragments of life, myths, characters, memories. The system thus consists of two parts and two modes of use in order to simplify and promote maximum access and use:

� the multimedia website

� the material for portable systems (telephone, smartphone, devices, laptops, tablet..) with different Operative systems.

The technology is used to the minimum necessary for the purposes to be achieved and in the simplest version available for the various functionalities, according to the urser's need and abilities; cultural content and services are given for free.

Images, sounds, 3D reconstructions, movies concerning a specific historical site rather than gastronomy or local crafts, try to involve the user in an emotional dimension. The web site has a vital role, both for the preliminary planning of the visit and during the visit itself.

The web site (http://www.materacittanarrata.it) has been developed in Flash but with a back-end structure allowing people with proper rights to add new contents or new graphic items very quickly and simply. On the site the user can explore itineraries, sites, personal stories, 3d reconstructions of the city and its landscape through nine different chronological phases; he can also download content to his phone or laptop (.pdf documents, movies, .mp3 audio files, applications), useful during the successive visit to the sites.

The web site has been developed also in HTML and declined also to be accesses from smartphone.

From the begin a fundamental issue of the project has been the “transparency” of the technological infrastructure: solidity and stability of the system are a “must” but also facility for public to use technology and to access to cultural contents. These ones can automatically fit to personal mobile devices (technological profiling), in order to include, as potential target, all the categories of people.

The contents can be accesses in several ways.

The “Database” Mode is optimal while moving through the site: the visitor stops in front of a monument and finds a sign with its name and ID, together with an internet website and a toll free number. He has many possibilities. If he can connect to the internet (the place is in a wi-fi area or he uses his own charges profile) he can access to the web site and, keying in the ID, he reaches information about the monument and other related contents (fig.1).

Figure 1: matera città narrata web site for smartphone

He can also download a stand alone application if he owns a smartphone, in order to avoid to connect to the internet in the successive steps of the visit.

On the contrary, if he has not the internet connection, he can call the toll free number indicated on the sign. In this case a synthetic voice (IVR, Interactive Voice Response) will answer asking to choose the preferred language (Italian, English, German); after it will ask the monument ID and finally if the user's preference is for an audio guide (2-3 minutes) or an MMS (multimedia message, 30-40 seconds and 5 images). After this third choice the proper content will be sent.

The “Guide” Mode is optimal when the user accesses the website from home, school or every other static base and he finds cultural contents organized in thematic itineraries or more structured sections; he can explore or download them in different formats in order to use these materials while the real visit of Matera.

2. Contents

In the following part of the paragraph we are going to explain the main sections of the application.

Fly on the territory:

This section aims to the real time 3D exploration of the territory all around Matera. It is an “holistic” vision of the context where the user has the possibility to visualize and locate the main typologies of cultural heritage present in the area (fig. 2).

In fact the rupestrian civilization is not only referred to the central historical neighborhoods of the town but also to the territory of the Rupestrian Churches Park all around, including thousands of prehistorical, neolithic, medieval sites (FONSECA, 1978). The 3D reconstruction of the context is based on a GIS project, where all the data are geo-referred and integrated. The DEM was generated from topographical surveys with different resolutions: 1:10.000, 1:2.000, 1:500 (thanks to Ufficio Sassi of Matera) and its final resolution is 2 mt, to be managed with many LODs (level of details) because for the real time visualization in iPad 1st generation we need to limit the



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calculation to 20-25.000 polygons. The 3D geometry, divided in many tiles according to the level of detail adopted, was mapped with Quickbird satellite photos (80 cm resolution), and with an IGM map where it is easier lo locate and identify all the topographical themes. The virtual exploration is controlled by a very particular third person camera: moving and tiping the iPad the user must guide a Lesser Kestrel (a typical little hawk living of Basilicata) flying all over the territory; it can lose or gain altitude and speed, turn left and right acting the proper animations. Even if the user decides the direction to apply to his movement, the bird keeps a certain degree of autonomy. The camera has not a rigid constrain and a fixed distance from the avatar-hawk but a flexible behavior and this solution produces a very nice effect.

Figure 2. Ipad application: real time exploration of the territory

The user can modify the textures of the territory choosing the map or the satellite image, he can also visualize some thematic layers, as 3D icons located on the landscape: prehistorical sites, rupestrian churches, shepherd's settlements, manor farms, new urban quarters, towns near Matera and so on. Some of these icons are interactive and let the user access to more detailed information about specific sites.

The GiS project integrates also data connected with the reconstruction of the potential ancient landscape of Matera (FORTE, 2008) (vegetation and soils maps, geological and paleobotanic data, thanks to the Park authority and HSH company) that we propose in another section of the application.

Guide:

As mentioned before our goal wasn't to create a guide following the traditional descriptive approach of monuments and sites. The places we meet are occasions to tell stories, fragments of real life, memories, events, legends, through the voices of characters lived in different times – counts, knights, saints, governors, chroniclers, historians, archaeologists, artists, farmers, abbesses - and following a progression where many cultures and building techniques meet and cross each other. Each place/story is told through a slide-show and an audio comment, a not heavy format in terms of resources but efficacious from a communicative point of view (if the user is in front of the real place he doesn't need an oversized multimedia format). The sites can be accessed directly from a map or following thematic itineraries (there are four, two in the Sassi neighborhood, one up to the Civita and one in the territory outside Matera, along the Gravina).

The passing of the time:

The section is dedicated to the evolution of the landscape and of the urban context of Matera through the time. This evolution process is described and shown through video clips based on 3D rendering showing the context in eight different ages: the emersion of lands from the sea more than two million years ago (TROPEANO, 2003), the terrain and “gravina” formation, the birth of the first Neolithic entrenched settlements (5000-4000 b.C.), the diffusion of the life in the caves, the construction of the “built” and fortified space in the Middle Ages, the expansion from the Civitas to Sassi suburbs, from Sassi to the planar area where the modern and contemporary city developed (GATTINI, 1882; VOLPE, 1818; FONSECA, DEMETRIO, GUADAGNO, 1999; DEMETRIO, 2009). The 3D rendering are supported and combined with historical documentation, iconography, literary citations; a critical info-graphic apparatus was also elaborated in order to highlight, on the actual images of the town, the interpretation process followed and the correspondences between the 3D reconstructions of the past and what is still visible today.

Views through the time:

The 3D reconstructions of the past chronological phases have been used in this section in order to create an experience of “augmented reality” (GIBSON, 1979; FORTE, 2008; CAMERON & KENDERDINE, 2007).

The views through the time, in fact, are views on the urban and/or natural urban landscape that can be observed in their process of historical evolution and transformation. Six main views (indicated on the map with orange icons) are panoramas in 3D reconstructed in eight chronological phases, from 2 million years ago until today. In each of them the actual image and the 3D reconstructions of the past are perfectly overlapping and it is possible to perceive and understand the whole chronological progression. A cursor allows to modify the transparency of the levels in order to have more possibilities of comparisons and analysis (fig. 3a - 3b).

Other views consist in historical images taken inside the Sassi areas (blue icons on the map, fig.4). Every couple of images shows the life and the places before and after the depopulation of 1950s or their successive restoration (fig. 5)

Witnesses:

Many people living in Matera supported our project: they described places and events in the light of their memories, encounters, visions, works, life experiences. The space become place: a new identity emerges, a new “speaking” portrait of the town, after that one, very famous, by Carlo Levi, "Lucania 1961", today preserved in the National Museum of Medieval and Modern Art in Palazzo Lanfranchi. In our application these witnesses are fixed in video clips, each one two- three minutes long.

3. Conclusions

The project introduces a new approach in the re- qualification and valorisation of the cultural landscape of Matera (archaeological, historical, artistic, natural contexts), focusing not only on the most important sites but on the diffused cultural heritage. The main idea is to provide people a system able to support the visit experience before it begins and while it is in



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progress through a variety of communicative formats. These contents are resident in a web site and can be accessed also through many kinds of mobile device with different operative systems, using a free wi-fi (the wi-fi hardware infrastructure has been created within the project in the historical centre of the city) or a telephone connection. We didn't want to confuse the instruments (new technologies subjected to fast obsolescence) with the final purpose: cultural dissemination, innovative models for the Cultural heritage fruition. For this reason we decided to invest mainly on the capitalization of the intangible heritage, in order to strengthen the unicity of this territory.

Figure 3a – 3b: . Interactive panorama, from the “Belvedere della Murgia”: the first image refers to the end of the IXX century, the second one

to the Neolithic age (5000-4000 B.C.). Ipad application developed in Unity 3D.

For the first time Matera and its evolution through the time has been represented in 3D thanks to an imposing work of data collection, interpretative study and computer graphic. The 3D reconstruction of the context enables to appreciate the town in a wide visual field. Our goal was to give the idea of Matera as a unitary object and not as a combination of different particles. We wanted to represent the town as a unique body, evolving stage by stage (fig. 6).

The project has been concluded from a technical point of view and the applications are already available in the web. The evaluation on public is in

Figure 4. The interactive map with the views through the time indicated with orange and blue icons.

Figure 5. Historical photos taken from the same point of view, showing people living inside the Sassi neighbourhoods before 1950s and the same

place after the depopulation.

Progress.

Figure 6. Virtual reconstruction of Matera during the Renaissance, realized in 3D Studio Max and Vue (Raffaele Carlani, Stefano Borghini, CNR

ITABC)



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Acknowledgements

My acknowledgements to APT Basilicata for supporting the project, Francesco Antinucci from CNR-ISTC for the scientific coordination of the storytelling, the Superintendency for Architectonic and Environmental Heritage of Basilicata Region together with Francesca Sogliani and Dimitris Roubis from CNR IBAM for the historical support, the members of the scientific committee of the project, our colleagues from CNR ITABC that collaborated to the creation of cultural contents: Stefano Borghini and Raffaele Carlani, Nicola Montesano, Claudio Rufa, Bartolomeo Trabassi, Sofia Pescarin, Marco Di Ioia, Augusto Palombini, Sara Zanni, Belen Jimenez an all the people that gave their fundamental contribute.

References

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ANTINUCCI, F. (2007): Musei Virtuali, Laterza, Bari

CAMERON, F. & KENDERDINE, S. (2007): Theorizing Digital Cultural Heritage: a critical discourse, Mit Press.

DEMETRIO, R. (2009): Matera. Forma et Imago urbis, Laterza, Bari.

FONSECA, C.D., DEMETRIO, R., GUADAGNO, G. (1999): Matera, Laterza, Bari.

FONSECA, C.D. (1978): Habitat – Strutture – Territorio, Galatina.

GATTINI, G. (1882): Note storiche sulla cittˆ di Matera, Stab. Tip. Perotti, Napoli.

GIBSON, J. (1979): The Ecological Approach to Visual Perception, Lawrence Erlbaum Associates. Hillsdale NJ.

FORTE, M. ET AL. (2008): La Villa di Livia, un percorso di archeologia virtuale, Erma di Bretschneider, Roma.

LAUREANO, P. (1993): Giardini di pietra: i Sassi di matera e la civiltà mediterranea, Bollati Beringhieri, Torino.

LEVITA, M. (2008): Il castello di Melfi. Storia e architettura, Mario Adda Editore, Bari.

TROPEANO, M. (2003): Il Parco Archeologico, Storico, Naturale delle Chiese Rupestri del Materano, in “Geologia dell'Ambiente” Suppl 1/2003.

ROTA, L., CONESE, F., TOMMASELLI, M. (1990): Matera:storia di una città, BMG, Matera.

VOLPE, F.P. (1818): Memorie storiche profane e religiose sulla città di Matera, Stamperia Simoniaca, Napoli.



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The everyday-life in neanderthal times: a full-immersive Pleistocene reconstruction for the

Casal De' Pazzi Museum (Rome)

Augusto Palombini1, Antonia Arnoldus-Huyzendveld2, Marco Di Ioia1, Patrizia Gioia3, Carlo Persiani3, Sofia Pescarin1

1 Consiglio Nazionale delle Ricerche – Istituto per le Tecnologie Applicate ai Beni Culturali – Roma. Italy

2 Digiter s.r.l. Italy. 3 Comune di Roma – Sovraintendenza ai Beni Culturali. Italy Resumen El Museo de Casal De' Pazzi (Roma) se construyó hace unos diez años en un terreno pleistocénico, en el que hace aproximadamente 200.000 años se encontraba el antiguo cauce del río Aniene. Desde su apertura, el Museo se ha caracterizado por un fuerte enfoque narrativo y comunicativo. El proyecto digital realizado por el CNR italiano (Instituto de las Tecnologías aplicadas a Bienes Culturales) incluye tres aplicaciones: una simulación de las inundaciones, que muestra como se anegó del antiguo lecho del río; una película de animación por ordenador, en la que se presenta al público cómo era el antiguo hombre de Neanderthal y la vida de los elefantes antiguos, y un juego educativo, que fomenta el aprendizaje de los niños, el Plei-sto-station, implementado mediante un sistema dinámico con pantalla de interacción táctil. Palabras Clave: MUSEO VIRTUAL , PLEISTOCENO, NEANDERTHAL, SIMULACIÓN DE INUNDACIÓN Abstract The Museum of Casal De' Pazzi (Rome) is built since about ten years on a Pleistocene floor consisting in the ancient riverbed of the Aniene river, at about 200.000 bp. Since its opening, it has been characterized by a strong narrative approach, and communication effort. The digital project realized by the Italian CNR (Institut for Technology applied to Cultural Heritage) implies three applications: a flood simulation, to show the water refilling of the ancient riverbed; a movie in computer-graphic, to be shown to the public, explaining neanderthal man and ancient elephant's life, and an edu-game, for children's learning, the Plei-sto-station, implemented by touch-screen interaction dynamics. Key words: VIRTUAL MUSEUM, PLEISTOCENE, NEANDERTHAL, SIMULATION 1. The site and the museum

The Pleistocene Museum of Casal De' Pazzi in Rome is built on a prehistoric floor consisting in the ancient riverbed of the Aniene river, at about 200.000 bp (fig. 1a,b).

It is located at an altitude between 30 and 34 m a.s.l. along the lower Aniene valley. The Aniene is one of the major tributaries of the Tiber river, and in this area is running from east to west, with a valley floor gently sloping down from about 19 m to 16 m a.s.l.

The archaeological site is located in a point where the river crossed rather resistant volcanic formations like the Tufo lionato. On the site of the excavation the Lionato tuff layers are slightly dipping. The portion of the river bed preserved at the site is made up of pebbles with a clear volcanic component, and moreover of sand and silt layers. The protruding and slightly sloping hard tuff layers must have played a decisive role in trapping the river’s sediment load.

More than 2000 faunal remains were discovered in the deposit: straight-tusked elephant (Elephas antiquus), extinct aurochs, hippopotamus, bear, rhinoceros, horse, wild boar, hyena, wolf, fallow deer, deer, waterfowl, and also fossil leaves of a tree of the

Ulmaceae family. The remains of Elephas antiquus stroke the imagination of people already during excavation, because of their size and quantity: some thirty tusks were found, together with molars, skull and basin fragments, as well as some long bones.

The human presence is also attested: in 1983 the fragment of a human parietal bone was discovered under a tuff block; according to the suggested chronology, this is the time when the Neanderthals peopled Europe. Furthermore, more than 1,500 stone tools were collected, made from small pebbles, as it is usual in this coastal part of central Italy.

The value of the deposit relies on many issues: it is exceptionally well preserved, in the heart of the modern city; it allows to reconstruct and depict an ancient landscape as well as identify the animal species; it shows the presence of hunter-gatherer human groups in the territory of Rome since early times; and it is the only Pleistocene site to be preserved and visible today in the lower Aniene valley

The partnership among many institutions made possible the realization of this unusual museum. Many actions were carried out to realize a widespread appreciation of the site.

The archaeological excavation of the 80s brought to light an area of 1200 m2. After that, 300 were preserved under a shield of



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foamed clay, plaster and wood planks. In the following years, up to 1995, the site was totally neglected. In 1996, the site management was assigned to the Municipality of Rome (Sovraintendenza ai Beni Culturali).

The first project for a permanent shelter, laid out in the 80s, was aimed mainly at protecting the deposit from natural hazards and from vandalism and envisaged a built large canopy. In the year 2000 the new building was completed, and a transparent roof was added over the visitors path.

The deposit was then restored in 2001, in collaboration with the Istituto Centrale per il Restauro, and the finds were replaced in their original location.

Figure 1 (a-b). The Casal De' Pazzi Museum deposit

Then, museological and museographic actions followed to these works, based on a communication systems that uses textual, verbal, symbolic and technological communication. Nevertheless, in addition to the traditional forms of exhibition, more direct communication tools were preferred, like those of visual and / or interactive type, as well as new educational techniques such as real and virtual reconstructions and hands-on

labs. The aim is to make the visitor interact with the informations and also to keep his/her attention alive.

Figure 2 . The outside appearance of the Casal De' Pazzi Museum, with the majolica painted panels

The outside visibility of museum is provided by two large panels of majolica tiles painted with artistic reconstructions of the Pleistocene environment. Many ongoing activities are designed and planned inside the framework of the close relationships established with the urban study and research institutions. Thus the museum has set up contacts with the nearby Rebibbia jail, with local and city environmental associations, with primary school pupils and large groups of university students who carry out their internships there.

2. The digital project

The Museum is, since its origin, a valid example of didactic approach targeted to educational purpose. More recently, a system developed by the Institute of Technologies Applied to Cultural Heritage of Italian CNR, has even enhanced such a dimension, by the spectacular immersive reconstruction of a spot of Pleistocene everyday life.

Starting from detailed studies of the geomorphological and environmental conditions, the virtual reconstruction process led to a highly impressive application, through the most advanced photorealistic terrain generator software and fluid simulators. The whole communication system implies 3 main elements.

2.1. The flood simulation

One couple of projectors targeted to the deposit, aimed to show on the Pleistocene ground, in the darkness and with an immersive audio track, the effect of river refilling (fig.3a,b).

This reconstruction has been obtained through the most updated algorithms for fluid dynamics and waves/splash/foam generation. The model geometry is imported, and is interpreted by the fluid particles as “rigid body” to impact on. Once particles are rendered in an image sequence, on transparent alpha-channel background, it is superimposed in post-production to the fluid movie already rendered by Global Illumination engines, obtaining the final result of flood simulating.



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Figure 3 (a-b). The flood simulation on the riverbed

2.2. The movie

A second projectors couple is targeted to the wall in front of visitors platform, and a movie on Elephas Antiquus and Neanderthal man's life is projected (fig.4a,b,c).

For this movie, the landscape reconstruction has been created starting from GIS data. The reconstruction of the paleo-valley, apart from the geological map (FUNICIELLO & GIORDANO 2008), has been performed through contour lines series at an equidistance of 10 meters, as well as the known local distribution of the paleolithic sites. The exact correspondence between the real model and the virtual reconstruction allows to perform video transitions by virtual cameras placed in the users position: the museum platform (fig 1a). DEM's are then textured with procedural plants and materials based both on basic software libraries and specific pleistocene plant features (species, height, density, seasonality, etc.); and placed according to terrain slope, proximity to streams, chemical and geological aspects and so on, on the basis of experts' indications. Even shores profiles and single stones have been modelled under geologists supervision. The Elephas Antiquus character has been created starting from the photo-restitution of the Casal De' Pazzi Museum's elephant teeth, through Computer-vision data post-processing in cloud computing. The result is a hi-poly model placed in right scale in the 3d model of elephant body (both skeleton and external aspect have been validated by paleontologists). Then, the work has been completed with rigging and animation operations.

2.3. The Plei-sto-station

The third creation is the so-called The Plei-sto-station: an educational application targeted to childhood's learning, implemented by a touch-screen interaction dynamic (fig.5a,b).

The goal of the four quests is to find the every-day life elements in common between the upper (Pleistocene kid) and the lower (today kid) domain, thus checking couples of objects referring to the same functions (fruits, leaves, elephant teeth, etc.)

The next museum steps, which will be realized soon, consist in setting up the large outdoor space with a thematic garden exemplifying part of the Pleistocene flora. Here new spaces equipped for hands-on labs will also be done, to carry out future

labs of archaeological excavation, stone flaking, use of flint tools, etc.

Figure 4 (a-b-c). Three scenes from the movie on pleistocene life, with the Elephas Antiquus character

Figure 5 (a). Quests of the Plei-sto-station educational application for

children



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Figure 5 (b). Quests of the Plei-sto-station educational application for children

Acknowledgements

We want to express our thanks to the many scholars and students who worked in the site of Casal De' Pazzi since its descovering. Their careful work has been essential for the realization of the Museum.

We also thank Lola Vico Lopez, author of the spanish abstract.

