Prof.
Dr. D. Julián C. Flores González
Dr. D. Antonio Otero Franco
Grupo COGRADE. Universidade de Santiago de Compostela.
España.
Prof. Dr. D. Luis Antonio Hernández
Ibáñez
VideaLAB. Universidade da Coruña. España.
“…la Realidad Virtual nos permite adentrarnos en mundos pasados,
presentes o incluso futuros; podemos caminar por el interior de edificios que
dejaron de existir hace siglos, interactuar con objetos de maneras imposibles
en el mundo real, o estudiar objetos demasiado frágiles o de difícil acceso,
ayudando de paso a su conservación. Podemos ensayar técnicas de restauración
sobre modelos sintéticos, o explorar diferentes teorías sobre su construcción,
todo ello asegurándonos de no dañar el original... Las posibilidades son
infinitas.”
Diego
Gutiérrez, Luis A. Hernández. Potencial de la realidad virtual en el ámbito del
Patrimonio
BREVE DESCRIPCIÓN DE
LOS CONTENIDOS
Con este
capítulo abrimos un nuevo módulo dedicado a la Visualización Avanzada del
Patrimonio. A lo largo del mismo se nos presentan los principales
elementos constituyentes de una aplicación de realidad virtual y su empleo en
la puesta en valor del patrimonio cultural.
El tema se centra en la introducción a las estructura de los
sistemas de Realidad Virtual y en el modelado de los mundos virtuales,
mostrando el uso de los motores gráficos como una herramienta esencial en el
desarrollo de entornos virtuales en tiempo real; a la par que se nos muestran
los diversos canales de interacción hombre-máquina, centrándose en la inmersión
como clave en torno a la que se ilustran el uso de las tecnologías de realidad
virtual en éste ámbito.
OBJETIVOS ALCANZADOS
Tras el
estudio pormenorizado tanto de la temática expuesta en el tema como en el de
los recursos adjuntos por el profesorado, he conseguido afianzar los contenidos
centrados en el conocimiento del concepto de Realidad Virtual, los cuales
llevamos trabajando a lo largo de varios capítulos, así como de las principales
herramientas para el desarrollo de un entorno virtual aplicado al Patrimonio
Cultural:
- Conocimiento de las técnicas de realidad virtual.
- Conocimiento del hardware de realidad virtual.
- Desarrollo de un entorno VR.
DATOS DE INTERÉS
ASIMILADOS
CONCEPTOS
Feedback. Realimentación -también referida como retroalimentación-. Es un
mecanismo por el cual una cierta proporción de la salida de un sistema se redirige a la
entrada, con objeto de controlar su comportamiento.
La realimentación se produce cuando las salidas del sistema o la influencia de
las salidas del sistema en el contexto, vuelven a ingresar al sistema como
recursos o información. La realimentación permite el control de un sistema y
que el mismo tome medidas de corrección con base en la información
realimentada.
Phong. En gráficos 3D
por ordenador, el modelo de reflexión de Phong es un modelo de iluminación y
sombreado que asigna brillo a los puntos de una superficie modelada. Fue
desarrollado por Bui Tuong
Phong en su
tesis de doctorado de la Universidad
de Utah, titulada "Illumination for Computer Generated
Pictures" (Iluminación para gráficos generados por ordenador)en 1973,
al mismo tiempo que desarrolló un método de interpolación para calcular el
brillo asignado a cada píxel en un modelo de
superficie.
Modelado Geométrico. Abarca a descripción de la forma de los objetos
virtuales a través de polígonos, triángulos o vértices, y su apariencia, usando
textura, colores, y respuesta respecto a la luz.
Modelado Cinemático. Proceso del modelado de una animación 3D en el
que se determinan las alteraciones de las posiciones y los cambios de escala de
los objetos, haciendo uso de sus coordenadas locales y generales y matrices de
transformación.
Modelado Físico. Modelado en el que se dota al objeto de
sensación de realismo, a partir de características como la especificación de
sus masas, pesos, inercia, texturas, deformaciones, etc.
Percepción Multimodal. Es la capacidad del sistema nervioso de los
mamíferos de combinar todas las diferentes entradas del sistema sensorial para
dar lugar a una mejora de la detección o identificación de un estímulo
particular. En el caso de la RV, para una correcta experiencia sensorial, se
requiere mantener la coherencia espacio-temporal a través de la sincronización
de las diferentes modalidades de realimentación.
Interfaz. Capa física, o tecnológica, que hace de nexo, o intermedia, entre el
humano y el computador, para hacer posibles dichos procesos.
