Prof. Dr. D. Mariano Flores Gutiérrez
Centro de
Estudios de Arqueología Virtual. DigitalMED.
Universidad de
Murcia. UMU. Murcia. España.
“La potencia de esta
tecnología no esté en las herramientas en sí, sino en la persona que maneja
dichas herramientas”.
Prof.
Dr. D. Mariano Flores Gutiérrez
BREVE DESCRIPCIÓN
DE LA MATERIA Y CONTENIDOS
Este capítulo se abre con una introducción a la
infografía, donde se nos definen las diversas técnicas para la realización de
la visualización del Patrimonio a partir de herramientas informáticas –CAD (COMPUTER
AID DESIGN), MODELADO 3D y RENDERIZADO, PROCESAMIENTO DE IMÁGENES-.
A continuación se centra en describir de forma
minuciosa los conceptos básicos del modelado 3D, abarcando desde los sistemas de
coordenadas al renderizado de los modelos.
Por otro lado se nos introduce en la publicación
los resultados utilizando Internet como medio de difusión y VRML como lenguaje
para definir lo modelado. Y finalmente, como colofón al capítulo, se nos
muestra mediante un caso práctico, la Casa de Salvius en Carthagonova
(Cartagena, Murcia), el procedimiento a seguir en una Reconstrucción Virtual.
OBJETIVOS ALCANZADOS
Tras el trabajo tanto con la temática como con las prácticas
–actividades y prueba objetiva-, con las que se nos han mostrado las posibilidades
derivadas del uso de determinadas herramientas de visualización y modelado del
Patrimonio, he logrado desarrollar las siguientes aptitudes:
- Conocer los fundamentos de la Realidad Virtual, definición, objetivos y tipos.
- Conocimiento del lenguaje de modelado.
- Conocer los fundamentos del modelado 3D.
- Conocer herramientas de difusión de los elementos modelados.
DATOS DE INTERÉS
ASIMILADOS.
Infografía. Generación
de imágenes por ordenador que tratan de imitar el mundo tridimensional mediante
el cálculo del comportamiento de la luz, los volúmenes, la atmósfera, las
sombras, las texturas, la cámara, el movimiento, etc. Estas técnicas basadas en
complejos cálculos matemáticos, pueden tratar de conseguir imágenes reales o
no, en cuyo caso se habla de fotorrealismo.
CAD
(COMPUTER AID DESIGN). Las herramientas de CAD (Diseño asistido
por computador) son las herramientas que se utilizan para la realización de los
dibujos técnicos y que normalmente sirven de base para el modelado.
Modelado
3D y Renderizado. Son las herramientas que nos permiten construir
los objetos y generar las imágenes virtuales de los elementos a visualizar.
Píxel. Unidad
mínima de visualización en una pantalla de ordenador.
Sistema
Cartesiano. El sistema de coordenadas más utilizado para un sistema de dos
dimensiones. En este sistema las coordenadas se especifican con dos valores,
uno para la coordenada x y otro para la coordenada y. La coordenada x da la
medida de la posición en horizontal y la coordenada y la da en la dirección
vertical. El origen del sistema cartesiano se encuentra en la posición x=0 e
y=0.
Proyección.
Proceso que usa operaciones de matrices y trigonométricas para traducir del
espacio 3D al de dos dimensiones. Al especificar la proyección, podemos definir
el volumen de visualización que deseamos mostrar así como la transformación
necesaria para dicha proyección.
Proyección
Ortogonal. En ella se especifica un volumen de visualización de forma cuadrada
o rectangular.
Proyección
en Perspectiva. Este tipo de proyección tiene el efecto de que
los objetos distantes parecen más pequeños que los objetos cercanos. El volumen
de visualización es una pirámide truncada. Este tipo de proyección ofrece más
realismo para la simulación y la animación 3D.
Modelo
Poligonal. Se basa en tres elementos básicos: el vértice, la arista y el
polígono. Un vértice es un punto sin
dimensión ubicado en una posición del espacio. Una arista es una línea que une dos vértices. Y el polígono es una superficie delimitada por al menos tres aristas
coplanarias. Dependiendo del software, los polígonos pueden ser de más de tres
lados, pero internamente siempre serán descompuestos en triángulos.
Parche. Es una
superficie que tiene curvas en lugar de aristas. Las curvas, al igual que los
parches asociados tienen varias categorías: lineales, cardinales, B-spline y
Bézier.
Curvas
Bézier. Estas curvas utilizan dos puntos de control y cada punto tiene dos
tangentes que ajustan el peso de la curva a cada lado del vértice.