References

FUNICIELLO R., GIORDANO G. (2008): “La geologia di Roma - Dal centro storico alla periferia”. Memorie descrittive della Carta Geologica d'Italia n. 80/2008 – Servizio Geologico Nazionale - APAT



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Computer Simulation of Multidimensional Archaeological Artefacts

Vera Moitinho de Almeida and Juan Anton Barceló

Department of Prehistory, Universitat Autònoma de Barcelona. Spain

Resumen El principal propósito de esta investigación consiste en comprender la(s) función(es) más probable(s) de los artefactos arqueológicos a través de un proceso de Ingeniería Inversa. Además, intentamos proporcionar nuevos datos y, en la medida de lo posible, explicaciones, del registro arqueológico de acuerdo con lo que sabemos de las actividades sociales y procesos de trabajo, por medio de la simulación de las potencialidades de esas acciones en términos de relaciones input-output. Nuestro proyecto se centra en el sitio lacustre neolítico de La Draga (Banyoles, Girona). En este artículo empezamos proporcionando un resumen exhaustivo de los procedimientos usados para capturar y procesar datos digitales 3D de diversos objetos de madera. A continuación presentamos el uso de métodos semi-automáticos de extracción de rasgos relevantes. Finalmente, se discuten cuestiones preliminares acerca de simulación computacional. Palabras Clave: DIGITALIZACIÓN 3D, INTELIGENCIA ARTIFICIAL, INGENIERÍA INVERSA, SIMULACIÓN, RECONSTRUCCIÓN VIRTUAL. Abstract The main purpose of this ongoing research is to understand possible function(s) of archaeological artefacts through Reverse Engineering processes. In addition, we intend to provide new data, as well as possible explications of the archaeological record according to what it expects about social activities and working processes, by simulating the potentialities of such actions in terms of input-output relationships. Our project focuses on the Neolithic lakeside site of La Draga (Banyoles, Catalonia). In this presentation we will begin by providing a clear overview of the major guidelines used to capture and process 3D digital data of several wooden artefacts. Then, we shall present the use of semi-automated relevant feature extractions. Finally, we intend to share preliminary computer simulation issues. Key words: 3D SCAN, ARTIFICIAL INTELLIGENCE, REVERSE ENGINEERING, SIMULATION, VIRTUAL RECONSTRUCTION. 1. Introduction

The archaeological lakeside site of La Draga is located on the eastern shore of the Banyoles Lake (Catalonia, Spain). It was discovered in 1990 during the construction works of the Olympic channel and it is the first prehistoric site in a lakeside environment found in the Iberian Peninsula. This early Neolithic village dates from the second half of the 6th millennium cal BC.

One of the aspects that make this settlement so unique is the recovery of a vast number and variety of wooden and other vegetable fibres objects. The contact between the archaeological level and the water table in two of the excavated sectors enabled the preservation of the most important collection of organic materials finds from this period, like the remains of large rectangular huts with oak posts, various wooden and basketry objects and large quantities of cereal grains and animal bones. Hence, making this settlement a very rich source of information and contributing substantially to our knowledge of early Neolithic settlements in the Iberian Peninsula, as well as in the Mediterranean area [BOSCH, 2006; TARRÚS, 2008].

2. Multidimensional Archaeological Data

Before proceeding with the technical procedures of three dimensional data capturing, processing and extraction, it is crucial to define previously what sorts of information are archaeologically relevant to solve a specific problematic. In other words, in which way can such data generate useful information and how can we translate it into knowledge? These kinds of questions are not very usual in our disciplines, and as a result, archaeological data are insufficiently described, and historical knowledge cannot be extracted. Even when using complex technology as photogrammetry, 3D scan and the like, archaeological data remain passive entities, whose descriptions are so ambiguous that no explanation is possible. In this paper we approach this problem distinguishing data capture from data representation, and introducing the need of archaeological artefacts as dynamic entities, whose description should enable researchers and the public to “use” them in the way scientific hypotheses suggest.

It is our view that the real value of archaeological data should come from the ability to extract useful information from them. This is only possible when all relevant information has been captured and coded. Nevertheless, archaeologists usually tend to only consider very basic physical properties, like size and shape.



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Sometimes, texture, that is, the visual appearance of a surface is also taken into account, or the mineral/chemical composition. The problem is that in most cases, such properties are not rigorously measured and coded. They are applied as subjective adjectives, expressed as verbal descriptions preventing other people will use the description without having seen the object. Instead of traditional data files, the best way to code size and shape information, and even textural details of archaeological objects, we suggest to use full solid models, as generated using 3D scanning and appropriate softwares. The same problem affects the temporal and spatial location of the object. If spatial coordinates or dates have been measured, they are neither integrated in the same database, nor formalized as basic properties of the historical object.

Nowadays, it is popular to discuss about cultural heritage data semantics and “metadata”. Metadata can provide more insight into the object, by overlaying them with increasing meaningful information. Therefore, ease the interpretation and exchange of the descriptive data and ensure that these are more accessible and retrievable for digital archives and repositories. However, the lack of 3D documentation standards lead us to follow the 3D-COFORM [3D-COFORM, 2009] recommendations and a conjunction of scattered data fields to set out what information to record in our archaeological dataset. In the near future we intend to start converting this dataset to the CARARE’s metadata schema [PAPATHEODOROU, 2012], as well as including it in the PADICAT system [PADICAT].

Data representation must be so complex because archaeological objects must be documented in their past functional terms. What the current metadata lacks are structural properties, relevant for technical and functional knowledge of physical movements that were possible with that object given what we know about their use in the past. There are not yet any formalized semantics for technical and functional properties, therefore we are working from the point of view of current research in Artificial Intelligence and Object Recognition. Our approach to document the functional aspects of historical objects involves applying Reverse Engineering processes, by simulating the artefacts’ function(s) and inferring possible inherent working processes [MOITINHO, 2011].

3. Reverse Engineering Archaeological Artefacts

3.1. 3D Surface Data Capture

Even though these artefacts have been restored and given its still fragile nature, we used a non-contact close-range 3D structured light scanner (SmartSCAN3D Duo System, Breukmann) to first proceed with the capture of the three dimensional geometric digital models and new data concerning to the individual form of each item.

Because of the specificities of these artefacts – overall dimensions, type of raw-material, macro-topography and desired level of detail (as these artefacts are very fragile and made of a perishable material, it is important for us to document them with as much detail as possible, to avoid manipulating them further, for cyclic monitoring and preservation, and for future researches) – we decided to use the shortest FOV available for this scanner, the 90 mm set of lenses, which has the highest resolution and gives the maximum level of detail (x,y resolution: 50 µm).

Due to logistic matters and to the short time available, after calibrating the scanner we decided to continue only with the point cloud capture – including their pre alignment and alignment, to ensure that there weren´t any relevant parts of the form missing, as well as the quality of the recorded data – at the MACB, using the scanner’s capturing software Optocat 2009.

It is crucial to have a thorough understanding of these sequential steps, because the final outcome depends intrinsically on all of them. Consequently, each step’s parameters must be specially tailored according to clear objectives previously set. Nonetheless, the resulting geometric model is not exact. There are many factors that limit the precision and even reliability of the 3D geometrical data. Among them we can mention: alterations of the original artefact in form, size, texture and colour, due to taphonomic or post-excavation factors; the present and overall geometry of the artefact (i.e. the macro-topography of the object); the type of raw material and archaeological surface finishing (e.g. wood hardened with fire); distinct surface characteristics on a specific area (e.g. wood hardened with fire, plus restoring product, plus natural wood surface); restoration techniques; identification code on the artefact’s surface; environment lightning conditions; and hardware-software issues.

3.2. 3D Surface Data Post-processing

The 3D surface data post-processing stage consists in processing the 3D data formerly captured by the acquisition system – from scan data cleaning, to point clouds final alignment, scans merging and polygonal mesh generating. At the end of this stage, we aim to obtain a 3D surface model.

As mentioned earlier, since each stage of the process depends on the outcome of the previous ones and determines the following ones, here again all parameters must be tailored accordingly.

Finally, the 3D surface model was ready and we were able to carry on with feature extraction.

3.3. 3D Surface Feature Extraction

This stage consisted in extracting quantitative data from the 3D surface model, in a way it could be decoded and understood by the archaeologist. We used both Rapidform XO Scan 2010 (INUS Technology) and MeshLab V1.3.0 (Visual Computing Lab, ISTI-CNR) softwares.

We used mostly MeshLab software to compute geometric data (e.g. width, height, depth and diagonal of bounding box; mesh volume and surface; mass and volume centres) and topological measurements; and Rapidform to semi-automatically analyze the curvature angles of the surface. Analyzing these curvatures allows detecting edges and patterns, in other words possible use-wear macro traces and working surfaces (Fig. 1).

These new information provide meaningful data to distinguish one artefact from another.

3.4. Computer Simulation

The purpose of documenting historical objects is to be able to “use” them in the same way they were used in the past. Obviously, historical objects cannot be used in a real way, because they must be preserved, but we can approach them in a virtual way. Computer simulation is then a fundamental aspect



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of heritage documentation because it allows seeing ancient artefacts as dynamic entities and not as passive objects. Artificial Intelligence techniques, in particular computer simulation, permit to test different features and replicate distinct behaviours on a specific 3D digital model of an archaeological artefact – here described as a mathematical model that incorporates several variables. That is to say, the use of computer simulation as an experimentation and validation tool towards a better understanding of archaeological artefacts, by endowing 3D digital models with both physical and mechanical properties, and thereafter manipulate virtually these enhanced multidimensional models [REICHENBACH, 2003; KAMAT, 2007; PERROS, 2009].

Figure 1. 3D digital surface model of spear (D03-JF88-3), curvature extraction.

Given that we already have the 3D digital surface model, we can now convert it to a 3D digital solid model, to then simulate and analyze possible functions of each of the archaeological artefacts initially scanned. Here we present a work in progress. For this project we are using Solidworks Simulation Premium 2011 software (Dassault Systèmes). It provides several tools for testing and analyzing the form, motion, function, and multi-physics of artefacts, wether they are parts or assemblies, by setting up virtual real-world environments and operating conditions. Before running any type of simulation tests it is necessary to follow a few steps, to ensure best results.

3.4.1. 3D Solid Model

The objective of this step is to obtain a 3D digital solid model. It comprises, first of all, preparing the surface mesh. Next, creating a filled surface. Last, converting the surface into a solid model, by generating parabolic tetrahedral solid elements.

Finite Element Analysis (FEA) allows the body of an artefact, or even a component, to be divided in a discrete number of interconnected smaller elements, where each element intersection, a node, can have different degrees of freedom. This permits to model more complex behaviours, by combining the information obtained from all its elements and nodes.

Even though the geometry of the model has to be optimized before a simulation can be achieved, the final solid model has to carry all the relevant information. The accuracy of the simulation results is intrinsically linked to the quality of this new mesh, while being easier to handle and process than the initial form directly.

3.4.2. Material Composition

Including mass and assigning the raw-materials’ physical and mechanical properties to each artefact and its components can benefit reasoning about object functionality. In fact, these are properties that should be included – along with, for instance, geometry, texture, colour or weight of the raw-material – whenever describing an artefact.

Each type of simulation analysis and material model determines which mandatory properties’ values fields must be filled in – i.e. mass density, tensile strength, compressive strength, yield strength, elastic modulus, shear modulus, material damping ratio, thermal conductivity, thermal expansion coefficient and specific heat values.

Since we weren’t able to find neither existing material libraries with the woods which the artefacts of our study are made of – Taxus baccata, Buxus sempervirens, Salix sp, Cornus and Corylus Avellana –, nor in the available literature all the required physical and mechanical properties’ quantitative data, the only way out was to conduct real-world tests to obtain these values.

All the wood samples were cut according to the ASTM D international standard. Yet, both physical and mechanical tests had to be conducted according to the equivalent Spanish standards UNE, since these require smaller samples and some of the wood logs were rather small.

The fundamental structure of wood, from the molecular to the cellular or anatomical level, determines the properties and behaviour of wood. Because of the fact that this material is heterogeneous and anisotropic – i.e. its structure and properties vary in different directions: radial (perpendicular to the grain in the radial direction), tangential (perpendicular to the grain, but tangent to the growth rings) and longitudinal (parallel to the grain) – in both its hygroscopic and mechanical behaviours [Forest, 1999], it is necessary to perform tests not only parallel but also perpendicular to the wood’s grain. We are currently entering the outcome data into Solidworks Simulation software, and finally starting to create a material library specifically for the artefacts of La Draga to then proceed with the simulation tests [Moitinho, 2012].

3.4.3. Tests and Analysis

This step will consist in first selecting the type of simulation, namely static, which calculates displacements, reaction forces, strains, stresses, and factor of safety distribution; frequency, calculates stresses caused by resonance; buckling, calculates large displacements and failure due to axial loads; fatigue, calculates the total lifetime, damage, and load factors due to cyclic loading; nonlinear, calculates displacements, reaction forces, strains, and stresses at incrementally varying levels of loads and restraints; dynamic, calculates the model's response due to loads that are applied suddenly or change with time or frequency [Solidworks, 2012]. Another possibility is to conduct motion simulation, which allows defining parameters such as gravity, type of contact and position relationship between components or assemblies. Besides



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simulation type and settings, the form and dimension of the model, the material(s) properties, the relation between the artefacts’ components, the mechanics of human movement (kinematics), the type of medium and physics, are all considered in order to conduct tests, analyze and predict how the virtual artefact would behave as a physical object in possible scenarios of real world operating conditions.

Then, in defining the parameters for the simulation and assigning the parameters’ values and settings. In addition, FEA enables to determine how each node will react to distinct forces and magnitudes, such as certain stress levels, while indicating the distribution of stress, displacement and potential body deformation. As mentioned before, it is also possible to apply restraints to the whole assembly.

After that, running the real-time simulation test. And last, analyzing, comparing and evaluating the output data or checking possible behaviours and functions of the enhanced multidimensional virtual artefact under certain working conditions. If necessary, one can modify the mesh density and other characteristics (FEA), redefine parameters, assign new values and settings or any other input data, select another simulation study or run a new simulation test, to troubleshoot problems or equation the validity of the model itself.

Simulation results may provide new insights into the complex dynamics of certain phenomena, such as 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 – e.g., ballistic, where the parameters of possible trajectories, elements positions, velocity, acceleration, friction and distance can be successively changed and tested. Meshes density, component contacts and connections, and material properties are also to be taken into account, when simulating motion capabilities to assess artefacts’ functions. Mechanism Analysis allows to

understand how the mechanism of an artefact assembly performs – e.g., to analyze the needed force to activate a specific mechanism or to exert mechanical forces to study phenomena and processes such as wear resistance.

Of course, one should keep in mind that depending on the problematic and artefacts to be studied, some of these simulations might be more or less suitable, not suitable at all, or should even be used in conjunction with each others.

4. CONCLUSIONS

At the methodological level, we haven´t fully implemented RE processes in our project, for the reason that we haven´t yet reached all the stages and steps of the workflow. There is still much work ahead.

When planning survey strategies, there are technical issues, operational imperatives and environmental conditions which must be taken into account, in order to prevent or troubleshoot problems. Likewise, on the one hand, it is fundamental to have a thorough understanding and knowledge of how the workflow functions, since each stage of the process depends on the outcome of the previous ones and determines the subsequent ones. On the other hand, to set clear objectives when tailoring each step’s parameters.

The archaeological artefact can be faced as an enhanced multidimensional model, and computer simulation can be understood as an experimentation and validation tool that takes care of many different tasks, as well as a kind of coordinator between the different artefact’s components, properties and behaviours

Aknowledgements

This research is part of the project PADICAT ("Patrimoni Digital Arqueològic de Catalunya), funded by the Obra Social la Caixa and the Asociació d'Universitats Catalanes (Programa RecerCaixa, RECER2010-05), as well as of the project "Social and environmental transitions: Simulating the Past to understand human behaviour", funded by the Spanish Ministry for Science and Innovation, under the program CONSOLIDER-INGENIO 2010, CSD2010-00034. This research also benefits from Vera Moitinho’s Ph. D. grant from the Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), Portugal.

References

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BOSCH, Angèl, CHINCHILLA, Júlia, TARRÚS, Josep et al (2006): “Els objectes de fusta del poblat neolític de la Draga. Excavacions de 1995-2005”, in Monografies del CASC, 6. Girona.

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KAMAT, Vineet, MARTINEZ, Julio (2007): "Variable-speed object motion in 3D visualizations of discrete-event construction simulation models", in ITcon, 12: 293-303. http://www.itcon.org/2007/20 [View: 12-03-2012].



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The Marcus Caelius Project: a transmedial approach to support cultural communication and educational activities

at the Civical Archaeological Museum of Bologna

Laura Bentini1 y Daniele De Luca2 y Cristina Donati3 y Paola Giovetti1 y Antonella Guidazzoli2 y Federica Guidi1 y Marinella Marchesi1 y Alessandro Pirotti4 y Micaela Spigarolo2

1 Museo Civico Archeologico. Bologna. Italy.2 CINECA. Bologna. Italy.

3 Key user and moderator for the Italian Sims Community.4 Young composer. Resumen El proyecto de "Marcus Caelius, el valor de la memoria" es una breve película de animación de 8 minutos ambientada en la Bolonia romana (Bononia) durante el periodo del emperador Augusto, que surge de una iniciativa del Museo Arqueológico de Bolonia, en colaboración con Cineca. Este proyecto, basado en un famoso hecho histórico (la batalla de Teutoburgo), quiere proponer un enfoque filológico dentro de un proceso emocional/narrativo, definiendo una pipeline de producción apropiada (que incluye renderizado de Blender, Chroma key y animación Machinima) para definir tiempo y costes que puedan ser cubiertos por un pequeña producción. Nuevas reconstrucciones filológicamente adecuadas (restos arqueológicos en la Colección del Museo), se integran dentro de sets en 3D que proceden de proyectos anteriores de Cineca. Palabras Clave: EDUTAIMENT, MUSEO VIRTUAL, REPOSITORIO3D, TRANSMEDIALITY, REUTILIZACIÓN Abstract The project “Marcus Caelius – the Value of Memory” is a 8 minute short animation movie located in the Roman Bologna at the Augustan Age. It originated with the Civical Archaeological Museum of Bologna in collaboration with Cineca VisIT-Lab. The project emploies a well known historical fact (the Battle of Teutoburg) to enable a philological approach within an emotional/narrative process. New philologically accurate reconstructions (i.e archaeological finds hedged in the Museum’s collection) are integrated with 3D historical sets caming form previous Cineca projects. Mixed movie-making techniques, such as Blender rendering, Chroma key and Machinima animation, implemented an ad hoc production pipeline in order to define times and costs which could be supported by a small production. Key words: EDUTAIMENT, VIRTUAL MUSEUM, 3D REPOSITORIES, TRANSMEDIALITY, REUSABILITY

1. Introduction

The project “Marcus Caelius – the Value of Memory” is a 8 minute short animation movie located in the Roman Bologna at the Augustan Age. This project originated with the Civical Archaeological Museum of Bologna and involved the skills in Virtual Heritage gained by Cineca with VisIT-Lab projects (BORGATTI, 2004: 30). (www.comune.bologna.it/museoarcheologico) (www.cineca.it)

Starting from a well known historical fact (the Battle of Teutoburg), the story is a ploy to intrigue the largest number of people (with different ages and background) in order to prompt them to discover items seen in the movie within the museum itself.

This aim raised a twofold challenge concerning both communicational and reusability issues.

From one hand, edutainment products increasingly rely upon storytelling in order to catch the audience interest. When joined to CG applications, this solution risks to make costs unbearable, in particular for museums always struggling with expense cuts.

An opportunity can come from reusing three-dimensional reconstructions already submitted to a rigorous historical or archaeological validating process.

Up to now Cineca is storing many three-dimensional philologically-accurate historical and archaeological reconstructions coming from projects of the past with the University of Bologna, with CNR ITABC, with the Cultural Department of Bologna, the Civic Museum and recently with the Genus Bononiae cultural heritage project (DELLI PONTI, 2011).

The Open Source consolidated approach adopted by Cineca for Virtual Heritage projects allows historical and archaeological assets to be reused as open contents in future upcoming projects. It is a transmedial experiment which is included into the Workpackage 5 of VMusT, a new European Network of Excellence dedicated to Virtual Museums (www.v-must.net).

On the other hand, the peculiar production pipeline especially designed for this work take advantages from mixed film making techniques, such as Machinima and chroma key animation, in order to preserve graphic quality while defining times and costs which could be supported by a small production.



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The reminder of this paper is structured as follow: Sec. 2 discusses the way in which cultural communication is pursued. In Sec. 3 the mixed production pipeline is related. Finally we give some conclusions and we will point to future developments.

Figure 1. Marcus Caelius' stelae.

2. Story-telling for cultural communication

This work enables a philological approach within a narrative process. 3D models and computer-based visualization methods can help people to be more active in visiting a museum and to correctly interpret items on the basis of their original meaning, thus reaching a new audience (ANTINUCCI, 2010).

The movie is a mean to divulge historical and archaeological contents in a way which aims to be attractive for the largest number of people (with different ages and background), especially for the youth who are often inattentive on museum tours.