Interfaces de Entrada. Capa de hardware que permite al sistema obtener
información relativa a los usuarios (acciones, posición, etc.), en orden de
proveer la realimentación necesaria para lograr una experiencia interactiva. Podemos
hacer una distinción entre sistemas o dispositivos activos (joysticks, ratones,
teclados, TrackBall, comandos de voz) y sistemas pasivos que indican donde y
cuando los participantes se mueven y hacia donde miran, en este grupo se
incluyen los trackers de posición que dan la localización y orientación del
usuario en todo momento.
Latencia. Es el tiempo de respuesta del sistema a las acciones del usuario. Lo
que tarda en redibujar la escena en función de una acción o movimiento del
observador.
SOFTWARE
Ogre3D. Acrónimo del inglés Object-Oriented Graphics Rendering Engine. Es un motor de
renderizado 3D orientado a escenas (en oposición a un motor de
videojuego), escrito
en el lenguaje de
programación C++ y software libre. La elección de
OGRE como un motor gráfico otorga a los desarrolladores la libertad de usar
librerías de física, entrada, audio y otras que deseen y permite al equipo de
desarrollo de OGRE focalizarse en la gráfica en lugar de distribuir sus
recursos en varios sistemas. OGRE explícitamente soporta librerías OIS, SDL y CEGUI, e incluye el
conjunto de herramientas Cg. www.ogre3d.org
OSG. El OpenSceneGraph es un conjunto de herramientas de código abierto
de gráficos 3D de alto rendimiento, utilizado por los desarrolladores de
aplicaciones en campos como la simulación visual, juegos, realidad virtual,
visualización científica y modelización. Escrito enteramente
en estándar de C + + y OpenGL se ejecuta en todas las plataformas Windows,
sistemas operativos OSX, GNU / Linux, IRIX, Solaris, HP-UX, AIX y FreeBSD. http://www.openscenegraph.org/
Unity3D. Motor de renderizado totalmente integrado con un conjunto completo
de herramientas intuitivas y flujos de trabajo rápido para crear contenido 3D
interactivo; publicación multiplataforma sencilla; miles de activos de calidad,
listos para usar en la Tienda de Activos y una Comunidad donde se intercambian
conocimientos. http://unity3d.com/
REFLEXIONES
Temática:
Tanto la
Realidad Virtual como la Aumentada intentan transportar todos nuestros sentidos
a ambientes simulados y extender éste a todo lo que vemos, oímos … y si es
posible, sentimos.
En este capítulo
centramos nuestra atención en aspectos esenciales dentro del campo de la VR y
AR, como son la creación de entornos inmersivos dotados de interfacies
centradas en la percepción multimodal del usuario, es decir, que consigan que
los sentidos del usuario le aporten información acerca del mundo virtual en el
que se le pretende introducir, ya que cuantos más sentidos se le estimulen
artificialmente mayor será la sensación de inmersión en el mundo virtual.
Para
propiciar esta inmersión es necesario hacer uso de una serie de interfaces,
canales de comunicación hombre-máquina, que simulen la percepción de diferentes
estímulos que intensifiquen la sensación de realidad, manteniendo la coherencia
espacio-temporal a través de la sincronización de las diferentes modalidades de
retroalimentación.
Desde que
nacemos la comunicación con nuestro entorno se basa en el lenguaje corporal. De
esta afirmación son conscientes los investigadores involucrados en el
desarrollo de las denominadas interfaces naturales, que actualmente
trabajan en el perfeccionamiento del campo de la interacción hombre-máquina, en
la desaparición de la interfaz de usuario “explícita” tal como la conocemos y
la aparición de interfaces “implícitas” más inteligentes que interactúen con el
hombre naturalmente, es decir de forma que sea la computadora quien perciba sus
intenciones y actúe en consecuencia mediante formas de interfaz que extraen la
información necesaria a partir del análisis del lenguaje corporal, de la
palabra y del uso de metáforas que se relacionan fuertemente en su uso con
objetos del mundo real o que se comprenden a través del factor cultural, la
historia personal y el contexto.
Sin
embargo, después de más de veinte años del comienzo de la explosión tecnológica
y la “user-friendly interface”, aún
se trata de un campo en desarrollo. A pesar que hoy en día los computadores
estén presentes en mayor o menor medida en todos los ámbitos de la actividad
humana, la relación entre el usuario y la máquina dista mucho todavía de ser
algo natural y fluido, aún es el usuario el que tiene que adecuar su forma de
pensar a la manera en que el ordenador necesita los datos en lugar de ser éste
el que se adecue a la forma natural de expresión de las personas.
Actividades:
Las
actividades del presente tema se han basado en el desarrollo de un entorno
virtual haciendo uso del software Unity·3D. Se trata de un sistema de
plataforma para la creación de videojuegos desarrollado por Unity Technologies,
que incluye un motor de juegos y entorno de desarrollo integrado.