NURBS. Son
una ampliación de las curvas B-splines. Esto significa que los vértices tienen
un peso que puede variar para conseguir un control más preciso sobre la forma
de la curva. Esto nos permite superficies más simples al necesitar menor número
de puntos para definirlas.
Primitivas. Las
primitivas son grupos de diversos objetos básicos, bidimensionales o
tridimensionales, que en un software 3D pueden ser editadas para conseguir
formas geométricas más complejas, agregando nuevos vértices, aristas y polígonos.
EsferaUV. Esta
esfera se caracteriza por tener las caras con polígonos de cuatro lados. Se
pueden manipular tres parámetros: Segmentos, anillos y radio.
IcoEsfera. Esta
esfera se caracteriza por tener las caras con polígonos de tres lados, lo que
permite un mejor control en sus deformaciones. Los parámetros que se pueden
controlar en su creación son las subdivisiones y el radio.
Pirámide
de Visión o Cono de Visión. Es la porción de espacio 3D que se percibe
a través de la cámara. Puede ser representada como una pirámide de cuatro caras
que crece desde la posición donde se sitúa la cámara.
Punto de
Visión (POV). Es el punto donde se sitúa la cámara.
Punto de
Interés (POI). Es el punto del espacio al que apuntamos la
cámara. A veces es conocido como objetivo.
Línea de
Visión. Es la línea que pasa por el POV y el POI.
Planos
de Recorte. Planos perpendiculares a la línea de vista que
delimitan la zona donde comienza y termina el espacio que contiene los objetos
a visualizar. Hay dos planos de recorte: el plano de recorte cercano y lejano.
Campo de
Visión. Espacio definido entre los planos de recorte. Los objetos contenidos
dentro del campo de visión son proyectados en el plano de imagen para generar
la visualización.
Longitud
Focal. Controla el modo en que los objetos son vistos por la cámara. Se
define mediante la relación existente entre los dos planos de recorte. La
longitud focal se mide normalmente en milímetros. Las más utilizadas son las
normales (35 mm), ángulo ancho (28 mm) y las telefotográficas (135 mm).
Profundidad
de Campo. El plano focal de una lente en una cámara es el plano perpendicular
que es percibido de forma nítida por una cámara. La profundidad de campo es
definida por el área entre los planos focales.
Dolly.
Movimiento de la cámara de traslación a lo largo del eje horizontal, basado en
la posición.
Truck.
Movimiento de la cámara de traslación en el eje de profundidad, basado en la
posición.
Boom.
Movimiento de la cámara de traslación en el eje vertical, basado en la posición.
Pan. Movimiento
de la cámara de rotación respecto al eje vertical, basado en la orientación.
Tin. Movimiento
de la cámara de rotación respecto al eje horizontal, basado en la orientación.
Roll. Movimiento
de la cámara de rotación en el eje Z, basado en la orientación.
Path.
Utilidad de algunos software de modelado que permiten mover la cámara siguiendo
la trayectoria de una curva.
Key
light. Luz clave. Define la iluminación principal y el ángulo dominante. Es
normalmente la más brillante y arroja las sombras más visibles en la escena. El
ángulo se encuentra, normalmente, entre 15º y 45º respecto a la cámara. Se
pueden conseguir diferentes emociones variándolo.
Fill
Light. Luz de relleno. Es necesaria porque la iluminación indirecta no se
calcula en la generación de imágenes. Se añade en ángulo opuesto a la luz
clave.
Back Light. Luz trasera.
Sirve para separar de forma más clara el objeto del fondo. Es más un recurso
estilístico que necesario. Este tipo de iluminación se aplica a superficies con
reflectividad difusa (con ambiental o especular no se obtienen buenos
resultados).
VRML. Virtual
Reality Modeling Language, es un lenguaje de modelado de mundos virtuales en
tres dimensiones. VRML sirve para crear mundos en tres dimensiones a los que
accedemos utilizando nuestro navegador, igual que si visitásemos una página web
cualquiera, con la salvedad que nuestras visitas no se limitan a ver un simple
texto y fotografías, sino que se nos permite ver todo tipo de objetos y
construcciones en 3D por las que podemos pasear o interactuar.
REFLEXIONES
Este tema me ha resultado muy interesante y de gran utilidad,
ya que me ha introducido de lleno en el proceso de modelado, mediante el
trabajo directo con la materia como con el desarrollo de las actividades y
prueba objetiva.
De especial interés ha tenido, desde mi punto de vista, el
trabajo con el software libre Blender. Nunca había trabajado con él y
ciertamente se trata de una herramienta muy potente de modelado, renderizado y
animación a utilizar en los Proyectos que nos competen, poseyendo la ventaja de
ser un software libre. Pero cabe destacar que su aprendizaje es complejo y que
requiere de muchas horas de dedicación.