The concept comes from a well known historical fact occurred in 9 AD, the clades Variana, the Varian disaster, or Battle of Teutoburg, when three Roman legions, led by Publius Quinctilius Varus, were ambushed and destroyed by Germanic tribes, during the expansion northward of the Roman empire. The event was handed down by the historian Tacitus and by a burial monument in memory of the centurion Marcus Caelius, from Bologna, conserved at the Museum of Bonn (Figure 1).

The plot is just around Marcus Caelius and tells the moment when his brother Publius become aware of the military defeat and of the death of Marcus.

3. A transmedial approach

If a 3D reconstruction requires time and a large amount of human work, it can lead to many visual 3D experiences employing the same model (or causing just some changes). The project followed this idea and pursued a new communicational aim for the procedural reconstruction of the Roman Bologna (i.e. Bononia) at the Augustan Age created by Cineca/CNR for

“Apa the Etruscan and 2700 years of Bolognese History”, a 3D stereoscopic movie for the Museum of the History of Bologna (http://www.v-must.net/virtual-museums/vm/genus-bononiae).

Figure 2. Three versions of the 3D historical reconstruction of the Augustan Bononia created by Cineca/CNR: the procedural reconstruction by CNR, the model employed in the Apa project and the one employed in the Marcus

Caelius Project with different communicational aims.

A comparison between the different emotional approach for the Augustan Bononia reconstruction is shown in Figure 2.

A reusability approach can be especially suitable if models have been submitted to a rigorous historical or archaeological validating process (YOUG, 2011).

Along this path are currently going the efforts displayed at Cineca for creating a 3D repository (Framework WP4 for V-Must Virtual Museum Transnational Network www.v-must.net), and the Marcus Caelius project was in the position to take advantage of the procedural reconstruction of the Roman Bologna (i.e. Bononia) at the Augustan Age, recently created by



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Cineca/CNR ITABC for “Apa the Etruscan and 2700 years of Bolognese History”, a 3D stereoscopic movie for the Museum of the History of Bologna (http://www.v-must.net/virtual-museums/vm/genus-bononiae).

The shared model (i.e. Bononia) was added with objects coming from the collection of the Archaeological Museum of Bologna (in fact, their valorization is one of the aims of the project), as well as with sets, which were especially modeled for the movie.

It is worth noting that the modeling task, as time consuming as it is, is just a fraction of the effort required in creating and animating virtual characters. The solution has been found in a mixed use of heterogeneous movie making techniques, such as Blender, Chroma key and Machinima animation.

4. The mixed production pipeline

As already mentioned, we were interested in having a strict scientific accuracy with a notable graphic quality for the final product, while defining times and costs which could be supported by a small production. So sets are integrated with archaeological finds hedged in the Museum’s collections in order to enable spectators to compare real and virtual. As an example, see the Blender screenshot shown in Figure 3.

In the same way, the design of characters, most of which are truly documented, reckon with attitudes, rituals and social customs of the Augustan Bologna. As a result, this work required a continuous check by historians and archaeologists to create new models (props and locations) which are as rigorous and fair as possible and to integrate them within the procedural models of Roman Bologna.

The pipeline production has been developed to specially address such challenges. So we selected heterogeneous movie-making technologies which sometimes are often used in discordant contexts: Blender rendering, Chroma key compositing and Machinima animation.

Figure 3. An example of the modelling process for archaeological find hedged in the Museum’s collections: the original position of the object in the

Museum, a Blender modelling screenshot with a Blender rendering, and the object in a shot.

Blender, chosen at Cineca as part of its effort in promoting Open-Source tools, is a single product similar to other 3D tools such as 3D Studion Max or Maya, which allowed us both to reconstruct sets and props with a particular accuracy in shape and materials, and to integrate assets developed in previous projects, i.e. the Roman Bologna.

Blender capability of exporting its output into a wide range of different file format enabled the acquisition of heterogeneous movie-making technologies such as Chroma key e Machinima animation into the production chain.

Furthermore, the Blender Open Source feature entered in the process many benefits which Cineca has been able to experience in previous projects, such as code availability, great compatibility, scripting customizability and a rich developers community, which not only supports problem solving, but also entails an Architecture of Participation that O'Reilly points out as a more representative property for the Open Source model today, than in fact the source availability (O'REILLY, 2003).

Virtual worlds (i.e. Metaverses such as OpenSim or Second Life, and game engines such as the Sims 3 by EA) and modding tools delivered by communities, such as The Sims, can limit time and costs relating to characters modelling and animating tasks, while assuring a scientific accuracy with a notable graphic quality for the final product. Avatars (i.e. Virtual characters) will be employed as actors in the virtual world.

Figure 4. The Sims 3 screenshot for avatar customization as an ancient roman of the Augustan Bologna.

Two worlds (Second Life and the Sims 3) have been taken into account for this project and a chroma key test has been checked within The Sims 3 machinima game engine. This software allows users to customize characters with a high degree of accuracy (Figure 4) and to make them acting as in a real set thanks to the process termed machinima (i.e machine cinema). The use of such sets avoids the phases of modelling, animating and rendering the characters and their actions, required instead with a 3D software such as Blender, since the scenes are shot directly inside The Sims’ environment. As an example, the machinima can be performed in chroma key: avatars plays inside the scene on a monochromatic green or blue background.

Figure 5. A Blender screenshot of the chroma key editing performed as a test to verify the capability of compositing The Sims 3 machinima animations

and Blender rendered sets.

This makes possible to add animation with locations rendered with Blender. The compositing between the The Sims 3 machinima animations and the sets is realized by Blender itself, which enables chroma key editing. A screenshot of our test is shown in Figure 5.



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5. Conclusions and further work

This work related the pipeline production for a 3D 8 minutes short movie as an edutaiment product which used a mixed pipeline production in order to enable short productions such as Museums.

At the moment, Blender reconstructions have been accomplished, while animations will be performing in the remainder of the project. We already tried a test which confirmed the high level of quality which can be reached, while maintaining low time and rendering costs. The capability of compositing The Sims 3 machinima animations and set rendered with Blender is realized by Blender itself through chroma-key editing, as shown in Figure 5.

The innovative production pipeline so developed can lead to a fair cost reduction and an active involvement in creating new stories or characters by younger people (machinima modders world). It is worth noting the current involvement of a student who entirely realized the soundtrack. As a further work, we are planning to add subtitles and dubbing in Latin language, as well as to realize a comic book based on the storyboard, in order to enhance the transmedial approach. Of course, the models realised for this production will become part of the aforementioned 3D repository which is going to be developed for the area of Bologna by Cineca and Comune di Bologna (Bologna City Council). The projects suggests an Open Data approach in order to make 3D philologically accurate reconstructions available for a creative reuse in order to support and stimulate transmedial story-telling such as started with Marcus Caelius project.

Acknowledgements

The research leading to these results is partly funded by the EU Community's FP7 ICT under the V-MusT.net Project (Grant Agreement 270404). The publication reflects only the author’s views and the Community is not liable for any use that may be made of the information contained therein. Neither the V-MusT.net consortium as a whole, nor a certain participant of the V-MusT.net consortium, warrant that the information contained in this document is capable of use, nor that use of the information is free from risk, and accepts no liability for loss or damage suffered by any person using this information.

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Natural interaction in Virtual Environments for Cultural Heritage: Giotto in 3D and Etruscanning study cases

Eva Pietroni1 Claudio Rufa2

1 CNR Institute of Technologies Applied to Cultural Heritage, Italy

2 E.V.O.CA srl, Italy Abstract A basic limit of most of VR applications created by the scientific community and reproducing cultural sites or artefacts is that they do not fire up the attention of public, in comparison with the great potentialities of VR system for cultural transmission: they are often lacking in emotional storytelling and difficult to manage. An important factor is the need of more natural and simple interfaces, especially for applications hosted inside museums. Starting from our experience in this domain, we propose new metaphors of narration and paradigm of interaction based on natural interfaces (body movements), presenting three study cases: “The Rule confirmation: virtual experience among Giotto's characters”, “Etruscanning3D”, “Virtual Exploration of the ancient Pharmacy of S. Maria della Scaletta Hospital at Imola”. Keywords: VIRTUAL REALITY, CULTURAL CONTEXT, COMMUNICATION, PERCEPTION, NATURAL INTERACTION, LEARNING, COGNITION. Resumen Un límite básico de la mayoría de las aplicaciones de realidad virtual creadas por la comunidad científica que reproducen sitios culturales o artefactos es que no logran activar la atención del público, en contraposición y contraste con las grandes potencialidades que ofrecen los sistemas de RV para la transmisión cultural. A menudo estas aplicaciones carecen de una narración emocional y son difíciles de manejar. Un factor importante a tener en cuenta es la necesidad de generar interfaces más naturales y sencillos, especialmente para las aplicaciones alojadas en el interior de los museos. A partir de nuestra experiencia en este campo, se proponen nuevas metáforas de narración y paradigmas de interacción basados en interfaces naturales (movimientos corporales). Para ello se presentan tres casos de estudio: “La confirmación de la regla: experiencia virtual entre los personajes de Giotto”, “Etruscanning3D”, y “Exploración Virtual de la antigua Farmacia del hospital de S. Maria della Scaletta en Imola” Palabras clave: REALIDAD VIRTUAL, CONTEXTO CULTURAL, COMUNICACIÓN, PERCEPCIÓN, INTERACCIÓN NATURAL, APRENDIZAJE, COGNICIÓN.

1. State of the art of VR environments for Cultural Heritage

Digital cultural heritage deployment in the communication domain has changed in the last few decades. Unlike early approaches based on showing collections of items aimed to the expert and culturally prepared audience, there is an emergent need of institutions that promote diffusion of culture and education in a broader sense, and to a larger public (ANTINUCCI, 2007). The focus has thus shifted from collecting items to define a communication strategy and style, able to capture the interest and attention of people from different ages and different education or cultural backgrounds.

Three-dimensional perception and action are necessary in the cognitive process based on experience (embodiment), because the possibility to explore and perceive the space and the information from different points of view enhances our sense of presence and learning. The third dimension creates a difference between who is interacting and the environment; we learn, in fact, through the perception and interpretation of the differences

(BATESON, 1972): we try, we act in the surrounding environment while observing the results of our behaviors, we try again till we understand and obtain what we are looking for. To receive, elaborate information means to acquire new differences, to establish and modify relations in the space-time. Given that visualization and exploration of the 3D space are necessary first steps towards knowledge, they are not sufficient to understand, learn, and experience cultural contents.

In many cases, VR applications developed by the scientific community show an accurate graphic elaboration, that is often obtained through advanced techniques of digital acquisition (laser scanner, photogrammetry etc.), but they are not satisfying in terms of cultural communication, artistic impact and interaction with the information. They do not suit the wider needs of the public. Cinema and video-games have made the public accustomed to very involving, immersive and sophisticated scenarios, advanced languages and media, complex interaction metaphors. The research in this field for CH is still pioneering. A storytelling oriented approach needs to be undertaken to make the application more compelling for the



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public, and to make it possible to convey the contents to a larger audience.

Moreover many people have still problems to manage common input devices for interacting inside the 3D space and with cultural objects: mouse, joystick, keyboard, console are not natural interfaces, they request time to become familiar. This condition can produce uneasiness and effort in establishing a contact between us, the digital environment and the technologies. The improvement of this aspect is fundamental.

We think that it is really necessary to develop, beside the technological improvements, an appropriate epistemological approach aimed to identify the conditions of cultural transmission, the dynamics of learning, the quality and the “geometry” of information, new approaches in the interaction, languages and metaphors of the “virtual”. All the data need be integrated in the virtual space, linear storytelling and free interaction need to find a new positive combination; one that is alternating, yet mutually empowering.

Starting from this premise and from our past experience, we are focusing part of our research on the development and experimentation of new low cost and markless interaction interfaces inside of 3D environments - interfaces that can be used inside a museum - based only on the use of body movements (natural interaction). This kind of approach influences also the general design of the application: the perceptive impact of the real time exploration, the sense of immersion an emotional involvement, the access to storytelling, the selection mode, and the possibilities of objects manipulation, the duration of the virtual experience. The experience for public is completely new.

In the next paragraphs we are going to present three study cases based on this approach.

2. “The Approval of the Franciscan Rule”. Virtual Experience among the Characters of Giotto’s Work

On the 10th of April 2010 an important exhibition has been opened in Assisi, dedicated to the restoration of Giotto's fresco paintings in the Basilica of St. Francis, after the earthquake of 1997, and to the virtual restitution of the artist's original colors. The exhibition, promoted by the Municipality of Assisi and the Franciscan Fathers, has been coordinated by the Italian Central Institute for Restoration (BASILE, 2010). In this occasion the National Research Council realized an innovative project creating a virtual environment from the scene “The Rule Confirmation”, painted by Giotto in the Upper Basilica of St. Francis at the end of the XIII century.

Starting from a very accurate analysis of the perspective, the proportion and the position of the elements painted in the scene, a complete three-dimensional model has been realized, matching as nearly as possible the original (figg.1a -1b).

Giotto’s image was acquired at very high resolution and subdivided in order to be used for the texturing of the 3D models.

A wondering effect has been obtained, as it is possible to recognize the artist's strokes and style on the volumes.

Figure 1a. The Rule Confirmation painted by Giotto (actual condition of

conservation)

Figure 1b. The Rule Confirmation represented in 3D

(elaboration by Massimiliano Forlani

The installation has been located in a dark space and the visualization is projected on a surface of 4x5 meters. The visitor can move in real time within this virtual environment, changing the view points, entering among the characters and live an experience of sensorial, emotional immersion into the scene.

The primary objective of the first installation is to involve the observer in the scene painted by Giotto in such a way as to enable the visitor to feel and understand the message that Giotto was communicating, at least on an emotional level.

In fact the space illustrated by Giotto becomes a place of experience, open to multi-sensorial narration and participation.



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The scene itself is brought to life: the characters are animated, and they are represented while performing the action described by Giotto (fig. 2).

Pope Innocence III and his following of bishops and prelates are in the room, waiting to be joined by Francis and his eleven disciples. Few seconds later the franciscan enter in the room and stop exactly in the places in which Giotto has portrayed them. Then a brief conversation between Francis and the Pope follows.

At the end of this dramatized prologue, the user can interaction in the scene in real time.

One of the project’s most innovative elements is the paradigm of interaction which has been developed using natural interfaces.

Figure 2. Characters performing the action represented by Giotto in the virtual environment

To encourage the perception of immersion, the scene is projected on a scale of 1:1 in respect of the space represented by Giotto, thus on a screen of 5 x 4m. Visitors can interact inside the virtual space simply by changing their position and moving their bodies in the real space, without the aid of any traditional interfaces (mouse, joystick, etc.), so in the most natural way (fig. 3).

Figure 3. Children playing with virtual characters in the interaction area, VR application with natural interaction (CNR ITABC in collaboration

with BCAA s.r.l.), 2010.

When the visitor moves in the area in front of the projection (a space of about 5 x 4m) his position is identified and tracked – in coordinates xy on a horizontal plane – instant by instant by a motion capture system which is able to recognise and follow the visitor. This position is transmitted to the graphic engine which calculates and returns, in real time, the correspondent view point of the scene. In this way, the visitor, thanks to his own movements takes on the function of a tracer and has the sensation of entering and walking in the scene.

Therefore icons, push-buttons, dialogue windows, keyboards, all disappear. What remains is the sensitive space of which the user is an integral part and, above all, an active element. The technology is modelled on the needs and the natural capabilities of a person, no particular knowledge or training is necessary to communicate with the system except that which comes from one’s natural experience.

Music and sounds have another key role; environmental noises, murmurings, music are contextualized in the three dimensions. Medieval gregorian chant, poliphony fragments, contemporary electronic sounds are combined in order to create a very impressive suggestion. The interaction can be managed by only one person at a time but the public (up to about 15 people) can watch and take turns at interaction.

The system of motion capture is agile and low cost. There is no need for the user to wear markers or sensors because the whole system is based on the use of an infrared videocamera placed on the ceiling, which frames the interactive space, identifies the first user to enter and traces him while he remains inside the sensitive area. The interaction continues until the user leaves the area or changes places with another user. The person traced by the system is illuminated and “marked out” by a bull’s eye light installed on the ceiling which follows him. This makes clear for the public who is the active user recognized by the software.

Motion capture is managed by VVVV 3d engine, based on Microsofts DirectX technology; the graphic engine used for real time visualization is Unity 3D, a multi-platform game development tool. The software has been developed by BCAA s.r.l.

The three-dimensional reconstruction of the scene “The Rule Confirmation” offers a unique occasion to penetrate in the history of painting and to appreciate one of its fundamental step: the transition from the medieval, ancient, approach in representation to the modern approach, born during the Renaissance. Giotto's image, in which the perspective simulation of space appears still very empirical, is compared with its three-dimensional translation. A second installation, more descriptive and interpretative, has been created in order to analyse and investigate Giotto's space and perspective.

In conclusion this project constitutes one of the first example of real time, natural and immersive interaction inside a painted scene and it allows to test a new way of experiencing and learning the art, useful for students, children, common public and even for experts.

It is possible to find material and movies about the project in the dedicated website www.icoloridigiotto.it.

We are now working on an update of the application to be presented as permanent installation in Assisi.



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3. The Etruscanning project

Etruscanning is an European project in the Culture 2007 framework, that involves a consortium of museums and research organizations from 3 European countries for the purpose of exploring the possibilities of new digitization and visualization techniques, in order to re-create and restore the original context of the Etruscan graves. Although the project is still in progress, some important results have been already obtained. The main objectives of the project are:

� International cooperation in digital acquisition, digital restoration, 3D representation.

� Communication of Etruscan tombs and collections during exhibitions in the Netherlands, Belgium and Germany, and, at the end of the project, for permanent use in Italian museums.

� Enable and support cultural heritage institutions to create, run and exchange digital 3D reconstructions.

We focus on two important Etruscan tombs: Regolini Galassi, the grave of a princess in the Sorbo necropolis of Cerveteri, and Tomb n.5 in Monte Michele, the grave of a warrior, in Veio. The finds from these tombs are mostly in museum collections and the existing (empty) tombs are not always open to public. By making 3D reconstructions of the tombs and of the objects which originally were found inside, we can re-create the archaeological context of these Etruscan tombs. The Regolini Galassi tomb is the tomb which we have already reconstructed in 3D and implemented in a Virtual Reality environment using natural interaction interfaces.

It is one of the most appealing Etruscan graves we know, famous for its rich contents but also for the many objects that show the Orientalising influence. The discovery of the tomb in 1836 was done by the priest Alessandro Regolini and the general Vincenzo Galassi who made some reports on the discovery but they did not document methodically. Our virtual reconstruction tries to visualize this tomb at the moment it was closed, halfway through the VII century B.C. (fig.4). Therefore, by developing a 3D reconstruction, we have been forced to re-evaluate and verify all of the available sources, asking ourselves very practical questions relating to the placement of the objects and their original position.

The project has been developing through a complex methodological approach; from the collection of existing data, to new topographical digital acquisition (laser scanner, photogrammetry dense stereo matching, computer graphics).

This VR application has been presented during two exhibitions in the Netherlands, Riches and Religion of the Etruscans - Princes and Priests (in Amsterdam) and Princesses and Goddesses (in Leiden), open from the 13th of October 2011 until the 18th of March 2012, and during the exhibition Archeovirtual in Paestum at the Mediterranean Archaeological Tourism Exchange, in November 2011.

Also in this case the VR application uses paradigm of interaction based on natural interfaces.

The user moves inside the 3D space through his body movements. The public explore the virtual tomb, get near the artifacts and listen to the narrative contents directly from the voices of the prestigious Etruscan personages buried inside; the princess and the warrior. All this is possible moving in the space

in front of the projection, in the simplest and natural way and without any device. The user walks on a real map of the grave placed on the floor, onto which some “hotspots” are attached. Changing his position from one hotspot to another, he also moves in the virtual space, going closer to the objects and prompting the storytelling to emerge. The order in the choice of the hotspot activation is free, so every sequence can be activated (fig.5).

Figure 4: 3D model of the Regolini Galassi tomb and re-contextualization of the grave goods. In this image, captured from the VR application, we can

see the final chamber with the buried princess.

Figure 5: VR installation in Allard Pierson Museum, Amsterdam and at Archeovirtual in Paestum (2011, photo by Bartolomeo Trabassi).

The projection of 12 m², the evocative storytelling done in first-person, the use lighting to gradually reveal the objects as the space is explored, and the physical involvement of the user produce a strong sensation of immersion. While the active user is guiding the system, other visitors can sit down in the viewing area, visualizing and listening to the cultural contents in a passive way; always with the opportunity to engage in active exploration.

This solution not only makes the interaction amazing for the public, but allows people of every age and every “technical” skill to enjoy the virtual contents. The total duration of storytelling in 7 hotspot (about 30 objects) is 28 minutes. We have verified that the medium time of interaction for each user is about 12 minutes; a very good result according to our expectations.