Para la
primera actividad desarrollé un entorno muy sencillo entre suaves colinas, con
la inserción de un poco de vegetación, e importé un modelo iglesia descargado
de la red y uno de los avatares que modelé en actividades de capítulos
anteriores.
Mientras que en la segunda aposté por el desarrollo de un
entorno mucho más amplio y complejo, con inserción de múltiples modelos
tridimensionales de diversa naturaleza: edificios, avatares, vegetación, agua,
etc… haciendo uso, a su vez, de parte de
las herramientas que presenta Unity –inserción de movimientos, sonidos, cielo
real, iluminaciones, etc.-.
Unity es una herramienta para el desarrollo de contenido interactivo y posibilita su despliegue en cualquier lugar, tanto para el desarrollo de juegos, tutoriales de arquitectura, simulaciones de formación en línea o en el arte interactivo, como en proyectos de Arqueología Virtual, alcanzando resultados muy óptimos.
Es un motor de desarrollo multiplataforma profesional, muy
intuitivo de usar y flexible. Permite especificar la compresión de
texturas y la
configuración de la resolución para cada plataforma de juego compatible, y
proporciona soporte para bump mapping , cartografía
reflexión, el mapeo de paralaje, pantalla
de oclusión ambiental de espacio (SSAO), sombras dinámicas utilizando mapas de sombras, render-to- textura, efectos de post-procesamiento y de pantalla completa, entre
muchos más.
Unity 3D es
una herramienta muy útil en el desarrollo de entornos inmersivos aplicado a la
Arqueología Virtual, permitiendo desarrollar de este modo nuevas e interesantes
formas de estudio e interpretación, mostrando contenidos diferentes a los
tradicionales en forma y modo de uso.
PROYECTO. DOMUS DEL
MITREO.
Con el
desarrollo de este capítulo, el cual ha absorbido gran parte de mi tiempo, he
podido dedicar escaso tiempo al proyecto de la domus. Pese a ello los trabajos
han ido avanzando.
Tras
finalizar con la toma de datos en campo e inclusión de las planimetrías históricas
facilitadas por la administración, finalizamos la realización de la planimetría georreferenciada
completa de la domus. Como mencioné en el capítulo anterior, comencé con los
trabajos de digitalización de los mosaicos existentes en algunas de las
estancias.
Son un total de 9 espacios con pavimentos musivos, en los cuales
éstos presentan diferente grado de conservación. La primera labor a realizar es
la ortorrectificación fotográfica con ASRix y su posterior inserción en CAD,
sobre las cuales poder llevar a cabo el modelado bidimensional de cada uno de
los pavimentos en su estado actual.
A posteriori, he pasado a restituir digitalmente cada uno de
los pavimentos basándome en los Criterios de Reconstrucción Digital, los cuales
abordamos en el capítulo 11:
- Criterio de Continuidad, apoyándome en la forma de los motivos adyacentes a la parte faltante, completándose éstos continuando su forma geométrica conocida.
- Criterio de Simetría, reponiendo la parte faltante apoyándome en los ejes de simetría horizontal o vertical que pueda poseer el pavimento o motivos estudiados.
- Criterio de Patrón, observando si existe un patrón de repetición que indique que la parte inexistente debió contener elementos que respondiesen a dicho patrón. Este es el método más utilizado en la reconstrucción del mosaico del viridarium, frente al acceso al triclinium.
- Criterio de Restitución, basándome en evidencias en el mismo yacimiento o en el estudio de las fuentes documentales.
- Criterio de Analogía Tipológica, basado en el estudio y análisis contrastado de casos de estudio similares al que nos compete. En este caso mi estudio se ha basado en el análisis de pavimentos que presentaban características similares –motivos, cronologías, estilos, etc – dentro del panorama emeritense.
La finalidad de llevar a cabo estas reconstrucciones es el comenzar
a crear el programa de texturas –en este caso de los pavimentos musivos- a
utilizar en el futuro modelo tridimensional de la domus.
Aún queda bastante trabajo por hacer, ya que los pavimentos
se encuentran en bastante buen estado de conservación, sus tamaños son
considerables -los más pequeños se encuentran en torno a los 4.75 x 3.75 mts- y
la complejidad de los motivos variable –opus vermiculatum y tessellatum-; y en
contraposición, los que presentan un alto grado de deterioro poseen la
problemática de tener que hacer un estudio pormenorizado de los patrones,
simetrías y paralelos para poder llevar a cabo su restitución.
Pese a todo, el trabajo está siendo fluido y muy interesante,
ya que gracias al estudio pormenorizado de los diversos pavimentos es posible
determinar diferentes aspectos como establecimiento de cronologías en base a
los estilos que presentan, reformas estructurales gracias a su relación y
modificación respecto a las unidades paramentales adyacentes, funcionalidad de
los espacios, etc.
Continúo trabajando … aún queda un largo recorrido.
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