Han sido de especial utilidad los videotutoriales facilitados
por el Prof. Dr. D. Mariano Flores Gutiérrez, y los cuales recomiendo a
cualquier usuario interesado en el manejo de este software.
Entre ellos destacar los de IHMAN 3D
School, Escuela on-line de Artes Gráficas, son muy sencillos y
didácticos. Además, en su página web http://3dschool.ihman.com/,
para los que quieran ampliar conocimientos o tengan algunas dudas acerca de
cualquier tipo relacionadas con Blender, ofertan una serie de cursos on-line de
diversas temáticas, galerías de descargas de modelos de Blender, y Masterclass
en directo de modelado.
Uno de los problemas con los que me topé en Blender, además
del desconocimiento completo de la interfaz y su funcionamiento, fue que se
encontraba en inglés. Pese a que este idioma ya lo hemos de tener más que
dominado, al menos desde mi caso, los tecnicismos en otro idioma y en una
interfaz que desconozco me dificultan el aprendizaje, por lo que indagué por la
red y encontré un videotutorial donde explica de forma sencilla la reconfiguración
del idioma de la interfaz del programa. Os adjunto a continuación el enlace
para que, quien quiera, haga uso del mismo:
Por otro lado, descargué el manual de Blender en español, en
formato pdf, de la página http://futureworkss.com/tecnologicos/informatica/tutoriales/Manual_de_Blender.pdf
, y actualmente sigo trabajando con él.
Por último pongo un ejemplo de mi primer modelo en
Blender, el requerido en las Actividades de este capítulo, y por otro lado otro
que he ido desarrollando poco a poco a lo largo de estos días, probando las
diversas técnicas de modelado que el software ofrece:
Actualmente, continúo indagando en las diferentes
herramientas que presenta este software.
PROYECTO DOMUS DEL MITREO
El proyecto ya está en marcha. La primero visita la realicé
el mismo me día que me concedieron el permiso, para tener una primera toma de
contacto con el espacio de trabajo. Es un monumento que había visitado multitud
de veces porque, de entre todos los que tiene Mérida, para mí, este sitio tiene
un halo especial, y sin embargo, me volvió a sorprender. Acompañé mi visita con
unos planos que encontré en la red para poder familiarizarme con cada uno de
los espacios y estancias que lo componen, los cuales fui visitando y analizando
de forma metódica.
Tras la primera visual general me sorprendió observar la notable
amplitud que posee la domus. Acostumbrada a observarla desde las pasarelas,
nunca había tenido una visión espacial tan extensa. Y ese fue el primer punto
que me hizo estremecer, ya que escasamente son 8 meses para llevar a cabo este
proyecto, y sin equipo.
Una vez serenada, continué con mi objetivo: ANÁLISIS
PRELIMINAR DEL MONUMENTO y primera toma de contacto. Finalicé la visita y tomé
las primeras observaciones:
- Gran amplitud espacial. Estancias y espacios dispuestos en base a dos ejes vertebradores diferentes.
- La restauración efectuada en la domus desde su descubrimiento en el año 1964, fue muy agresiva, por lo que en un número elevado de zonas la lectura de paramentos es prácticamente inviable y en otras conflictiva, debido a que llevan a equívoco. Soy arqueóloga de profesión y tengo bastante experiencia tanto en excavaciones como en estudios de paramentos de edificios históricos, y en algunas ocasiones llegué a confundir la factura romana con la de paramentos restaurados.
- Visibles al menos tres importantes fases constructivas.
- Paramentos con decoración –pintura al fresco-.
- Pavimentos con decoración musiva, dos de ellos compleja. Varios tipos: Opus Tessellatum y Vermiculatum.
- Existencia de un atrio y dos peristilos.
- Presencia de termas anexas al complejo, y pertenecientes al mismo.
- Elevado número de estancias.
- Edificio incompleto. Aún quedan muchas zonas por excavar y otras han quedado totalmente destruidas por el urbanismo actual.
- Y un largo etc que reseñaré en la Memoria Final del Proyecto.
Tras esta primera toma de contacto, decidí elaborar un Planning
de Trabajo y un Cronograma, que incluían todas las tareas a realizar en base al
protocolo metodológico a seguir a la hora de llevar a cabo un proyecto de esta
índole, y que estudiamos en el capítulo anterior. La idea de elaborar un
cronograma fue, además de organizar mis tiempos de trabajo, cuantificar las
horas necesarias invertidas en el desarrollo de cada una de las tareas por cada
uno de los profesionales pertinentes –en algunas ocasiones esto no es tarea
fácil, ya que cada proyecto presenta sus propias peculiaridades, pero es un
factor que tengo presente-. En general, a la hora de elaborar los presupuestos,
entre otros factores, el tiempo invertido es el factor esencial a medir; pero
esta cuantificación tiene aún otro sentido, y es calcular estadísticamente qué
tipo de procedimientos es el que presenta mejores resultados con el menor
tiempo invertido, sobre todo en la Fase B, Base, en la que se realiza la
captura de datos.