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The application is built in Unity 3D and uses the Kinect sensor for motion capture. The system has been derived from the new generation of games, but for the first time it has been applied to VR environments dedicated to the CH . The framework to interface between the Kinect and the computer is OpenNI; an open source application programming interface (API) developed by Prime Sense and Willow Garage industries for writing applications using natural interaction. The application doesn't need calibration, as the skeleton does not require measurements. If another user enters the interactive area without stopping on an hotspot, his presence has no influence on the system (even if he is detected); if he enters the interactive area and goes on an hotspot, he will be identified and the system will be guided by him. We tested the system with seven people present in the same time in the interactive area and we had no crashes, demonstrating the stability of the software.

A very important evaluation on public behaviours has been done during the exhibitions and this observation has been fundamental to improve the system, enforcing some aspects and changing some other functions, in successive versions of the application. The general feedback is now very good.

4. Virtual Exploration of the ancient Pharmacy of S. Maria della Scaletta Hospital at Imola.

This third study case has been developed in occasion of the exhibition “Ceramic Masterpieces from Castelli between '500 and third fire”, opened on the 2nd of April 2012 at the Pinacoteca Civica in Teramo and presenting more than two hundred ceramic artifacts of the Matricardi collection. This wonderful objects were produced from the Renaissance to the end of the XVIII century A.D. by artists of Castelli, a small village in Abruzzo (Italy), close to Gran Sasso montain. In this context we have realized a VR stereoscopic application using natural interaction in order to explore some precious vases, re-contextualizing them inside the ancient pharmacy of S. Maria della Scaletta Hospital at Imola.

Starting from photos taken all around each artifact, 3D models of a bottle and two vases (“albarelli”) have been reconstructed and textured with high resolute images. Manual computer graphic techniques have been used for this process in order to obtain the best result.

The VR installation, requiring stereo glasses, has been located in a proper space integrated within the main visit path of the exhibition.

The user interacts from a fixed position and his movements are captured by a Kinect sensor, without need of calibration He needs to use just the right hand to dialogue with the digital space. Moving the right hand in front of the sensor, left and right, he can select an object; pushing the same hand forward the selection can be confirmed. After selection it is possible to use the same hand to manipulate the object in real time, turning it left and right, up and down, along z and x axes, while the object tells its story (fig.6).

A virtual character on the screen suggests the user the proper gesture to perform in every moment (only two gestures are required) in order to make the interaction as immediate and simple as possible.

Also in this case the application has been developed using OpenNi and Unity3D, the Kinect sensor has been put just below the projection, 1 mt from the floor.

Figure 6: VR stereoscopic application dedicated to the ancient pharmacy, 2012

The application is very easy but it has a great impact on public. Visitors are really involved in this experience and they remain playing with the objects for several minutes, repeating the actions until they have full control on the system, listening many time the audio explanations and narratives.

In conclusion the use of the natural interaction in virtual applications can be much simpler than the traditional interfaces and it seems a wonderful chance for museums. We are developing an interesting research in order to define a proper grammar of gestures that can be tested on public and continuously improved, also with the support of experts in cognitive science.

In fact gestures needs to be really intuitive, responsive and well designed by the authors as no all people have the same perception, coordination and awareness of their own movements. Many people reveal a creative/emphatic approach in performing the required movements, as they have the feeling to be in a game, exaggerating their role. For this reason the use of natural interaction can produce less precise input, in comparison with traditional interfaces (mouse click, keyboard, joystick....) but this limit does not generate frustration in the visitors, on the contrary it translates in a challenge encouraging people to try, explore and learn until they obtain good results.

We believe these three study case can be considered pioneering, as at the moment there are no projects in the world dedicated to the communication of cultural heritage in museums using natural interaction interfaces in 3D real time environments. Instead, this kind of approach seems to be a bit more diffused in 2D visualization, in order to browse through images and multimedia. In the next projects we are going to develop the motion capture system further on, in order to multiply the possible behaviours and exchanges between real and virtual worlds.



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Acknowledgements

Special thanks to our colleagues for their support and collaboration: Roberto de Mattei, Francesco Antinucci, Massimiliano Forlani, BCAA, the Municipality of Assisi; the partners of the Etruscanning project, Allard Pierson Museum of Amsterdam, Visual Dimension in Ename, National Museum for Antiquities in Leiden, Gallo-Roman Museum in Tongeren, Vatican Museum, National Etruscan Museum in Villa Giulia, in Rome, CNR ISCIMA; Paola Di Felice and the municipality of Teramo; the colleagues of VHLab at CNR ITABC.

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Etruscanning 3D project. The 3D reconstruction of the Regolini Galassi Tomb as a research tool and a new approach in storytelling

Wim Hupperetz1, Raffaele Carlani2, Daniel Pletinckx3, Eva Pietroni2

1Allard Pierson Museum-Amstersam University

2 CNR Institute of Technologies Applied to Cultural Heritage, Italy 3 Visual Dmension, Italy

Abstract In the “Etruscanning3D” european project framework, the virtual reconstruction of the Regolini Galassi tomb, in Cerveteri, has been realized, in order to re-contextualize its precious funerary goods, today preserved in the vatican Museums, in their ancient space, digitally represented in 3D. The reconstruction has been preceded by a huge work of data collection, reinterpretations, topographical acquisitions through a variety of techniques, digital restorations, in order to create a plausible simulation of how the tomb could appear when it was closed, at the half of the VII century BC. The final purpose of the VR application is communication inside museums, so the narrative approach and the metaphors of interactions played another key role. Keywords: ETRUSCANS, DIGITAL RE-CREATION OF ANCIENT CONTEXTS, DIGITAL RESTORATION, VIRTUAL REALITY, COMMUNICATION, NATURAL INTERACTION, Resumen En el proyecto europeo “Etruscanning3D” basado en la reconstrucción virtual de la tumba Regolini Galassi, en Cerveteri, se ha realizado con el fin de volver a contextualizar sus valiosos bienes funerarios, hoy conservados en los Museos Vaticanos, en su espacio original representado digitalmente en 3D. La reconstrucción ha estado precedida por un enorme trabajo de recopilación de datos, reinterpretaciones, adquisiciones topográficas a través de una gran variedad de técnicas, restauraciones digitales, etc., con el objetivo de crear una simulación plausible sobre el aspecto que pudo presentar la tumba cuando se cerró, a mediados del siglo VII antes de Cristo. El objetivo final de la aplicación VR ha sido generar un sistema de comunicación utilizable en el interior de los museos, por lo que el enfoque narrativo y las metáforas de interacción han jugado un papel clave. Palabras clave: ETRUSCOS, RECREACIÓN DIGITAL DE CONTEXTOS ANTIGUOS, RESTAURACIÓN DIGITAL, REALIDAD VIRTUAL, COMUNICACIÓN, INTERACCIÓN NATURAL.

1. The Etruscanning project

“Etruscanning in 3D” is a European project (Culture 2007 framework) involving a consortium of museums and research organizations from 3 European countries: Allard Pierson Museum and the University of Amsterdam (as coordinator), the CNR-ITABC in Rome, Visual Dimension in Ename, the National Museum for Antiquities in Leiden, the Gallo-Roman Museum in Tongeren; the Vatican Museum, the National Etruscan Museum in Villa Giulia in Rome and CNR ISCIMA are associated partners, mainly for scientific -archaeological consulting.

Main objectives of the project, that has been included in the european network of excellence on Virtual Museums – V-Must.Net-, are:

� International cooperation in the development of digitization and presentation techniques in order to re-create and restore the original context of the Etruscan graves,

� Digital acquisition,

� Digital restoration,

� 3D reconstructions

� Final communication of Etruscan graves and collections in museums, through innovative VR systems and multimedia. Two important exhibitions, Richness and Religion at the Etruscans – Princes and Priests, and Princesses and Goddesses, have already organized and concluded in 2011-2012 in the Netherlands (Amsterdam and Leiden), plus one exhibition in Paestum, in Italy; now we are working on new VR implementations for temporary exhibitions in Belgium and Germany, and for permanent use in Italian and Dutch museums.

The project is in progress and will last until 2013.

The project focuses on two important Etruscan tombs, as study cases: Tomba Regolini Galassi, in the Sorbo necropolis in Cerveteri, and Tomba 5 Monte Michele, in Veio.

The finds from these tombs are mostly in museum collections and the existing (empty) tombs are not always open to public. By making 3D reconstructions of the tombs and of the objects



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which originally were found inside, we can re-create the archaeological context of these Etruscan tombs.

2. Virtual reconstruction of the Regolini Galassi Tomb

a. Methodological approach

A digital 3D reconstruction is not simply a digital replica of a real grave. It is more than a simple logical collection of digital objects: the VR application we are developing uses storytelling and interaction to create an experience that can bring visitors inside the ancient etruscan mind and culture. According to our approach “Virtual heritage” means the elaboration of the information associated to cultural objects that modifies their character, interpretation and value. The final goal of a virtual reconstruction is the cognitive perceptual and communicative enhancement of the cultural object that translates into a wider and deeper exchange with the visitors (FORTE, 2008). Virtual reconstructions can restitute what is illegible, contextualize what is fragmented, isolated, can put back together cultural ties essential to the cultural object. It is thus an extension and a potentiation of reality, by putting together, as it does, real and imaginary, perceptual and experiential aspects to interpretive and symbolic ones. Through it we can establish a series of relations reconnecting the cultural object to the anthropological, historical, philosophical, social and technical themes of which it is a manifestation (ANTINUCCI, 2004). Themes that are seldom brought to the attention of the public in ordinary places of cultural transmission. The "Virtual Heritage" is the information associated to the cultural heritage that is transmitted through the digital technologies.

Digital documentation and 3D elaboration are just first steps toward the reconstruction of the cultural context but they are not sufficient. Knowledge of a cultural object is an interactive process: we learn by acting on the environment and observing the way it reacts to our action. Therefore tridimensionality, immersion, interactivity, embodiment, storytelling, emotion are fundamental to the cognitive processes. Learning in such an environment takes place simultaneously both in the sensorimotor mode and in the symbolic-reconstructive one. Cultural communication should try to answer very hard questions: how did ancient people live? How were their mind and their behaviors, their activities in the territory? Which meanings and symbolic values did they attribute to places? Which are our contemporary approach and reactions towards these contents? In this way from the space the places will emerge and their specific identity.

b. The tomb: discovery and interpretative problems

The Regolini Galassi tomb is one of the most remarkable Etruscan graves, famous not only for its rich contents, but also for the many objects that show the Middle-East influence (SANNIBALE, 2008). The discovery of the tomb in 1836 was made by the priest Alessandro Regolini and the general Vincenzo Galassi, who made some reports on the discovery but they did not document methodically. The first publication on the grave was quickly prepared in 1836 and L. Grifi, together with Luigi Canina, made the first drawings (fig.1). The objects were bought away from the tomb immediately after their discovery (COLONNA, DE PAOLO, 1999). Despite the

fact that many scholars have studied this grave, some mysteries on the outline, confusion on the place of the objects and the interpretation of the whole setting of the grave goods remains. This explains the many different, often contradictory reconstructions that were subsequently published. If we compare the two drawings by Grifi and Canina with the actual situation (fig. 2), we see that none of the drawings was made really inside the tomb: none of the drawings represents for example the ceiling properly. The drawing of Canina represents a bit better the real tomb and represents better the real size of the objects. The big difference however is that Canina shows more objects than Grifi (HUPPERETZ et al., 2011).

Figure 1. Ground plan by Grifi (1841, above) and Canina (1846, below)

As the process of virtual reconstruction of the Regolini Galassi grave tries to visualise this tomb at the moment it was closed (half of the VII century BC), we need to recompose the original set up of the objects and their ancient aspect, virtually restoring their shape and color (without touching the physical objects). We have had to re-evaluate and re-interpret all of the available sources in order to seek answers to difficult questions and make plausible hypothesis regarding the placement of the objects and their original position (PARETI, 1947). That's why 3D reconstructions can be useful both in the interpretative process and in public presentation. In order to use 3D reconstruction in a transparent way, we have realized a blog (http://regolinigalassi.wordpress.com/) in which we try to explain the main steps we have applied in interpretation process, showing the uncertainty in the reconstructions, and securing the data, and, finally, to enable and facilitate multidisciplinary research. The original tumulus, built in the 7th century BCE, was covered by a second tumulus, formed during the 6th century BCE, allowing for the construction of additional tombs, which were



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probably meant for descendants of the same family. These peripheral tombs, though more vulnerable to tomb robbers, have protected the more ancient tomb inside from inevitable plunder.

Figure 2. The Antechamber: Grifi (1841, up-left), Canina (1846, up-right), today (below)

The tomb has a short dromos in the form of a narrow corridor constructed of rectangular blocks and was plenty of funerary bronze and iron objects. A wall with a small window enclosed the main chamber at the end of the tomb where the princess was buried dressed and surrounded of marvelous golden jewels and silver artifacts. There were also two side chambers, oval in shape, which have been dug into the tuff. In the right cell the cremation remains of the man (probably a warrior) were put in a cinerary urn. In its construction, half of the tomb height was excavated from the naturally surrounding tuff, while the other half was built using square blocks to form a false roof in a wedge shape.

c. Digitization

The project has been developing through a complex methodological approach; from the collection of existing data, to new topographical digital acquisition. Several ontologies of data have been acquired and elaborated, according to the typology and topology of the artifacts, including point clouds from laser scanner, photogrammetric data (dense stereo matching), and computer graphics.

A “time of flight” laser scanner (Riegl z390i) was used to acquire the tomb in 3D as point clouds with high resolution (6 mm) and maximum accuracy of 2-3 mm. The 3D point clouds were aligned through the use of targets and successively processed in

order to obtain surfaces. The mesh model was textured using the ortho-photomosaic obtained from digital photos. From the high resolution geometries (8 million polygon), normal maps have been calculated and applied to a low poly version of the tomb, optimized for the real time engine using natural interaction interface. Moreover, from the 3D model of the tomb as it exists today, we have expanded upon the model to present the tomb as it could have been in Etruscan age; with the objects contextualized inside, based upon historical sources and archaeological interpretation (fig. 3).

Figure 3: 3D model of the Regolini Galassi tomb and re-contextualization of the grave goods. In this image, captured from the VR application, we can

see the final chamber with the buried princess.

The objects found within the tomb were digitally acquired at the Vatican Museums. We obtained some existing photos from the photo-library of the Museums, but we had to supplement this documentation by taking new photos of the objects, getting them out of the showcases. The museum did not allow us to use any other equipment, such as a laser scanner. We used a turn table in order to take photos all around each object (about 36 photos for each object); occasionally the photographer moved all around the object that remained still. As almost all the object are in bronze, silver, or gold, we needed to avoid reflections of the light, so we used a white tent to contain the object and the turning table (fig. 4).

This acquisition technique was useful both for 3D modeling made by hand, using 3D Studio Max (fig. 5) and Blender, and for dense stereo-matching techniques, using Autodesk Photofly/123D Catch, Photoscan and ARC3D Web Service. The first software seems to give best results in the dense stereo-matching process. In some cases, we also obtained good sequences for stitched panoramas.

On the base of photo interpretation and especially of the iconographic comparisons and similarities, we started the work of digital restoration on the deficient objects and decorations. Drawings in grey scale were elaborated upon in order to use them to generate normal maps and apply them to the 3D model inside Unity 3D; the real time graphic engine we used. The process of digital restoration was followed and verified, step by step, by a staff of external experts (figs. 6a-6b).

The editing of the final material and shaders was made inside Unity 3D. In fact, the great potential of the latest generation



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video game engine, in terms of an editing tool, has completely changed the traditional work pipelines: in the past we used to finish and optimize the quality of our 3D models inside 3D graphic software (3D Studio Max, Maya etc.), finally exporting them into the real time engine where they were directly managed at programming level. On the contrary, the actual engines have many editing tools that allow complex lighting calculations, generate normal maps and edit the materials and shaders, in order to have full control over the final result of the visualization.

Figure 4: Objects digital photographic acquisition in Vatican Museums with turning table and a white tent

Figure 5: golden fibula reconstructed in 3D (manual modelling)

d. Storytelling and final VR implementation

The digital reconstruction of the Regolini Galassi tomb has been implemented in a VR application using natural interfaces of interaction, that means that the user moves and interacts in the 3D space through the body movements, without using any traditional device (mouse, joystick, keyboard etc.).

The public has the possibility to explore the virtual tomb, to get near the artifacts, to listen to narrative contents from the voices of the prestigious etruscan personages buried inside to which such precious objects were dedicated. The princess and the warrior speak not from the past but from today, knowing our world, but nevertheless seen from their point of view as Etruscans. So they still speak as rulers of an Etruscan city-state, with aristocratic authority, but open and welcoming the people at the exhibition, just as they have welcomed so many people in their lifetime. Their point of view is that they indeed enjoy the afterlife; they keep on living so many years later, through the scientific research, the publications, the museums and exhibitions. They look upon us and how we deal with their culture, not giving away the secrets that we still haven’t unravelled. The underlying message is the role of heritage and

how much this Etruscan heritage has contributed to our society of today (alphabet, holy water, afterlife, symbolism …).

Figure 6a – 6b: examples of digital restoriation: situla (above) and golden phoenician patera below

The storytelling is used in non linear way, for interactive experience. The user walks on a real map of the grave placed on the floor, onto which some “hotspots” are attached. Changing his position from one hotspot to another, he also moves in the virtual space, going deeper into the tomb, closer to the objects and prompting the voices of the two characters to emerge.

Figure 5: VR installation in Allard Pierson Museum, Amsterdam and at Archeovirtual in Paestum (2011, photo by Bartolomeo Trabassi).



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The order in the choice of the hotspot activation is free, so every sequence can be activated. This solution not only makes the interaction amazing for the public, but allows people of every age and every “technical” skill to enjoy the virtual contents. The

detailed description of the VR application and the research activity realized in the domain of natural interaction in the virtual space is not a subject covered by this paper.

Acknowledgements

Special thanks to all the partners and colleagues working in and supporting the Etruscanning project, in particular the Vatican Museums (Maurizio Sannibale), the Soprintendenza all'Etruria Meridionale (Francesca Boitani, Rita Cosentino, Iefke Van Kampen), CNR ISCIMA (Vincenzo Bellelli).

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The Virtual Museum of the Tiber Valley Project

Antonia Arnoldus Huyzendveld 1, Marco Di Ioia 2, Daniele Ferdani 2, Augusto Palombini 2, Valentina Sanna 2, Sara Zanni 2 , Eva Pietroni 2

1 Digiter. Rome, Italy

2 Institute for Technologies Applied to Cultural Heritage, CNR. Rome, Italy Resumen El objetivo del proyecto del Museo Virtual del Valle del Tiber es la creación de un sistema digital integrado para el conocimiento, la valorización y la comunicación del paisaje cultural, arqueológico y natural a lo largo del valle del Tíber, en la zona Sabina entre Monte Soratte y la antigua ciudad de Lucus Feroniae (Capena). Actualmente están en proceso de construcción varias aplicaciones de realidad virtual, contenidos multimedia, junto con un sitio web, a los que se tendrá acceso en diversos museos de la zona así como en un museo central ubicado en Roma. Las diferentes fases de trabajo se centrarán en la construcción de una base de datos arqueológicos geo-espacial, en la reconstrucción del paisaje antiguo y en la creación de los modelos virtuales de los sitios arqueológicos más importantes. Este documento se centra en la metodología utilizada, desgranado los resultados presentes y futuros esperados. Palabras Clave: REALIDAD VIRTUAL, PAISAJE CULTURAL, ENFOQUE MULTIDISCIPLINARIO, RED DE MUSEOS, SIG Abstract The aim of the Virtual Museum of the Tiber Valley project is the creation of an integrated digital system for the knowledge, valorisation and communication of the cultural landscape, archaeological and naturalistic sites along the Tiber Valley, in the Sabina area between Monte Soratte and the ancient city of Lucus Feroniae (Capena). Virtual reality applications, multimedia contents, together with a web site, are under construction and they will be accessed inside the museums of the territory and in a central museum in Rome. The different stages of work will cover the building of a geo-spatial archaeological database, the reconstruction of the ancient potential landscape and the creation of virtual models of the major archaeological sites. This paper will focus on the methodologies used and on present and future results. Key words: VIRTUAL REALITY, TIBER LANDSCAPE, MULTIDISCIPLINARY APPROACH, INTEGRATION, MUSEUMS NETWORK, GIS. 1. The project: goals, philosophy, methodology

There are no knowledge and communication without context, there is no museum without territory and is difficult to understand an area without a museum or a museum network. The Virtual Museum of the Tiber Valley has been conceived in order to increment and disseminate the knowledge of the territory and encourage the people to visit some important and beautiful places that are still marginal in relation with the main touristic itineraries, too much focused on the Capital. The Sabina area, north of Rome, between Monte Soratte and the ancient city of Lucus Feroniae (Capena) and along the ancient consular road via Salaria, has been taken in consideration.

Virtual reality applications, multimedia contents, together with a web site, will support the public before and during the visit of the real sites through the access to cultural contents while attending places, museums, sites, itineraries. From the same dataset many elaborations and specific communicative formats accessible from multiple platforms will be realized: a spectacular installation of virtual reality in the roman museum (conceived as a sort of “portal” to the discovery of the external territory) based on the use of natural interfaces to explore the landscape in its

interpretative and emotional dimensions; narrative and multimedia guides for mobile devices to be used during the visit of archaeological sites or naturalistic oasis; movies and multimedia in the small museums of the territory dedicated, together with a web site, to the evolution of the cultural landscape during the centuries (prehistorical, pre-roman, roman, medieval and actual periods); multimedia iBooks multi-touch. In the virtual museum the information is organized as a network of data, paths, themes highlighting the relations among sites, settlements, human activities, land, memory and history, the river environment in its developments and transformations. The project, supported by Arcus s.p.a., started in July 20111 and it will be finished in 2013; it involves a multidisciplinary team composed by CNR and University researchers (archaeologists, art historians, geologists, ethologists, cognitivists, computer scientists, surveyors, computer graphics) but also by artists, musicians and public stakeholders.



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2. The ancient potential landscape reconstruction

a. Geology, soil-landscape and potentiality

One of the priorities of the project was to find a convincing method to simulate the ecosystems and the soil use in the past, finalized to the reconstruction of the potential ancient landscape of the Tiber Valley in different ages. A fundamental contribution comes from geological and pedagogical studies.

The area is composed mainly of sandy and conglomeratic sedimentary hills, which are partially covered by Middle-Pleistocene volcanic sediments, and to the east of calcareous mountain ranges reaching altitudes over 1200 m a.s.l. The Tiber valley occupies the depression separating the two volcanic edifices, Sabatino and Albano.

The basis of the landscape study has been the existing semi-detailed Soil-Landscape map, a theme showing the soil distribution in its context of lithology, morphology and watersheds. From this map, in combination with the known phytoclimatic spatial variation, the production potential for cereals (eventually with vine rows), olive/fruit trees and forests was derived. Several relative density scenarios of the various cultures were proposed.

Figure 1. Eco-landscape map of the Tiber Valley Project area, with the proposed Tiber course for the Roman period.

In order to express the potential for the natural vegetation systems, the same data were used to create an Eco-Landscape map (fig.1). This map has a condensed legend with respect to the original, and has formed the landscape “input” for the reconstruction of the historical vegetation distribution. Striking for instance is the contrast in plant potential between the volcanic lands - with moderate slopes, a high water retention capacity, almost never stony and with a good natural fertility - and the pre-volcanic environments, with diametrically opposed characteristics.

During the historical time span relevant to the project, coinciding with the Upper Holocene, the morphology of the hills, mountains, river terraces and valley floor should not have undergone perceptible changes, but the valley floor drainage conditions and the Tiber river course may have varied sensibly.

The reconstruction of the latter was based upon the present distribution of the river curves and the terraces, the presumed persistence in time of the narrow and steep passage near Nazzano, and moreover upon aerial photographs and historical maps. Successively, the proposed Tiber courses for the various periods were checked against the archaeological data. Older landscape reconstructions, referring to the Upper Pliocene and the Pleistocene, were based upon existing literature (PAROTTO, 2008).

This project has thus been characterized by an strong integration and feedback between physical landscape and vegetation elements and historical and archaeological data. In fact all the geological and pedagogical data, as the natural ecosystems, have been compared and overlapped with the archaeological data, in order to simulate how the natural and antropic landscapes could combine each other in different ages.

b. The archaeological GIS

One of the main goals of the project is the interpretation and reconstruction of the landscape in its diachronic dimension in three different phases: the Bronze and Iron Age, the Roman period and the Middle Age. In order to obtain the virtual reconstruction of the landscape through the time, we have crossed data coming from different disciplines (geology, archaeology, pedagogy, history, botanic, literature) and in different formats (GIS datasets, archaeological reports, scientific articles), to obtain a Geographic Information System of the landscapes in the three chronological phases (fig.2). Accordingly to this goal, we collected all the data that could help us understand the natural environment in the past and its interaction with the human population of the Tiber Valley. First of all, working on the actual Digital Terrain Model (TARQUINI et al., 2007; TARQUINI et al., 2012), it was possible to reconstruct the orographic evolution of the Latium area, with the different stages of digression of the coastline and of the raising and lowering of the terrain.

In the meanwhile, we needed as many data as possible regarding the modes of human settlement and land use through the time, so we made an in-depth research about the different ethnic and cultural facies that occupied the area and their habits of life: Etruscans, Sabines, Faliscans, Romans and so on. The main problem regarding this part of the project was that the Tiber Valley was the object of many research projects in the past, but really a few of them realized a detailed and available cartographic output. Consequently, we started from scratch a new GIS project collecting all the basic data concerning the area of the medium Tiber Valley. The basic cartographic support was provided through the use of 1:25000 scale maps produced by the Istituto Geografico Militare and available by WMS and of 1:10000 scale maps produced by the Regione Lazio, the geological map and the Carta dell’Agro, which registers all the archaeological evidences of the city of Rome.

For the generation of the archaeological GIS, we made an extensive perusal of the bibliographic sources, interacting also with the Soprintendenza per i Beni Archeologici dell’Etruria Meridionale, to make accurate topographical and 3D reliefs of the sites of Lucus Feroniae and Villa dei Volusii Saturnini. Besides the study of the two main archaeological sites which will be the focuses of the Virtual Museum together with the natural protected area of Nazzano, we built a GIS which includes data for 200 sites classified by chronology (Bronze and Iron Age, Roman period, Middle Age), typology (sanctuary, town, villa,



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river port, ford, …) and extension. Another important part of the GIS implementation has been the study of the ancient communication routes: for reconstructing the itineraries of the Via Tiberina, on the right bank, of the Via Salaria on the left one, and of other secondary roads we used the published studies, the most recent archaeological data coming from the excavations of the Soprintendenza dell’Etruria Meridionale and, finally, our own surveys in order to register the remainings of the ancient routes.

Figure 2.GIS of the archaeological evidences in the project area.

Another important aspect, especially for the Roman period, was the identification of the traces of centuriationes (agricultural divisions) (CAMBI, 2004; STERNINI, 2004): these data were particularly useful for the generation of the reconstructed landscape, since they allowed us - when available - to clearly identify the portion of territory belonging to a given village.

At present, the elaboration of the Geographic Information System of the archaeological evidences is maintained updatable with new data and sources of information available. The outputs of this work, impressive because of the lack of a comprehensive and open collection of all the archaeological sites falling in the project area, were the basis for the subsequent work aimed at reconstructing the distribution of ancient ecosystems and vegetation of the landscape through time.

c. Development and mapping of the natural and anthropic ecosystems

The first task after the GIS creation is the definition of different ecosystems characterizing - in each historical period - the different parts of the landscape. Each ecosystem is a collection of many plant species whose presence, height and density is highly interconnected and influenced by many factors such as geological soil composition, slope, sun exposition, closeness to water streams and so on. Two main steps are requested in such a perspective: the first one is related to the natural ecosystem: i.e.

the part of the landscape not affected by human actions. This kind of areas are relatively easy to be set up, according to the already mentioned data, which are the fundamental influencing factors. Over this naturally-shaped landscape, a second series of layers has to be defined: the anthropic landscape. The working process is, in this step a bit more complex. starting from the settlements, known through the historical sources and the archaeological data, areas of main influence are drawn as circular buffers whose dimension can be defined according to specific studies. The so-called site-catchment analysis, is a spatial study used in archaeology since about 40 years ago (HIGGS & VITA-FINZI, 1970) and applied to GIS analysis since 20 (GAFFNEY & STANCIC, 1992).

In our effort, we took into consideration many land factors: distance from settlements, from water supplies, from routes, kind of soil, sun exposition, slope, terrain elevation and cost (in terms of effort requested to reach each soil point from the settlement. All these factors were given different weight in relation to the technological and organization features of the community in the considered time span. The result is a map of the most suitable land units for cultivation (fig. 3). The determination of a threshold in this whole was then performed calculating the harvesting needs of the community, and a further step has been the definition of two main cultivation classes for the terrain, according to the slope (0-7% and 7-20%) respectively assigned to cereals and to fruit trees (but it is important to keep in mind that, up to the middle ages, cultivation was performed mixing together different plant species).

Figure 3. First elaboration of a cultivation potential map for the Roman period.

d. From GIS to the real time graphic engine

The data coming from GIS have been translated in a compatible format for two different kinds of visualization/outputs: video and real-time applications. We chose to export from GIS software (Grass) the height maps in GeoTIFF image format in order to keep the necessary geographical information associated to the terrain tiles and, as next step, to generate from the height maps the 3D model of the terrain inside other applications (Vue for movie and Unity3D for real time exploration).

Then geotiff grayscale images for the video applications were used without further modification to generate terrain in Vue with the technique of displacement mapping, while those destined for real time applications have been saved in RAW



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format, which is the only format suitable for the Terrain Modul of Unity 3D. It would be also possible to directly import 3D mesh in the real time engine, but in this way we could not take advantage of the enormous potential of terrain generator embedded in the software. In fact, using RAW images and generating the 3D model in real time, inside Unity 3D, a series of very useful tools become available such as the automatic LOD function (Level Of Detail), that make the mesh more or less resoluted in terms of polygons in relation to the distance of the virtual camera from the ground; the terrain sculpting, useful to adapt perfectly the terrain to the 3d models of Lucus Feroniae or Villa dei Volusii Saturnini; the Splat Maps, useful to paint directly on the terrain textures such as sand, grass or gravel, and finally the possibility to put onto the terrain thousand of trees, bushes, flowers, grass, stones and so on just with a painting action.

3. From survey to the 3D models: Virtual reconstruction of Lucus Feroniae

All the data coming from the archaeological survey and excavations, such as CAD, drawings, photos and historical sources, were collected and used to set the reconstructive models of Lucus Feronie, a small roman settlement placed in the north-est of Rome along the Tiber river. The reconstructive hypotheses were based on analogy, comparisons and deduction criteria (MORACHIELLO & FONTANA, 2009). For most part of the structures we referred to the 1st century architectures of Pompei, Rome and Ostia.

After the interpretative studies, the CG reconstruction was developed and the buildings were modeled using Autodesk 3DStudio Max. The 3D modeling work was approached using 2D plan and profiles as reference, coming from architectural survey with laser total station and GPS, then the height was extruded and the supposed volumes were built.

All the models were unwrapped and mapped with textures made “ad hoc” using a photographic campaign “in situ” in order to make them as real and likely as possible. Finally the most complex architectural elements, such as bas-relief worked altars and statues, were modeled using dense stereo matching techniques and after optimizing the polygons with sculpting software (for both uses, in real time application and movie rendering). Up to now, we obtained the followings models in the Traianus period: 4 roman domus and tabernae bloks, the forum, the schola (fig.4) and the sacred area composed by the Basilica, the Augusteum and a temple. In the next steps we are going to add also the thermal baths and the anphiteatrum. As first output, the 3D scene have been integrated with landscape and vegetation and implemented in a real time engine (Unity 3D) in order to get an immersive VR application for cultural dissemination.

Figure 4. Rendering of the 3D reconstruction of the Roman city of Lucus Feroniae

4. Conclusions

The Tiber has always been a central presence for the development of the territory of Rome. Despite its economical importance has probably reduced, a strong tendency to regard the river as a mirror of our cultural identity still remains: the "God Tiber", author, witness and keeper of history, the repository of memory, shaper of the landscape, vehicle for transformation.

In the project the theme of the river is faced following a multidisciplinary and multidimensional approach: we offer both holistic and monographic representations (landscape and “landings”), in diachronical, evolving visions.

Starting from common resources we are developing a variety of outputs for many targets and contexts of fruition, in order to support the knowledge of the territory in different phases: from the preparation of the visit, to the moments of its execution, remembering and sharing.

The project is still in progress and we hope it will be able to promote local knowledge, creativity, development of local and foreign tourist flows, in order to overcome, at least partially, the fragmentation of the numerous museums, itineraries and local realities disseminated in the territory, contributing to the valorization and promotion of such an important context.

Acknowledgements

We want to thanks Arcus Spa, the Regional Direction of the Ministry of Cultural Heritage and the Soprintendenza all'Etruria Meridionale, the colleagues of FBK Fundation, the Museum of the River in Nazzano, all the team of CNR ITABC.



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VITRUVIO, De Architectura.



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Tecnologías para museos virtuales en dispositivos móviles

María Dolores Robles Ortega, Francisco R. Feito Higueruela, Juan José Jiménez Delgado y Rafael J. Segura Sánchez

Departamento de Informática de la Universidad de Jaén. España

Resumen Gracias al desarrollo de las nuevas tecnologías, los museos virtuales han ido evolucionando e incorporando nuevos contenidos con el objetivo de facilitar la transmisión del conocimiento. Evidentemente, con el auge actual de los dispositivos móviles, sería conveniente que todos estos elementos pudieran ser accesibles desde este tipo de herramientas. En este artículo se realiza un estudio de los principales lenguajes utilizados para el desarrollo de museos virtuales y su posible adaptación para su uso en dispositivos móviles. En concreto, se valorarán las siguientes tecnologías: Flash, VRML y X3D. Se describirán asimismo los trabajos iniciales realizados para adaptar el Museo Virtual de Arte Ibérico desarrollado en trabajos anteriores con el objetivo de visualizarlo en un dispositivo Samsung Galaxy Tab 10.1 con sistema operativo Android. Palabras Clave: MUSEOS; WEBGL; X3D; X3DOM; DISPOSITIVOS MÓVILES Abstract Virtual museums have incorporated new contents which make the knowledge transmission easier, thanks to the development of the new technologies. Evidently, it would be desirable that all these new elements could be accessed using any mobile device. In this paper we study the main graphical languages to create 3D virtual museums and the process to adapt it to mobile devices. Specifically, we focus on the following technologies: Flash, VRML and X3D. We also explain the initial process to migrate the Virtual Museum of Iberian Art developed in a previous work in order to be renderized using a Samsung Galaxy Tab 10.1 with Android as operative system. Key words: MUSEUMS; WEBGL; X3D; X3DOM; MOBILE DEVICES 1. Introducción

Un museo, según el Consejo Internacional de Museos (ICOM, http://icom.museum), puede definirse como una institución sin fines de lucro y abierta al público cuya finalidad consiste en la adquisición, conservación, estudio y exposición de los objetos que mejor ilustran las actividades del hombre o que son culturalmente importantes para el desarrollo de los conocimientos humanos.

Tradicionalmente los museos han sido centros pasivos de exposición. Sin embargo, hoy día están en continua evolución, convirtiéndose en centros de activos de experimentación en los que la participación del público toma una especial relevancia (CABALLERO, 2011).

La mayoría de los museos reales actuales disponen de museos virtuales asociados, que permiten acceder a sus contenidos a cualquier persona desde cualquier lugar del mundo en cualquier momento y, más específicamente, a estudiantes y profesores (HANISCH, 2000). Estos contenidos virtuales preservan, asimismo, los objetos obtenidos tras las investigaciones de posibles saqueos, actos de vandalismo o incluso desastres naturales (HARNAUD, 2007), evitando también el problema de falta de espacio para las exhibiciones de piezas y elementos.

La evolución de estos museos virtuales se ha desarrollado paralelamente a la evolución de las nuevas tecnologías. Así, las primeras páginas de museos que contenían únicamente imágenes

y fotografías de las piezas y fragmentos han sido sustituidas por nuevos contenidos interactivos que permiten al usuario acceder a recursos e información adicional sobre los fragmentos. Además, en la mayoría de los casos, se han incluido modelos tridimensionales que aportan una mayor cantidad de información que sus correspondientes imágenes 2D.

El siguiente paso en este proceso es permitir que los museos virtuales sean accesibles a través de dispositivos móviles. Para ello, es necesario realizar un procedimiento de adaptación de los contenidos actuales a un formato adecuado para este tipo de herramientas.

En este artículo se realiza un estudio de las principales herramientas utilizadas en el desarrollo de museos virtuales y su posible adaptación para su uso en dispositivos móviles. En concreto, se valorarán las siguientes tecnologías: Flash, VRML y X3D. Se describirán asimismo los trabajos iniciales realizados para adaptar el Museo Virtual de Arte Ibérico desarrollado en (ROBLES ORTEGA, 2011) para su uso en un dispositivo Samsung Galaxy Tab 10.1 con sistema operativo Android. En cada caso, se indicarán los problemas observados respecto a la visualización de las escenas utilizadas usando el navegador Firefox Mobile.



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2. Lenguajes tradicionalmente utilizados para crear museos virtuales. Uso en dispositivos móviles

Los primeros museos virtuales estaban formados por un conjunto de páginas web (en su mayoría estáticas, aunque en algunos casos dinámicas) en las que se mostraban imágenes y fotografías de los elementos expuestos junto con una breve descripción. Estos portales, generalmente, pueden visualizarse sin ningún tipo de problema en dispositivos móviles utilizando alguno de los diferentes navegadores disponibles para este tipo de herramientas.

Sin embargo, estos primeros museos ofrecían una interactividad limitada, por lo que fue necesario incluir técnicas utilizadas en otros campos como, por ejemplo, la informática gráfica. De esta forma, se mejoró la calidad de los contenidos ofrecidos y las posibilidades de acceder a información adicional. En concreto, la utilización de técnicas de Realidad Virtual supuso una mejora en la experiencia del usuario gracias a la inclusión de modelos tridimensionales con los que el visitante podía interactuar. De esta forma, el usuario no sólo podría visualizar las piezas tal y como lo haría en un sitio tradicional, sino que también podría moverlos y observar nuevas características y detalles que no vería a través de una simple imagen. Por tanto, el uso de estos métodos permite que la visita a un museo virtual sea más realista.

Al contrario que con las páginas HTML tradicionales, en el caso de museos que incluyen contenidos 3D la visualización en dispositivos móviles no suele ser inmediata. Esto se debe a que no existe un soporte adecuado en este tipo de herramientas para algunas de las tecnologías tradicionalmente utilizadas para generar modelos tridimensionales. Además, hay que tener en cuenta la baja capacidad gráfica y de memoria de los terminales móviles frente a los tradicionales. Aunque estas herramientas cada día disponen de mejores prestaciones, en muchos casos no es posible realizar una visualización correcta de los museos ya existentes. Así, podría ser necesario reducir el tamaño de la escena original para obtener un rendimiento aceptable de la aplicación. A continuación se expone una lista con los lenguajes más utilizados para generar museos virtuales, indicando para cada uno de ellos ejemplos reales y la posibilidad de visitarlos usando un dispositivo móvil con sistema operativo Android.

� QuickTime (http://www.apple.com/es/quicktime) Aunque realmente no muestra contenido 3D, permite visualizar fotos panorámicas de las salas reales del museo. La interactividad que permite es reducida y limitada al giro de la cámara. Es común en muchos museos como, por ejemplo, el de Louvre incluye visitas virtuales utilizando esta tecnología. Aunque actualmente QuickTime no dispone de una versión para Android, existen otros programas que podrían utilizarse para visualizar este tipo de contenidos. (http://www.louvre.fr/llv/commun/home.jsp)

� Flash (http://www.adobe.com/es/products/) Es una de las tecnologías más utilizadas actualmente para la creación de contenidos interactivos en Internet. La página del Museo del Prado, por ejemplo, incluye esta clase de elementos (http://www.museodelprado.es/). Existe una versión que puede descargarse e instalarse en Android, tal y como se explica en la Sección 3.

� XVR (http://www.vrmedia.it/) Tiene una arquitectura modular y proporciona un lenguaje de script orientado a realidad virtual para programadores, lo que permite generar contenidos más complejos con dispositivos avanzados como trackers, sistemas de proyección estéreo o HMDs. Un ejemplo de aplicación que utiliza esta tecnología es la Piazza dei Miracoli en Pisa, que puede consultarse a través de la página http://piazza.opapisa.it/3D/index.html. Actualmente el plugin sólo está disponible para sistemas operativos Windows 98/Me, 2000/XP y Vista.

� VRML (Virtual Reality Modeling Language) Ha sido un estándar para el intercambio de contenido 3D en sistemas web hasta su reemplazo por X3D. Se ha utilizado en la creación de numerosos sitios de museos virtuales como, por ejemplo, INUIT3D (CORCORAN, 2002), en la que los usuarios pueden visitar tres salas de exposiciones e interactuar con doce modelos tridimensionales o el sistema Minerva (AMIGONI, 2009), que facilita la organización de los museos estableciendo diferentes colecciones o exposiciones. Asimismo se puede utilizar con sistemas de proyección estéreo (ROBLES ORTEGA, 2010).

� X3D (Extensible 3D, http://www.web3d.org/x3d/) Desarrollado por el Consorcio Web3D, es el sucesor de VRML. Permite generar contenidos 3D interactivos, tanto estáticos como dinámicos. Está basado en XML y puede utilizarse conjuntamente con tecnologías como Ajax y PHP para el acceso a bases de datos. Se ha utilizado para crear museos dinámicos como el prototipo de museo virtual de Arte Ibérico desarrollado por los autores que puede consultarse en la página http://150.214.97.135/X3D/English/indexEngl.htm.