El esquema seguido, muy sencillo, fue el siguiente:
FASE E: EXPERTIZACIÓN / EXPERTIZATION. OBJETIVOS / RASTREO DOCUMENTAL (Nº Horas) / FUENTES CONSULTADAS / ANÁLISIS
DE LA DOCUMENTACIÓN (Nº Horas) / OBSERVACIONES
FASE D: DEBATE / DISCUSSION. OBJETIVOS / TRABAJO DE CAMPO (Nº Horas) / FUENTES CONSULTADAS / ANÁLISIS
DE LA DOCUMENTACIÓN (Nº Horas) / OBSERVACIONES
FASE C: CONSENSO / CONSENSUS. OBJETIVOS / RASTREO DOCUMENTAL (Nº Horas) / FUENTES CONSULTADAS / ANÁLISIS
DE LA DOCUMENTACIÓN (Nº Horas) / OBSERVACIONES
FASE B: BASE / BACKGROUND. OBJETIVOS / TRABAJO DE CAMPO (Nº Horas) / PROCESOS / INSTRUMENTAL / GABINETE
- POSTPROCESO (Nº Horas) / COSTOS / SOFTWARE / OBSERVACIONES
FASE A: ACUERDO / AGREEMENT. OBJETIVOS / TRABAJO DE CAMPO (Nº Horas) / INSTRUMENTAL / GABINETE -
POSTPROCESO (Nº Horas) / SOFTWARE / OBSERVACIONES
He organizado mis horarios para comenzar con la Fase E, Expertización,
compilación de documentación, a la par que comenzar con los trabajos previos de
la Fase B. El motivo fue que cuando fui a consultar las planimetrías existentes
sobre la domus, me encontré con que existía poca documentación, y fue por ello
que he de realizarlas desde cero.
Se trata de una intervención muy antigua, de mediados del
siglo XX, y no se ha vuelto a intervenir en el monumento desde el año 1968, a
excepción de un pequeño sondeo arqueológico y seguimiento en los años 90. Por
lo que la documentación es muy escasa.
FASE E: EXPERTIZACIÓN /
EXPERTIZATION.
Hasta
el momento he conseguido compilar información acerca de los siguientes
objetivos:
- Conocimiento geológico y topográfico.
- Interpretación del proceso de erosión y de depósito de materiales.
- Diseño hidrográfico, ríos, lagos.
- Realidad medioambiental del suelo, fauna, flora autóctona y foránea de carácter histórico, etc.
- Estudio y clasificación de todos los restos artísticos o de carácter ornamental. Estudio de programas decorativos similares.
- Búsqueda y análisis de documentación bibliográfica.
- Búsqueda y análisis de documentación gráfica histórica.
- Búsqueda y análisis de documentación gráfica fotográfica.
- Búsqueda y análisis de documentación planimétrica.
Y me encuentro trabajando en los siguientes:
- Conocimiento del desarrollo humano de naturaleza histórica, fundación, guerras, invasiones, comercio, economía, poder político y religioso, etc.
- Conocimiento del desarrollo humano de naturaleza urbanística, asentamientos urbanos y rurales, vías de comunicación, estructuras urbanas, ampliaciones, reducciones, modificaciones, etc.
- Método arqueológico completo. Estudio de los restos arqueológicos conservados del yacimiento.
- Estudio documental de otros bienes culturales similares en tiempo y en espacio.
He visitado algunas de
las entidades públicas que podían ser depositarios de documentación acerca de
las intervenciones efectuadas en la domus, como son la Consejería de Cultura,
el Archivo Histórico Municipal, el Consorcio de la ciudad monumental de Mérida,
y me quedan otras a las que aún no he tenido posibilidad de dirigirme.
Pero poco a poco se
van completando los objetivos. Queda mucho trabajo por delante.
FASE B: BASE / BACKGROUND.
Aprovechando que me encuentro realizando prácticas en unas
empresas de topografía, llevaré a cabo el levantamiento global de la planta del
edificio con Estación Total. El procedimiento a seguir será el siguiente:
- Ejecución de la planta del modelo virtual de la Domus.
- POLIGONAL –georreferenciación-.
- LEVANTAMIENTO
- INSERCCIÓN DE PLANIMETRÍA HISTÓRICAS
En estos momentos me encuentro con la organización de la toma de datos, así que espero
que en el próximo capítulo los trabajos continúen avanzando.
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