� 3DVia (http://www.3dvia.com/downloads) Permite crear modelos y entornos 3D de los que el usuario puede obtener algún tipo de información adicional. Existen versiones disponibles tanto para iPad como para iPhone. El museo de Louvre incluye elementos de este tipo.

� WebGL (http://www.khronos.org/webgl/) Permite incluir modelos 3D en páginas web a través de HTML5 sin necesidad de instalar ningún plugin adicional. Ya existen algunos museos que lo utilizan como Wikipedia Art Gallery (http://www.wikiartgallery.org/about.html). Se prevé que en un futuro todos los navegadores soporten esta tecnología. Actualmente es compatible con navegadores móviles como Ópera, Chrome y Firefox Mobile.

� O3D (http://code.google.com/intl/es-ES/apis/o3d/) Se trata de una API web de software libre que permite crear aplicaciones 3D completas e interactivas. Inicialmente se creó como un plugin pero actualmente existe una nueva versión implementada sobre WebGL. La Universidad de Queensland ha desarrollado un proyecto (3DSA) que permite realizar anotaciones en modelos tridimensionales utilizando O3D. Existe una versión accesible en Internet desde la dirección http://itee.uq.edu.au/~eresearch/projects/3dsa/.

Aunque existan programas que soporten las tecnologías utilizadas en el desarrollo de un museo virtual, en muchos casos será necesario realizar un proceso de adaptación de los contenidos a los dispositivos móviles. En este artículo se describen los trabajos iniciales realizados para visualizar el Museo Virtual de Arte Ibérico desarrollado en (ROBLES ORTEGA, 2011) usando un dispositivo Samsung Galaxy Tab 10.1 con sistema operativo Android. El objetivo final es que el



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museo de Arte Ibérico pueda ser visitado utilizando cualquier dispositivo móvil.

En las siguientes secciones se describen los problemas encontrados para cada una de las tecnologías utilizadas: Flash, VRML y X3D.

3. Utilización de Flash en dispositivos móviles con sistema operativo Android

Flash es una de las tecnologías más utilizadas actualmente para la creación de contenidos interactivos en Internet. Existen muchos museos que la utilizan como, por ejemplo, el Museo del Prado (http://www.museodelprado.es) o el Museo Reina Sofía (http://www.museoreinasofia.es/), entre otros.

Aunque la aplicación Adobe Flash Player no está disponible para todos los dispositivos móviles, en el caso del dispositivo Samsung Galaxy Tab 10.1 puede ser utilizada sin problemas.

Figura 1: Visualización de un archivo Flash usando el navegador Ópera en un dispositivo Samsung Galaxy Tab 10.1

Sin embargo, en el caso del navegador Firefox actualmente no está disponible el plugin para visualizar este tipo de archivos. Esto supone una limitación cuando se visitan muchos de los museos actuales. Para Ópera Mobile, en cambio, es posible habilitar una extensión para mostrar estos contenidos, como se puede apreciar en la Figura 1.

4. Utilización de VRML en dispositivos móviles con sistema operativo Android

Tal y como se ha comentado anteriormente, VRML (Virtual Reality Modeling Language) ha sido un estándar para el intercambio de contenido 3D en sistemas web hasta su reemplazo por X3D.

Aunque existen diferentes visores y plugins para visualizar archivos VRML en distintos navegadores y sistemas operativos, la mayoría de éstos no disponen de una versión operativa para Android. Entre las aplicaciones disponibles, puede destacarse el plugin de BS-Contact (http://www.bitmanagement.de/).

A pesar de que las versiones para PC de BS-Contact pueden mostrar tanto modelos en VRML como en X3D, en el caso de la versión para Android utilizada (versión 7.220), sólo es posible visualizar archivos VRML. Para ello, se debe escribir en el navegador la dirección bscontact:file.wrl, donde file.wrl es la url del fichero VRML que se desea visualizar. En la Figura 2 se puede observar una captura de pantalla que muestra un modelo tridimensional usando un dispositivo Samsung Galaxy Tab 10.1 y la aplicación BS-Contact para Android.

Figura 2: Visualización de un modelo VRML usando BS-Contact en un Samsung Galaxy Tab 10.1

El principal problema de esta versión de BS-Contact es que proporciona una interactividad limitada y la imposibilidad de mostrar archivos en X3D. Tal y como se ha comentado anteriormente, VRML ha sido sustituido en la mayoría de los museos virtuales por modelos X3D, por lo que esta aplicación no resulta válida para realizar una visita a museos ya disponibles.

La alternativa propuesta en este artículo para realizar esta tarea es visualizar los modelos X3D utilizando la tecnología WebGL, tal y como se describe en la siguiente sección.

5. Utilización de X3D y WebGL en dispositivos móviles con sistema operativo Android

El lenguaje X3D, desarrollado por el consorcio Web3D, permite generar contenidos 3D interactivos, tanto estáticos como dinámicos. X3D está basado en XML y puede utilizarse conjuntamente con tecnologías como Ajax y PHP para el acceso a bases de datos. Al igual que para VRML, se necesita un plugin que permita visualizar el contenido 3D en una página web. En el caso de dispositivos de escritorio existen varias herramientas disponibles. Para móviles, en cambio, en este momento no se han desarrollado programas de este tipo.

Para evitar estos problemas, se propone utilizar WebGL (http://www.khronos.org/webgl/). Este nuevo estándar para visualización de gráficos 3D en Internet permite incluir modelos 3D en páginas web sin necesidad de instalar ningún plugin adicional. Para ello, se complementa con otras tecnologías como el futuro estándar HTML5 (MARRIN, 2011). En cuanto a navegadores compatibles, la mayoría de ellos pueden mostrar este tipo de contenidos, tanto en dispositivos móviles como de escritorio.



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WebGL, por tanto, parece ser la solución para poder visitar los museos virtuales ya existentes en móviles o tabletas. Sin embargo, surge un problema adicional: WebGL no puede visualizar directamente los modelos X3D, sino que es necesario un proceso de migración a la nueva tecnología. Este procedimiento es complejo, puesto que no existe una correspondencia directa entre ambos lenguajes.

Para evitar este proceso de traducción puede utilizarse la librería X3DOM [BEHR, 2009] que permite la integración directa de la escena X3D en la estructura DOM (Document Object Model) de HTML5 con ciertas limitaciones (ROBLES-ORTEGA, 2012). X3DOM se está utilizando actualmente en diferentes proyectos (ZOLLO, 2011; BEHR, 2011).

A continuación se describen los trabajos iniciales realizados para mostrar el Museo de Arte Ibérico utilizando WebGL y X3DOM usando el navegador Firefox Mobile.

El primer cambio que debe realizarse es modificar la página de inicio para que incluya el fichero X3D de la escena que se desea visualizar. Para ello, en la cabecera del archivo xhtml debe incluirse el fichero javaScript de la librería: el x3dom.js, tal y como se muestra en la Tabla 1. El resultado final tras visualizar el código de este ejemplo en el navegador Firefox Mobile se puede apreciar en la Figura 3.

Además de la modificación de la página inicial, es necesario realizar un proceso previo de adaptación del museo en X3D para su correcta visualización usando X3DOM. Así, se debe comprobar la compatibilidad de los distintos tipos de nodos y campos utilizados en la escena. En los siguientes apartados se explican los problemas encontrados para los distintos tipos de nodos: geometría, realismo y navegación

<html >

<head>

<title>Hello World</title>

<link rel="stylesheet" type="text/css" href="x3dom.css" />

<script type="text/javascript" src="x3dom.js"></script>

</head>

<body>

<X3D xmlns="http://www.web3d.org/specifications/x3d-namespace" showStat="false" showLog="false" x="0px" y="0px"

width="1200px" height="600px" altImg="helloX3D-alt.png">

<Scene>

<Viewpoint description="Camera1" fieldOfView="0.75" orientation="0.0 1.0 0.0 0" position="-12.27975 4.0 25.0"/>

<Inline DEF="fichero" url="UrlFicheroX3D.x3d" />

</Scene>

</X3D></body>

</html>

Tabla 1: Código para visualizar un fichero X3D en una página web usando X3DOM

Figura 3: Visualización del ejemplo de la tabla 1 usando X3DOM

5.1. Geometría

X3D admite diferentes nodos de geometría, que pueden clasificarse como objetos primitivos simples (esferas, cilindros, conos, cajas y texto) o bien complejos (nubes de puntos, mallas de polígonos, extrusiones, etc.). En general, X3DOM admite soporte para la mayoría de estos elementos, aunque en algunos casos existen problemas de compatibilidad para algunos campos en concreto.

En el caso de la geometría del museo, ésta es relativamente sencilla y se genera mediante mallas de polígonos (nodo IndexedFaceSet) de X3D. Los diferentes atributos posibles de este nodo son compatibles con X3DOM, salvo el campo ccw. Este atributo indica si los puntos que definen una cara están ordenados en sentido horario (valor verdadero) o antihorario (falso). En las pruebas realizadas no ha sido posible visualizar correctamente los objetos que tenían activado este campo, por lo que se ha eliminado de todos los modelos del museo. En la Figura 4 se puede observar la correcta visualización de la



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geometría de una sala del museo en el dispositivo Samsung Galaxy Tab 10.1 usando X3DOM y Firefox Mobile.

Otro factor que influye en la visualización de los modelos de X3D en un dispositivo móvil es su tamaño. Así, para fragmentos con un excesivo tamaño sería conveniente utilizar técnicas que permitan reducir la complejidad del modelo. Por ejemplo, podrían usarse técnicas de niveles de detalle (LODs) que permitan eliminar detalles de las piezas que no son visibles en una pantalla más reducida. Como X3D admite soporte para esta técnica, la adaptación de las escenas se podría realizar de una forma sencilla y eficiente. En el caso del museo, el proceso consistiría en generar modelos de piezas equivalentes a las originales, pero más simples y con un menor número de puntos y nodos. De esta forma se mejoraría el tiempo de carga de la aplicación en el dispositivo móvil.

Figura 4: Visualización de la geometría de una sala del museo usando X3DOM

5.2. Realismo

En X3D el realismo de una escena puede mejorarse principalmente de tres maneras: utilizando colores, añadiendo texturas o incluyendo fuentes de luz (direccionales o puntuales). En el caso del museo, se han utilizado estos tres tipos de recursos, por lo que se ha estudiado su compatibilidad con X3DOM en el Samsung Galaxy.

El primero de ellos, los colores, se consigue gracias al nodo Appearance de X3D. Tal y como se puede observar en la Figura 4, los atributos de este nodo son compatibles con el dispositivo móvil y X3DOM, manteniéndose así la apariencia de la escena original.

En el caso de las texturas se usa generalmente el nodo ImageTexture, que es compatible con X3DOM. Sin embargo, actualmente existen ciertas restricciones en las imágenes que deben considerarse para obtener resultados correctos. En concreto, para poder mostrar una textura que no sea potencia de dos (NPOT texture, non-power-of-two texture), los campos repeatS y repeatT deben establecerse a un valor falso. Las texturas con tamaño potencia de dos, en cambio, pueden mostrarse sin problemas. Por tanto, existen dos posibles soluciones para visualizar modelos que utilicen texturas que no sean potencia de dos: establecer el valor de los dos campos repeat a falso o bien sustituir la textura por otra cuyo tamaño sea potencia de dos. Tal y como se puede observar en la Figura 5, tras realizar los

cambios necesarios se obtienen resultados similares al modelo inicial.

Respecto a la iluminación, en las salas del museo se usan luces puntuales que simulan lámparas reales. El nodo utilizado, PointLight, es completamente compatible con X3DOM, tal y como se puede observar en la Figura 6, en la que se muestra una pared de una sala iluminada.

Figura 5: Visualización del la textura de la puerta de entrada del museo

usando X3DOM

Figura 6: Visualización de una sala del museo iluminada usando

X3DOM

5.3. Navegación

La implementación actual de WebGL conjuntamente con JavaScript proporciona algunos métodos básicos de navegación e interacción, aunque es posible también definir nuevos mecanismos de movimiento personalizados.

En el caso de la navegación, se permiten los modos Examine, Walk, Fly y LookAt de X3D, por lo que deberían ser compatibles con las escenas originales. No obstante, cuando se ha visualizado el museo utilizando el dispositivo Samsung Galaxy Tab, se han observado problemas relativos al movimiento en la escena y a la posibilidad de cambiar el tipo de navegación. Por ello, en el futuro se desea realizar un estudio en profundidad de estos problemas para determinar una solución adecuada a los mismos.



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6. Resultados

A continuación se muestran algunas capturas de pantalla obtenidas tras adaptar una de las salas del Museo Virtual de Arte Ibérico para su visualización en un dispositivo móvil Samsung Galaxy Tab 10.1 con sistema operativo Android.

Tal y como se puede observar en las Figuras 7 – 10, todos los elementos de la escena se muestran de forma correcta en la posición adecuada. Por tanto, se puede concluir que es posible visualizar una escena X3D en un dispositivo móvil utilizando WebGL, manteniendo la estructura original.

En la siguiente sección se describirán las principales líneas de investigación futuras que permitan incorporar la interacción al museo de forma que, al igual que en el portal original, se pueda obtener información adicional sobre las piezas simplemente pulsando sobre ellas.

Figura 7: Visualización de una sala del museo usando X3DOM




7. Conclusiones y trabajos futuros

En este trabajo se han descrito algunas de las tecnologías más importantes que pueden utilizarse para visualizar contenidos tridimensionales en dispositivos móviles con sistema operativo Android. En concreto, se han evaluado las siguientes tecnologías: Flash, X3D y WebGL utilizando X3DOM.

Se ha explicado además el procedimiento seguido para adaptar una escena previamente creada en X3D para su visualización mediante X3DOM. Tal y como se ha descrito en la sección de resultados, se han obtenido resultados correctos respecto a la escena inicial.

Sin embargo, para incrementar la funcionalidad de la aplicación es necesario llevar a cabo un estudio de los métodos de navegación de X3DOM en dispositivos móviles, así como de los mecanismos de interacción. De esta forma, se podrá adaptar completamente el museo original para su visualización en un dispositivo móvil, manteniendo la funcionalidad inicial.

Acknowledgments

Este trabajo ha sido parcialmente subvencionado por la Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa de la Junta de Andalucía bajo el proyecto P07-TIC-02773 y por el Ministerio de Educación y Ciencia de España y la Unión Europea a través de los Fondos FEDER, bajo el proyecto de investigación TIN2011-25259.



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Arqueología Virtual en Dispositivos Móviles. Un Caso Práctico: Patrimonio Defensivo Medieval.

José M. Noguera1, María V. Gutiérrez2, Juan C. Castillo2, Rafael J. Segura1

1Grupo de Gráficos y Geomática de Jaén. Departamento de Informática.

2Grupo de Investigación del Patrimonio Arqueológico de Jaén. Departamento de Patrimonio Histórico. Universidad de Jaén. Jaén, España.

Resumen

La arqueología virtual es un interesante canal de promoción del patrimonio con fines turísticos. En este trabajo proponemos aplicar técnicas de realidad virtual en dispositivos móviles a fin de aprovechar las ventajas únicas que brindan dichas plataformas: ubiquidad y localización. Primeramente, describimos una arquitectura cliente-servidor capaz de proporcionar mapas 3D realistas en dispositivos móviles en función de la localización del usuario. A continuación, describimos un caso de estudio que consiste en aplicar dicha arquitectura para implementar una guía turística en 3D. El objetivo de esta guía es divulgar y promocionar la organización territorial y las edificaciones defensivas existentes en el “Concejo de Baeza” (España) durante la baja Edad Media. Si bien, la guía se puede extrapolar fácilmente a otros periodos y áreas geográficas. Palabras Clave: COMPUTACIÓN MÓVIL, REALIDAD VIRTUAL, MAPAS 3D, TURISMO, PATRIMONIO ARQUEOLÓGICO. Abstract

Virtual archaeology is an interesting way to promote cultural heritage with touristic purposes. This paper proposes to apply virtual reality techniques on mobile devices in order to exploit the unique features provided by these devices: ubiquity and location-awareness. Firstly, we propose a client-server framework that provides realistic 3D maps on mobile devices according to the user’s location. Following, we describe a study case that applies this technology to implement a 3D touristic guide. This guide aims at promoting the territorial organization and defensive buildings during the low Middle Ages in the “Council of Baeza”, Spain. However, the proposed guide can be easily expanded to cover any geographic area and historic age. Key words: MOBILE COMPUTING, VIRTUAL REALITY, 3D MAPS, TOURISM, ARCHAEOLOGICAL HERITAGE. 1. Introducción

La utilización del patrimonio natural y cultural con fines turísticos es un importante generador de riqueza en países como España. No obstante, existe un extenso legado patrimonial ubicado en zonas rurales que queda fuera de las rutas habituales de turismo. Es por ello que urge encontrar vías atractivas para dar a conocer y poner en valor esta riqueza patrimonial oculta.

Un método de promoción habitual es la elaboración de guías turísticas impresas o multimedia (portales web, etc.). Estas guías tienen una doble utilidad: a) para dar a conocer destinos potencialmente interesantes; y b) como referencia antes y durante la visita. Las guías suelen incorporar mapas y planos para ayudar al turista a orientarse y a situarse espacialmente. Pero interpretar estos mapas requiere de ciertos conocimientos topográficos para relacionar el entorno 3D que rodea al usuario con la representación abstracta en 2D que ofrece el mapa. En cambio, una vista virtual en 3D puede asociarse inmediatamente y de manera intuitiva con el paisaje que rodea al usuario (NURMINEN, 2008). Por tanto, y dada la creciente competitividad entre destinos turísticos, la realidad virtual ha emergido como un canal de promoción y divulgación atractiva e interactiva, capaz de aportar un interesante elemento diferenciador (BAEZA, 2011).

Existen herramientas de realidad virtual aplicadas al turismo que permiten realizar vuelos interactivos sobre comarcas o lugares de interés turístico y/o patrimonial. Ejemplos son algunos portales web de turismo, puntos de información turística táctiles, aplicaciones para PC basadas en Google Earth, etc. Pero, por lo general, estas herramientas no se encuentran disponibles cuando más necesarias son, esto es, cuando el usuario ya se encuentra de viaje. Resulta clara la utilidad de disponer de una herramienta accesible en cualquier lugar y momento que proporcione información adecuada según la posición geográfica en la que se encuentre el usuario.

En los últimos años, la computación móvil ha tenido un espectacular auge. Según (INTERNATIONAL TELECOMMUNICATIONS UNION, 2011), a finales de 2010 la tasa de penetración de la telefonía móvil en los países desarrollados superaba el 100%, y el porcentaje de abonados a banda ancha móvil era del 46%.

Esta popularización de los dispositivos móviles (teléfonos inteligentes, tabletas...) ha provocado que sus características técnicas sean cada día mejores. Además, la mayoría de dispositivos modernos proporcionan conectividad ubicua a Internet y capacidad de detectar tanto la localización geográfica como la orientación del usuario (CAPIN, 2008). Estas características hacen que estos dispositivos sean plataformas



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ideales para la implementación Sistemas Basados en la Localización (LBS, de “Location Based Services”).

La herramienta que aquí presentamos podría resumirse como una aplicación de realidad virtual para dispositivos ubicuos, de manera que éstos se conviertan en un medio de divulgación y promoción del patrimonio natural y arqueológico. Las aportaciones de este trabajo son las siguientes:

� En primer lugar, se describe una infraestructura cliente-servidor que, empleando geo-localización, posibilita la generación de una representación virtual en 3D realista del entorno geográfico que rodea al usuario en su dispositivo móvil. Esta representación virtual se aumenta con puntos de interés (POIs) naturales y culturales (accidentes geográficos, monumentos, yacimientos arqueológicos, fortalezas, etc.). Dicha recreación puede sobrevolarse o visualizarse desde el mismo punto y orientación en la que se encuentra físicamente el usuario. Por tanto, el usuario puede situarse espacialmente a sí mismo y a los lugares de interés que está contemplando de una forma inmersiva y directa.

� En segundo lugar, este artículo describe un caso de estudio que utiliza esta tecnología móvil para implementar una guía turística 3D de Andalucía Oriental (España). En concreto, la guía permite visitar virtualmente las fortificaciones defensivas medievales de la provincia de Jaén (castillos, atalayas, etc). Ello permite comprender su ubicación estratégica, así como vislumbrar el terreno visible desde cada fortificación. Nótese que la aplicación puede extenderse fácilmente a otras áreas geográficas y otros elementos de interés cultural y/o natural.

El artículo se estructura de la siguiente forma. La Sección 2 describe la metodología empleada en el diseño y construcción de la aplicación de visualización terrenos en dispositivos móviles. La Sección 3 muestra cómo esta tecnología puede aplicarse en el conocimiento y estudio del patrimonio arqueológico. La Sección 4 muestra un estudio empírico que permite validar el rendimiento de la solución propuesta. Finalmente, la Sección 5 concluye el trabajo.

2. Herramientas y Métodos

En esta sección describimos el sistema de navegación en tiempo real sobre mapas 3D que forma la base de nuestra guía interactiva. Este sistema ha sido diseñado atendiendo a dos criterios principales: usabilidad y eficiencia en dispositivos móviles con prestaciones limitadas.

2.1. Visualización de Mapas en 3D

La computación móvil ofrece una serie de ventajas inéditas en otros entornos y que ha sido la razón de su éxito: ubicuidad, conectividad y localización geográfica. No obstante, los dispositivos móviles requieren de una batería para su funcionamiento, por lo que procesador, unidad de procesamiento gráfico (GPU), memoria, sistema operativo, etc. son diseñados anteponiendo la eficiencia energética al rendimiento (CAPIN, 2008). Por tanto, el software también debe diseñarse con esta limitación en mente.

El elevado tamaño de los modelos de mapas 3D manejados en la actualidad (del orden de gigabytes o terabytes) hace inviable su almacenamiento en la limitada memoria de un dispositivo móvil. Para solucionar este problema, empleamos una técnica de visualización cliente-servidor que permite que tan solo sea preciso almacenar un pequeño subconjunto del mapa 3D disponible en la memoria del dispositivo móvil (NOGUERA, 2011). La Figura 11 ilustra nuestro marco de trabajo.

Existe un servidor remoto que almacena todo el conjunto de datos del terreno. Entonces, el dispositivo móvil cliente obtiene su localización mediante GPS y la comunica mediante red celular (3G ó 2G) al servidor. Finalmente, el cliente procede a descargar progresivamente una representación simplificada de la geometría 3D del terreno situado en la inmediación del turista. Este terreno se visualiza de forma local y en tiempo real por el dispositivo móvil. Para ello, utilizamos una estructura de datos multirresolución conocida como quadtree (SAMET, 1984), (PAJAROLA, 1998). La representación del mapa utilizada por el cliente se actualiza progresivamente conforme el usuario se desplaza a lo largo del entorno virtual, descargando nuevas partes de terreno desde el servidor conforme sean necesarias.

No obstante, hemos de tener en cuenta que muchos dispositivos móviles carecen de la capacidad gráfica suficiente como para visualizar entornos grandes y complejos. Para solventar este

Figura 11. Arquitectura cliente-servidor.



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problema, proponemos efectuar una visualización distribuida mediante la utilización de impostores (imágenes 2D empleadas para reemplazar geometría 3D real) generados por el servidor remoto bajo demanda.

La tarea de visualización de la escena se reparte entre el cliente y el servidor de la siguiente forma. El cliente descarga del servidor la geometría del terreno cercano al observador, y la visualiza de forma local según se ha explicado anteriormente. En cambio, el servidor tiene la responsabilidad de dibujar el terreno alejado según la posición del cliente. Este terreno alejado se proyecta en una imagen panorámica bidimensional, la cual se comprime y se envía al cliente. La imagen final mostrada al usuario se obtiene mediante composición de imágenes, tal y como se muestra en la Figura 13.

La parte dibujada por el cliente se redibuja en tiempo real cada vez que el usuario se mueve. En cambio, la parte alejada solo se vuelve a recalcular cuando el usuario se desplaza una distancia que supere cierto umbral. Esta actualización retrasada ahorra ancho de banda y recursos del servidor.

Este método de visualización distribuido permite ampliar la distancia de visionado sin con ello incrementar la complejidad geométrica de la escena. Por tanto, permite incrementar la velocidad de visualización en dispositivos menos potentes,

proporcionando una experiencia de usuario más homogénea entre distintos modelos de dispositivos.

Figura 13. Síntesis del terreno cercano (dibujado por el cliente) y el terreno

lejano (dibujado por el servidor).

Por otro lado, y exceptuando la interfaz de usuario 2D, la aplicación móvil cliente no ha sido programada para ninguna plataforma concreta. En el desarrollo hemos empleado el lenguaje de programación C++ y la librería gráfica OpenGL|ES. Estas herramientas software nos proporcionan una eficiencia máxima en dispositivos móviles y una óptima portabilidad del software. Actualmente, nuestra aplicación cliente soporta diversas plataformas, incluyendo iOS (iPhone, iPad), Windows y GNU/Linux.

Figura 12. La aplicación ejecutándose en un teléfono iPhone. Se muestra el territorio guardado desde el castillo de Albanchez de Mágina (Jaén, España) y los

principales municipios visibles.



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2.1. Usabilidad

Nuestra aplicación permite mostrar al usuario una representación virtual 3D del mundo donde éste se encuentra físicamente emplazado. Para incrementar la sensación de inmersión, nuestra aplicación hace coincidir la vista sobre el mundo virtual con la vista que tiene el usuario del mundo físico. Esto se lleva a cabo obteniendo la localización y orientación del usuario mediante el receptor de GPS y la brújula incorporada en la mayoría de dispositivos móviles actuales. Estos valores se emplean para dirigir la posición y orientación de la cámara virtual. La Figura 12 ilustra estas ideas.

Este movimiento automático reduce y simplifica la interacción requerida por el usuario para manejar la aplicación. No obstante, el usuario también tiene la posibilidad de utilizar el teclado o la pantalla táctil para controlar explícitamente la navegación a lo largo del espacio geográfico, a fin de localizar zonas u elementos de su interés.

Nuestra aplicación visualiza el mapa bajo una vista en perspectiva, permitiendo a los usuarios visualizar grandes áreas incluso en pantallas de dimensiones reducidas. En consecuencia, los usuarios pueden familiarizarse con la zona que están visitando.

3. Un Caso Práctico: la Arqueología Defensiva Medieval en nuestro Dispositivo Móvil.

En la Sección anterior nos hemos centrado en explicar de manera pormenorizada la metodología a seguir para visualizar grandes mapas 3D en dispositivos móviles. Sin embargo, este trabajo no estaría completo si no se adjunta un caso práctico que haga uso de la tecnología desarrollada, que es lo que a continuación planteamos desde este estudio.

3.1. Justificación

La herramienta que estamos presentando es un software eficaz y útil para la divulgación y el conocimiento del patrimonio paisajístico en el que nos vemos inmersos. Por ello, es muy interesante en aquellas disciplinas científicas que cuentan con el medio natural como punto de partida para su investigación, entre los que citar biólogos, naturalistas, etc. Pero igualmente pueden beneficiarse de esta nueva técnica informática otros colectivos de “a pie”, es decir, senderistas, y turistas en general, que se acercan al territorio rural como una actividad recreativa, sin más interés que el propio disfrute del rico patrimonio natural, arqueológico y etnológico del lugar.

Es por ello, que hemos considerado oportuno tratar de explicar la utilidad de esta nueva herramienta desde el campo de la arqueología, y de manera más detallada desarrollaremos nuestra investigación desde la rama de la arqueología defensiva medieval, un tema bastante atractivo para el turismo rural en general.

Nuestro marco de actuación se sitúa en la provincia de Jaén, por ser considerado el espacio con más castillos, torres o atalayas diseminadas por el territorio por kilómetros cuadrados de toda la Península Ibérica dado su carácter fronterizo durante buena parte de la Edad Media. Además, junto a este factor meramente divulgativo, debemos tener en cuenta que Jaén, ha sido

considerada desde tiempos remotos como un “lugar de paso”, como ha sido denominada por grandes eruditos de los siglos XVIII y XIX.

Durante la Edad Media tuvo lugar una Batalla de gran magnitud que puso en jaque el dominio musulmán en la península, denominada por grandes cronistas de la época como “La Batalla de las Navas de Tolosa o al-‘Iqab” (1212) (GARCÍA, 2008), que enfrentó en las estribaciones de Sierra Morena a dos coaliciones militares, un ejército cruzado comandado por el rey de Castilla Alfonso VIII, que contó con el apoyo de los reyes Pedro II de Aragón y Sancho VII de Navarra, y de la otra parte un contingente islámico bajo la dirección del Califa almohade Muhammad al-Nasir. Un enfrentamiento que trajo consigo multitud de consecuencias, entre ellas el traslado de la frontera al Sur de la infranqueable Sierra Morena, el establecimiento definitivo de los ejércitos cristianos en el Valle del Guadalquivir, el inicio de la conquista de Andalucía y sus principales centros urbanos.

En los momentos previos a la actuación, los almohades, decidieron reforzar y construir estructuras defensivas con un claro control visual del territorio, distribuidas en zonas estratégicas, con el fin de frenar las escaramuzas castellanas que, cruzando Jaén, pretendían llegar hasta la ciudad de la Alhambra. Sin embargo, la victoria castellana dio paso a una enorme restructuración de estas defensas almohades a la vez que se iban construyendo nuevos recintos defensivos, que se han ido conservando, (algunos en pésimo estado) hasta la actualidad.

Este legado, nos ha motivado a desarrollar una guía interactiva 3D de estas fortificaciones, siendo para ello imprescindible un estudio histórico-arqueológico previo, que posteriormente será volcado en nuestro software, de manera que el visitante no sólo podrá obtener una imagen estática del elemento seleccionado, sino que igualmente obtendrá una descripción detallada de dicha estructura defensiva.

3.2. Implementación

El primer paso para construir la guía fue almacenar en nuestro servidor el modelo digital del terreno del área geográfica estudiada y sus alrededores. En nuestro caso, ésta cubre Andalucía Oriental (provincias españolas de Jaén, Granada y Almería), con una superficie aproximada de 34800km2, ver Figura 14. El modelo digital del terreno se ha extraído de (JUNTA DE ANDALUCÍA, 2005). La resolución del mapa de alturas es de 10m entre muestras adyacentes, con una resolución vertical de 0,1m. La resolución de la ortofotografía es de 5m por píxel.

Figura 14. Área geográfica representada en 3D. Fuente: (JUNTA DE ANDALUCÍA, 2005).



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A continuación, y puesto que la provincia de Jaén es bastante extensa en lo que a estructuras defensivas se refiere, nos hemos centrado tan sólo en un determinado espacio que a grosso modo abarca desde Sierra Morena hasta la serranía de Mágina, que ha pasado a denominarse como el “Concejo de Villa y Tierra de Baeza” (RODRÍGUEZ, 1978), actualmente en proceso de investigación y revisión histórica (CASTILLO et al., 2010).

De esta manera, el segundo paso en la construcción de nuestra guía fue representar y analizar los diferentes recintos defensivos distribuidos por el territorio. Se efectúo una primera aproximación in situ a las distintas fortificaciones, se georreferenciaron todos los elementos (GUTIÉRREZ et al., 2011) y finalmente se introdujeron en nuestro sistema. La Figura 15 muestra gráficamente el territorio del Concejo de Baeza y el emplazamiento de los recintos defensivos georreferenciados contemplados.

Con esto conseguimos un corpus arqueológico de más de 50 estructuras defensivas, cuya tipología se desglosa en la Tabla 1. Estas estructuras son representadas en nuestro dispositivo móvil mediante la metáfora del “punto de interés” (POI, del inglés “point of interest”). Un POI servirá para ubicar gráficamente sobre el mapa 3D el elemento de interés (en este caso arqueológico) georreferenciado.

Tipología Número de POIs Ciudad amurallada (Baeza) 1 Aldea fortificada 3 Castillo aldeano 17 Castillo rural 13 Torre concejil 20 Tabla 1. Distribución de POIs utilizados en nuestro sistema atendiendo a

su tipología.

La clasificación de cada uno de estos elementos defensivos ha sido objeto de un arduo proceso de estudio, atendiendo a la estructura piramidal en la que se distribuye el territorio durante la Baja Edad Media. En la cúspide estaría la ciudad amurallada, Baeza, como cabeza de un amplio distrito administrativo y político, de la que dependerán una serie de aldeas, y en un escalón inferior se situarían los cortijos y otras entidades menores de población, entre las que se incluirían torres y atalayas diseminadas por el territorio.

Un caso aparte, son las Aldeas Fortificadas, éstas son identificadas como parte de la estructura territorial de Baeza, pero a diferencia de las otras aldeas, en este caso, no dependen política y administrativamente de la ciudad, sino que van adquiriendo un rango mayor de autonomía, y por lo tanto deben ser consideradas histórica y arqueológicamente como una entidad aparte (GUTIÉRREZ et al., 2011).

3.3. Funcionalidad de la Guía 3D

Una vez el usuario ejecute la aplicación, el dispositivo móvil obtiene las coordenadas físicas del usuario mediante GPS, establece una conexión con el servidor y le envía las coordenadas. En respuesta, el servidor le proporciona una representación virtual del territorio centrado en dicha localización. Esta recreación es enriquecida mediante la adición de los citados POIs histórico-arqueológicos y se actualiza en tiempo real conforme el usuario se desplace o gire su línea de visión. El usuario también tiene posibilidad de desplazarse a voluntad sobre el mapa 3D deslizando su dedo sobre la pantalla, para así sobrevolar la zona de su interés. Pulsar sobre un POI permite acceder a información adicional de carácter multimedia, tal y como se ilustra en la Figura 16.

Figura 15. Puntos de interés arqueológicos en el Concejo de Baeza.



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La aplicación brinda la interesante posibilidad de permitir al usuario visualizar de manera eficaz e intuitiva el área geográfica en la que se encuentra. Gracias a ello, nuestra herramienta permite al turista lo siguiente:

� Comprender la distribución espacial de los distintos asentamientos ubicados por el territorio y la estrategia social y política seguida para su organización, facilitando al usuario la construcción de un mapa cognitivo del área en la que se encuentra.

� Identificar los accidentes geográficos que motivaron la construcción de los distintos asentamientos y entidades defensivas del territorio, ofreciendo de esta forma una ingente cantidad de información de incalculable valor desde el punto de vista didáctico y en este caso, del Patrimonio Histórico, en general, y de la arquitectura militar en particular.

� Recrear la vista panorámica desde cualquier emplazamiento. De esta forma, es posible visualizar el territorio guardado por cada estructura defensiva, lo que permite comprender su función defensiva. Por ejemplo, en la Figura 12 se muestra una comparación entre la vista real desde el castillo de Albánchez de Mágina y la recreación virtual proporcionada por nuestra herramienta móvil.

� Obtener in-situ anotaciones explicativas desde cualquier emplazamiento arbitrario del territorio, lo que facilita la interpretación del paisaje observado. Por ejemplo, en la Figura 12 el sistema señala los principales elementos visibles desde el castillo (asentamientos humanos, otros castillos, cumbres, etc.). En este sentido, nuestra herramienta permite reemplazar a los paneles descriptivos emplazados habitualmente en lugares con vistas pintorescas.

Figura 16. Información multimedia asociada a un POI arqueológico.

4. Resultados y Discusión

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 Sound5, conjunto de datos ampliamente utilizado en la literatura para validar técnicas de visualización de terrenos.

Figura 17. Triángulos visualizados durante el vuelo para distintos tipos de

redes celulares.

Las curvas de la Figura 17 muestran el número de triángulos visualizados para representar la escena a lo largo del experimento. Se comparan los resultados al emplear una red 3G (UMTS) y una red 2G (GPRS). Puede apreciarse como con ambos tipos de redes, nuestro sistema es capaz de mantener un número estable de triángulos a lo largo del experimento, lo que se traduce en una calidad constante. Únicamente se aprecian diferencias en el tiempo de carga inicial de la escena, sensiblemente menor con red UMTS.

En ambos casos, el rendimiento de la aplicación se mantiene sobre los 20 fotogramas por segundo. Obsérvese que éste es un rendimiento muy satisfactorio considerando que estamos dibujando 40.000 triángulos por marco de animación en un dispositivo iPhone 3GS. Esta complejidad geométrica es muy elevada considerando el reducido tamaño de pantalla, y se ha empleado para estudiar el rendimiento de la aplicación en situaciones de alta carga. Como ejemplo, la Figura 12 se compone de aproximadamente 31.000 triángulos. Un estudio más detallado del rendimiento puede encontrarse en (NOGUERA, 2011).

5. Conclusiones y Trabajos Futuros

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.

5 Disponible para su descarga en la dirección: http://www.cc.gatech.edu/projects/large_models/ps.html [Último acceso: 20-Junio-2012].



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A continuación, se ha presentado un caso práctico que utiliza esta arquitectura para implementar una guía turística móvil en 3D para la provincia de Jaén (España). Esta guía ha requerido una exaustiva catalogación de elementos patrimoniales medievales de naturaleza defensiva y su introducción en el sistema. La guía brinda interesantes posibilidades, como una visualización interactiva y didáctica que facilita la comprensión y motivación de los emplazamientos defensivos.

Finalmente, nuestros experimentos demuestran que nuestra solución es verdaderamente realista desde un punto de vista

tecnológico, al ser capaz de proporcionar un rendimiento satisfactorio incluso con redes tan limitadas como las 2G y en dispositivos móviles de amplio uso.

Como trabajos futuros, planeamos mejorar nuestra guía con la introducción de información vectorial como por ejemplo, rutas de interés turístico. También planeamos realizar una prueba piloto con usuarios reales que nos permita evaluar la aceptación de nuestra herramienta, así como obtener información que nos permita seguir mejorándola.

Agradecimientos

Este trabajo ha sido parcialmente financiado por la Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa de la Junta de Andalucía y la Unión Europea (fondos FEDER) mediante el proyecto de investigación P07-TIC-02773.

Referencias

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CAPIN, T., PULLI, K., AKENINE-MÖLLER, T. (2008): “The state of the art in mobile graphics research”, en IEEE Computer Graphics and Applications, 28 (4) pp. 74–84. doi:10.1109/MCG.2008.83.

CASTILLO ARMENTEROS, JC; GUTIÉRREZ CALDERÓN, MV. (2010): “El Control del Territorio en la Comunidad de Villa y Tierra de Baeza (Jaén). Apuntes desde la Arqueología Espacial”, en II Simposio Internacional sobre Castelos. Fortificaçoes e territorio na península Iberica e no Magreb. Séculos VI-XVI. Óbidos (Portugal), 2010.

GARCÍA FITZ, F. (2008): Las Navas de Tolosa. Editorial Ariel.

GUTIÉRREZ CALDERÓN, MV; CASTILLO ARMENTEROS, JC. (2011): “Los sistemas de Información Geográfica como herramienta arqueológica: La aplicación en el Concejo de Villa y Tierra de Baeza en la Baja Edad Media”, en I Congreso Internacional “El patrimonio Cultural y Natural como motor de desarrollo: investigación e innovación”. Jaén, 2011.

INTERNATIONAL TELECOMMUNICATION UNION (2011): “Measuring the Information Society”. ISBN 92-61-13801-2. Disponible en World Wide Web: http://www.itu.int/ITU-D/ict/publications/idi/index.html [último acceso: 17-Mayo-2012].

JUNTA DE ANDALUCÍA (2005): “Modelo Digital del Terreno de Andalucía: Relieve y Orografía a resolución 10 m”. Consejería de Obras Públicas y Transportes, Consejería de Agricultura y Pesca, Consejería de Medio Ambiente. DVD.

NOGUERA, J.M., SEGURA, R.J., OGÁYAR, C.J., JOAN-ARINYO, R. (2011): “Navigating large terrains using commodity mobile devices”, en Computers & Geosciences , Volume 37, Issue 9, September 2011, pp. 1218-1233. 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.

RODRIGUEZ MOLINA, J. (1978): El reino de Jaén, en la Baja Edad Media. Aspectos demográficos y económicos. Editorial Universidad de Granada.

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.



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3DPublish: solución web para crear museos virtuales 3D dinámicos

P. Aguirrezabal, S. Sillaurren

Media Unit, Tecnalia Research & Innovation Centre, Derio. España

Resumen Hoy en día los museos de todo el mndo ofrecen sus contenidos a través de 2 métodos básicamente: una simple vista de sus obras a través de un visualizador de contenidos, o a través de una exposición virtual 2D o 3D diseñada ad hoc en donde tanto el escenario como las obras son estáticas. Este artículo describe la aplicación 3DPublish que representa una alternativa a estas 2 soluciones estáticas ya que ofrece la posibilidad de gestionar dinámicamente un escenario 3D (real o virtual) y las obras de arte que componen la exposición. 3DPublish proporciona además al usuario una experiencia realista a través de diferentes exposiciones, usando métodos que añaden valor como los visitas virtuales guiadas o la técnica de storytelling. 3DPublish facilitará las tareas diarias de los comisarios de los museos y mejorará el resultado final de las exposiciones de los muesos virtuales en 3D. Este artículo presentará también el caso de aplicación de la Sala Kubo en San Sebastián (ESPAÑA) como ejemplo de un caso de uso de 3DPublish. Palabras Clave: MUSEOS VIRTUALES, REALIDAD VIRTUAL, EXPOSICIONES INTERACTIVAS, PATRIMONIO CULTURAL, COMUNICACIÓN WEB, MULTIMEDIA Abstract Today museums around the world offer their content through two basic methods: a simple view of their artworks through a content viewer, or through a custom designed 2D or 3D virtual exhibition in which the pieces and the scene are static. This article describes a 3DPublish tool which represents an alternative to these two static solutions thereby giving the possibility to dynamically manage a 3D virtual scenario (real or imaginary) and the artwork that composes it. This gives the user a most realistic experience through different exhibitions, using various added value methods like storytelling or virtual tours. 3DPublish will facilitate the museum curator’s daily tasks and will improve the final results for 3D virtual museum exhibitions. This article will also present the case study of the Kubo Gallery in San Sebastian (SPAIN) as an example of 3DPublish use case. Key words: VIRTUAL MUSEUM, VIRTUAL REALITY, INTERACTIVE EXHIBITION, CULTURAL HERITAGE, WEB-COMMUNICATION, MULTIMEDIA. 1. Contexto

Durante años los esfuerzos de los comisarios de los museos alrededor del mundo se han centrado en ofrecer sus colecciones de arte públicas de forma digital, explotando los últimos avances en tecnología. Para respaldar este objetivo, los esfuerzos de la investigación tecnológica de los últimos años se ha centrado principalmente en 2 focos: en primer lugar ofrecer la posibilidad de escanear las colecciones de arte de los museos a través de distintas técnicas (Escáneres 3D, fotografías de alta resolución, panorámicas 360, etc.) y en segundo lugar presentando técnicas que representen estas obras de arte en un escenario virtual (real o imaginario) para hacer que el visitante tenga la sensación de estar físicamente en una exposición dentro de un museo.

Estas soluciones estáticas fueron creadas con objetivos tecnológicos, y proveían indicadores como el número de obras de arte digitalizadas, los distintos tipos de obras digitalizadas (cuadros, obras en 3D, etc.), la similitud de un escenario virtual o la cantidad de información somática necesaria para organizar toda una colección de un museo. Pero ahora esta realidad ha cambiado.

En los últimos años la experiencia de usuario en términos de educación y entretenimiento se ha convertido en la principal

prioridad, incluso sacrificando en algunos casos avances tecnológicos. El objetivo final es hacer que el usuario se interese más en los museos y en el patrimonio cultural que ofrecen. Al cambiar esta tendencia, el estilo, los materiales o la localización donde una obra de arte se ha creado no es una información tan importante como la historia asociada a esa obra y lo que representa dentro del contexto de una exposición cuidadosamente creada sobre un tema en concreto.

Además, la actual situación de inestabilidad económica hace que muchos museos descarten la posibilidad de crear entornos virtuales para presentar sus exposiciones en un contexto adecuado, y si ya tienen un entorno virtual creado, no pueden afrontar el desarrollo ad hoc necesario para representar una nueva exposición. A pesar de ello, la creación de exposiciones virtuales puede ser aun una idea rentable ya que los museos que ofrecen sus colecciones en su páginas web no reducen sus visitantes, al contrario se aumenta el interés en realizar visitas físicas para conocer el contenido (THOMAS, 2005). Iniciativas recientes como la de Musem Analytics (Museum Analytics, n.d.) demuestran la fuerte correlación existente entre la actividad online y las visitas reales de los museos. En términos de rentabilidad está demostrado que los beneficios de un museo virtual contribuyen a las visitas físicas y están estrechamente ligadas al trabajo del comisario del museo en términos de documentación, conservación, investigación y exposición



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(STYLIANI, 2009). 3DPublish permite a los comisarios de los museos mejorar sus procesos de trabajo habituales y por lo tanto ser más efectivos y mejorar la rentabilidad de sus museos.

2. Objetivos y alcance del proyecto

El objetivo principal de 3DPublish es crear un framework común que permita a los comisarios de los museos crear exposiciones finales de forma dinámica, siendo independiente el escenario virtual del que se parta. Esto significa que el comisario del museo tiene la capacidad de elegir un escenario virtual 3D (real o imaginario) o usar uno básico disponible por defecto en los escenarios de la aplicación. Por lo tanto con 3DPublish el comisario de un museo ni siquiera tendrá que disponer de un escenario modelado para crear una exposición virtual en 3D sobre una colección determinada, por donde el usuario se podrá mover e interactuar con las obras. Un segundo objetivo es ofrecer la capacidad de gestionar el contenido de los escenarios de los que hablábamos anteriormente de forma externa, alimentando la aplicación con diferentes obras de arte en formato digital. Una vez que tenemos un escenario virtual de partida y las obras de arte disponibles, el tercer objetivo es dar la posibilidad de posicionar las obras de arte a lo largo del escenario, incluyendo la opción de crear nuevos espacios (que no existen en el escenario de partida) creando nuevas paredes con diferentes alturas y anchura en las que, por supuesto, también se podrán colocar obras de arte.

Mejorar la experiencia de usuario, como se ha comentado anteriormente, es también parte del proyecto. El comisario del museo podrá crear exposiciones temáticas y el visitante podrá elegir cual quiere cargar en el escenario. Cada obra de arte puede ser asociada a una pista de audio, para complementar la información y crear un storytelling. Finalmente el comisario del museo podrá crear también visitas virtuales guiadas.

Muchos museos virtuales que ofrecen sus contenidos a través de internet tienen procesos offline de soporte y gestión. Sin embargo, todos los procesos que gestiona 3DPublish son ejecutados a través de interfaces web, tanto para los visitantes como para el comisario del museo. 3DPublish permitirá a los comisarios de los museos incrementar su presencia digital a través de una simple representación basada en web de un escenario virtual en 3D, manejando diferentes tipos de obras de artes digitalizadas usando un sistema diseñado para museos y testado en museos con pilotos como el efectuado en la Sala Kubo de San Sebastián.

3. Descripción del sistema, la visión del comisario del museo

El trabajo de los comisarios de los museos es muy diverso. Consiste en hacer la selección de las obras de arte que compondrán una exposición, gestionar el espacio disponible para mostrar esas obras, eligiendo dónde será colocada cada obra, calcular la ruta que cada visitante podrá hacer y muchas otras acciones. Con 3DPublish, un comisario de museo podrá hacer todas estas acciones desde una única interfaz web con una estructura de pestañas. La aplicación está diseñada de forma que todos los procesos sean simples e intuitivos, con el objetivo de hacer el trabajo de los comisarios más dinámico y fácil para crear

exposiciones virtuales. También permite ofrecer fácilmente el contenido a los visitantes y potenciales usuarios de toda la comunidad web.

A través de la primera pestaña el comisario podrá gestionar las obras de arte. Usando varios formularios podrá registrar, modificar y eliminar obras de arte de una forma sencilla. Una obra de arte se compondrá de diferentes metadatos: título, autor, año, técnica, copyright, etc. y lo más importante, el comisario deberá subir un archivo para ser asociado con toda esta información. Este archivo puede ser una imagen, un video, una presentación o incluso un documento pdf. Las obras de arte podrán pertenecer a una exposición real o no, por lo tanto los comisarios podrán crear exposiciones con obras de arte reales digitalizadas, con archivos sólo digitales o con una mezcla de ambos tipos. La siguiente imagen muestra un formulario de nuevo registro a través de las pestañas superiores (Fig. 1)

Figura 1. Formulario de creación en el sistema de una nueva obra

La segunda pestaña contiene la gestión de artistas, ofreciendo la posibilidad de registrar nuevos artistas, modificar sus datos o eliminarlos. Los metadatos asociados a un artista serán el nombre y apellidos, fecha de nacimiento, etc.

En tercer lugar encontraremos la pestaña de gestión del escenario. Desde aquí, el comisario podrá elegir que obras, de las que ha registrado previamente, serán usadas finalmente en la exposición. Podrá también gestionar el espacio del escenario creando nuevas paredes y moviéndolas hasta encontrar la distribución perfecta deseada. Al principio el comisario partirá siempre de un escenario vacío para empezar a crear una exposición, pero tendrá la posibilidad de cargar exposiciones, ya creadas y guardadas anteriormente, de forma dinámica y realizar cambios si lo desea para volver a guardar todo al final. El comisario del museo podrá guardar y cargar tantas distribuciones de exposiciones como desee. Esta característica es muy útil para testar distribuciones de exposiciones reales antes de construirlas en la vida real. La siguiente imagen muestra un escenario vacío con 2 nuevas paredes y una obra de arte ya colocada en su sitio (Fig. 2)

Finalmente la última pestaña es para la gestión de las exposiciones. Una vez que las obras de arte y sus autores han sido registrados y la distribución de la exposición en el escenario se ha decidido, el comisario del museo puede configurar la exposición dándole información descriptiva, un logotipo, definiendo las rutas de las visitas guiadas virtuales, asignando audios a las obras bien como audio guía o en forma de storytelling, etc. Desde esta pestaña el comisario de la exposición



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podrá también elegir qué exposición se mostrará por defecto para el visitante cuando este entre a la página, y cual de las exposiciones que ha creado serán públicas o sólo de carácter privado para el museo. Como siempre todo a través de interfaces web.

Figura 2. Creando una nueva exposición a partir de un escenario vacío

Por lo tanto, como se ha explicado, todas las funciones principales en la gestión de exposiciones en el día a día de un comisario de museo han sido contempladas, centralizadas y facilitadas con el objetivo final de crear exposiciones virtuales 3D a través de la web.

4. Descripción del sistema, la visión del visitante

Una vez que el comisario del museo ha publicado una exposición, los visitantes pueden acceder y disfrutar a través de internet. Entrando a la dirección web del museo virtual el visitante verá por defecto el escenario vacío y automáticamente se le cargará la exposición (obras de arte, paredes, y la información asociada a la exposición) que el comisario del museo ha elegido para ser cargada por defecto. Una vez que el contenido se ha descargado el visitante puede empezar a cambiar a través de la visita virtual a la exposición.

Los visitantes disponen de varias opciones para disfrutar sus visitas. Primeramente pueden ver la información de la exposición (resumen, temática, etc.) y posteriormente podrán visitar la exposición a través del escenario en 3D por el que se podrán mover libremente. El visitante podrá ser un usuario experimentado tecnológicamente o no, y es sabido que las ayudas en la navegación de entornos virtuales que son pensadas para usuarios experimentados pueden de hecho no ser suficientemente útiles para usuario que no son expertos, y al revés, aplicaciones pensadas para usuarios no experimentados pueden resultar poco beneficiosas y tediosas para usuarios expertos. (WALCZAK, 2007). Por ello, 3DPublish permitirá a los visitantes recorrer las exposiciones de una forma libre a través del escenario 3D (las instrucciones para moverse libremente son explicadas al principio) o hacerlo a través de visitas virtuales guiadas que hayan sido definidas por el comisario del museo. Ambas opciones, como puede verse en la siguiente imagen (Fig. 3), mostrarán la misma información asociada a cada obra de arte.

Figura 3. Vista del visitante con la información de la obra de arte

Cada obra podrá también tener una pista de audio asociada, para complementar la información facilitada por pantalla, y podrá ser usada, como ya se ha comentado anteriormente, para que el usuario se adentre en una historia que describa el contexto de la exposición y hacer la exposición más interesante y educativa por ejemplo para estudiantes. La técnica de storytelling digital puede ayudarles a entender ideas complejas e introducir nuevos contenidos (YUKSEL, 2011)

Otra opción muy importante será la capacidad que tendrá el visitante de cambiar entre las exposiciones del museo que hayan sido facilitadas por el comisario del museo. Esto implica recargar el escenario vacío y cargar otra exposición con sus obras y correspondiente distribución. Por lo tanto el usuario podría incluso tener una completa vista histórica de las exposiciones que ha alojado el museo que está visitando virtualmente.

5. Arquitectura del sistema

En esta sección se van a explicar las herramientas, lenguajes y estándares escogidos para desarrollar el proyecto. Es una explicación más técnica centrada en la parte del comisario del museo, ya que la parte del visitante es sólo la interfaz que muestra los procesos del servidor. La siguiente figura (Fig. 4) muestra una visión general de toda la arquitectura de la aplicación 3DPublish. El núcleo de la aplicación reside en un servidor web y ha sido programado en c#. Las características asociadas a la representación del escenario en 3D han sido programadas en Javascript a través del motor 3D Unity. Las interacciones entre los diferentes actores han sido desarolladas usando servicios REST.

6. Arquitectura del sistema, gestión del contenido

La primera característica que 3DPublish ofrece es un gestor de contenido a través de una serie de formularios web. Los tipos de archivos soportados en este gestor de contenidos han sido elegidos por ser de los más usados. Para imágenes se ha elegido los formatos JPEG y PNG, para vídeo el formato AVI, para presentaciones el formato PPT y el formato PDF para



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documentos. El comisario del museo puede examinar desde la gestión de contenidos de 3DPublish cualquier archivo en estos formatos que este en su ordenador y subirlo al servidor web. Una vez que el archivo ha sido subido correctamente, se lanza

automáticamente un proceso internamente que transforma el archivo origen a la obra final que será finalmente expuesta en la exposición.

Figura 4. Diagrama de la arquitectura de 3DPublish

Por ejemplo, los archivos AVI serán transformados a archivos formato OGG (WAGGONER, 2010) usando las librerías de conversión ffmpeg2theora. De los archivos pdf se extraerá su información a archivos PNG (WOOTTON, 2007) usando las librerías de Ghostscript. Y finalmente los archivos PPT serán también transformados en un conjunto de PNGs (una imagen por diapositiva) usando la librería de Microsoft Office Microsoft.Office.Interop.Powerpoint. Las 2 primeras librerías son gratis y están compiladas para ser independientes y poder usarlas en cualquier circunstancia, pero las librerías de transformación del PPT necesitan de una instalación Office para su uso, y no son gratis. Por ello el servidor web tiene que tener instalado al menos el paquete de PowerPoint de la solución de Microsoft Office, lo que significa que el servidor deberá correr en un sistema operativo Windows. En este caso se ha decidido usar Windows Server 2008, y la aplicación 3DPublish estará corriendo y será accedida a través del servidor IIS que esta versión de Windows trae. Una vez que los archivos han pasado por el proceso de transformación, serán alojados en el servidor de contenido, que puede ser la misma máquina que el servidor web.

El resto de metadatos asociados a las obras de arte y los artistas (incluida la ruta donde se ha alojado el archivo asociado) serán guardados en un servidor de base de datos. En este caso se decidió usar el un servidor con MySQL.

7. Arquitectura del sistema, gestión espacial

Una vez que los archivos han sido subidos y procesados, y están disponibles en el servidor de contenidos, y los artistas y sus obras han sido registrados en el servidor de base de datos, el comisario del museo puede empezar a construir la exposición virtual. Empezará con un escenario virtual (real o imaginario) vacío que puede ser una por defecto de la aplicación o un modelado ad hoc para su museo, y será mostrado con la ayuda del motor gratuito de 3D Unity, concretamente usando el plugin para navegadores web gratuitos. Dentro de escenario 3D el comisario del museo tendrá diferentes obras (que han sido previamente registradas) para poder elegir a través de un selector, y podrá ir colocando una por una en las diferentes paredes de la exposición. El comisario podrá también usar la capacidad de crear nuevas paredes en espacios vacíos del escenario de una forma muy simple.

Una vez que el comisario ha terminado de crear la exposición podrá guardar el conjunto del escenario en 3D que ha montado para la exposición. Internamente esto implica que todos los nuevos elementos (obras y paredes) que han sido incluidos en el escenario inicial vacío serán almacenados en un archivo XML. Habrá un archivo XML guardado en el servidor de contenido para cada exposición. Se creará también un nuevo registro en



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base de datos por cada nueva exposición guardada que guardará la fecha de creación de la exposición, un nombre significativo, y la referencia al XML correspondiente en el servidor de contenido. La siguiente figura (Fig. 5) muestra la misma exposición que la figura 2 pero ya con la exposición terminada.

Figura 5. Visión completa de la exposición

8. Arquitectura del sistema, gestión de la exposición

Cuando el comisario del museo ha terminado de definir la exposición podrá empezar la creación de valor añadido, por ejemplo asignando un logotipo y una descripción pública de la exposición para los visitantes. Este proceso implica sobrescribir el registro que comentábamos antes de la base de datos. Para crear visitas guiadas virtuales o asociar pistas de audio a las obras de arte es necesario representar el árbol de contenido XML de las exposiciones en formato de formulario web. Pero con esta característica el comisario podrá mejorar la exposición definiendo también los audios como audio guías, o como hemos comentado anteriormente buscando crear un contexto de storytelling. Todas estas opciones serán accesibles como siempre a través de formularios web con 2 restricciones únicamente: el logo tendrá que ser un archivo JPEG o PNG, y los audios tendrán que estar en formato MP3, que será convertido en OGG.

Por otro lado el comisario del museo podrá gestionar exposiciones salvadas, y por ejemplo definir cual es la exposición por defecto que verán los visitantes al entra en la web del museo, o elegir qué exposiciones serán públicas y por ello accesibles para ser cargadas en el escenario por los visitantes. También podrá eliminar o despublicar exposiciones que han sido salvadas previamente.

9. Conclusiones y futuros trabajos

En este artículo hemos presentado una completa visión que resume la aplicación 3DPublish. Durante el proceso de investigación los desarrolladores encontraron un vacío en la gestión del trabajo diario de los comisarios de museos y por ello se ha decidido crear esta aplicación basada en web, con el

objetivo ultimo de mejorar los procesos de creación y mantenimiento de exposiciones virtuales en 3D de los museos de hoy en día.

3DPublish es la opción más completa para crear exposiciones virtuales basadas en escenarios vacíos virtuales (reales o imaginarios) y hacer factible la creación dinámica de exposiciones finales para los visitantes, todo a través de una serie de procesos web centralizados, y orientados al trabajo de un comisario de museo.

A partir del trabajo desarrollado en este proyecto, han emergido nuevas ideas para desarrollos futuros, para extender las funciones y mejorar la aplicación. En primer lugar sería aconsejable hacer compatible más formatos de archivos tanto para imagen como para video. Y hablando de formatos aceptados, sería ideal poder trabajar con archivos 3D en modo streaming, es decir que se modelen de forma dinámica como una obra más de la exposición. Por último para crear una herramienta 100% independiente sería importante dar la posibilidad de elegir un escenario 3D vacío cualquiera e importarlo en la aplicación para trabajar sobre él en tiempo de ejecución, y así no depender de los escenarios que vienen por defecto en la aplicación o escenarios que han de ser creados ad hoc e insertados en tiempo de ejecución. Esto significa que el escenario sería un elemento en la gestión del contenido de 3DPublish.

Un buen punto de mejora algo más sencillo de realizar sería poder personalizar visualmente un escenario, por ejemplo cambiando el color de las paredes o su textura, mover la posición de las luces, etc. y todo esto como siempre en tiempo de ejecución a través de la gestión espacial web de la que dispone el comisario.

Muchos museos disponen ya de un gestor de contenidos (online u offline) para sus colecciones, como por ejemplo la herramienta TMS de The Museum System (The Museum System, n.d.), así que estaría bien crear una interfaz para atacar a estas colecciones ya registradas en otros sistemas o al menos a los metadatos ya codificados. Siguiendo esta idea, sería una característica importante montar una interfaz para usar el contenido público que se ofrece en Europeana.

Figura 6. Resultado final de la Sala Kubo



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Agradecimientos

A los autores de este artículo les gustaría agradecer el trabajo de todos los socios del proyecto Tourspheres formado por el Centro de Investigación Tecnalia, la Sala Kubo, el Instituto de Investigación Fundación Deusto, perteneciente a la Universidad de Deusto, y el Centro para la Investigación cooperativa en Turismo del País Vasco (CICtourGUNE).3DPublish es parte del proyecto Tourspheres, que se centra en la investigación de la incidencia de las esferas personales en el en espacios turísticos reales, aumentados y virtuales. Mención especial a laos colaboradores de la Sala Kubo por su ayuda y apoyo durante el proceso, del cual ha resultado una exposición virtual en 3D basada en la exposición real existente en el edificio Kursaal (San Sebastián, ESPAÑA). Todas las imágenes del escenario virtual mostradas en este artículo son el resultado de esta colaboración, incluida la siguiente figura (Fig. 6) que muestra el resultado final de la exposición.

Referencias

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WAGGONER, B. (2010): Compression for Great Video and Audio (Second Edition) - Master Tips and Common Sense. Focal Press, pp. 349-355.

WOOTTON, C. (2007): Developing Quality Metadata - Building Innovative Tools and Workflow Solutions. Focal Press.

WALCZAK, K., & WIZA, W. R. (2007): “Designing behaviour-rich interactive virtual museum exhibitions”, The 8th International Symposium on Virtual Reality, Archaeology and Cultural Heritage VAST 2007, Brighton (UK), November 26-30, pp. 101-108.

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THOMAS, W., & CAREY, S. (2005): Actual/virtual visits: what are the links? In J. Trant, & D. Bearman (Eds.), Museums and the web 2005: Proceedings, toronto: Archives & museum informatics.[online] http://www.archimuse.com/mw2005/papers/thomas/thomas.html [Consultado 13-05-12]



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Directores / Directors

Alfredo Grande León

Víctor Manuel López-Menchero Bendicho

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