VISUALIZACIÓN 3D DEL PATRIMONIO

Impartida por: Prof. Dr. Mariano Flores Gutiérrez. Centro de Estudios de Arqueología Virtual. DigitalMED. Universidad de Murcia. España

Objetivos de la asignatura 

Adquirir los conocimientos básicos del modelado 3D y de que elementos podemos encontrarnos en las herramientas informáticas que nos ayudarán a realizar y difundir nuestros trabajos.

Opinión personal 

Este tema me ha encantado ya que está en relación con la rama de esta disciplina a la que me quiero dedicar, es decir, a la reconstrucción del patrimonio arqueológico. Creo que no ha sido complejo de entender, aunque bien es cierto, que yo ya tengo algunos conocimientos en programas como AutoCAD y 3DStudio y muchos de los conceptos los conocía. Este tema me ha servido para refrescar algunos conceptos y conocer un poco mejor cómo se elabora una reconstrucción virtual en un programa informático. A continuación expondré aquellos conceptos que han sido totalmente nuevos para mí:

Icoesfera: Este objeto, si se lleva al límite de la subdivisión, también se llega a tener una esfera. Sus caras están compuestas por polígonos de tres lados. Esto permite un mejor control en sus deformaciones. Los parámetros que se pueden controlar en su creación son las subdivisiones y el radio.

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.

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.

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.

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.

Plano americano: Muestra a los personajes hasta las rodillas.

Lentes telefotográficas: Son las lentes de 35 mm. Poseen facilidad para cerrar los planos. Aplanan la perspectiva y tienen un bajísimo ángulo de visión (unos 5 grados).

Dolly: Traslación a lo largo del eje horizontal.

Truck: Traslación en el eje de profundidad.

Boom: Traslación en el eje vertical.

Pan: Rotación respecto al eje vertical.

Tin: Rotación respecto del eje horizontal.

Roll: Rotación en el eje Z.

Movimiento de cámara Parallax: Describe el efecto visual que sucede cuando dos objetos, uno cercano y otro lejano a la cámara, se mueven a través del campo de visión a la misma velocidad constante. El objeto cercano a la cámara parece que se mueve más rápido, debido a que atraviesa un área menor del campo de visión que el lejano.

Path: Trayectoria de una curva que sigue una cámara. Esta curva o camino puede manipularse como cualquier objeto y tiene además varios parámetros que permiten manipular la posición y orientación de la cámara así como la velocidad de la misma.

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).

Modelo poligonal (Faceted Shading): Asigna un único valor constante a cada polígono visible de la superficie. Calcula la cantidad de luz recibida en el centro del polígono o en la media de sus vértices. Es un método muy rápido ya que sólo calcula un normal por polígono pero por el contrario los polígonos se diferencian visualmente de una forma muy clara unos de otros.

Modelo suavizado o de Gouraud (Smooth Shading): Asigna un valor de sombreado continuo que se mezcla a través de los polígonos de la superficie. Se calcula la media de las normales de los polígonos adyacentes, creando una transición suave entre ellas. Se le reconoce también como el sombreado por interpolación de intensidad. Aunque muestra las superficies suaves el acabado es sin brillo.

Modelo especular (Specular Shading): Asigna un valor de sombreado continuo mediante técnicas de interpolación de normales. Calcula el sombreado en cada punto de la superficie. También se le conoce como sombreado por interpolación del vector normal. Es mucho más preciso que el sombreado tipo Gouraud aunque también es más costoso.

Reflectividad difusa: Reacciona a la luz incidente de forma diferente dependiendo de la posición y orientación de la fuente de luz respecto de la superficie. El factor más importante no es la distancia entre la luz y la superficie sino la incidencia perpendicular o no de la misma.

Reflectividad especular: La luz reflejada actúa de forma similar a un espejo. Se refleja de una forma concentrada. La intensidad de la luz reflejada depende principalmente de la relación entre el ángulo de reflexión de la luz y el ángulo de la cámara que está observando el objeto.

Virtual Reality Modeling Language (VRML): Lenguaje de modelado de mundos virtuales en tres dimensiones. 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.

Reflexión 

Al estudiar este tema podemos darnos cuenta de la dificultad que entraña llevar a cabo un proyecto de reconstrucción virtual y sobre todo hacer que este parezca real. Son muchos los detalles que se deben tener en cuenta como iluminación, sombreados, texturas, etc. Es realmente un trabajo complejo.

Materia aprendida 

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.

Contenido práctico 

·        Actividades

La actividad de esta semana ha consistido en realizar, con el programa informático Blender, un modelado básico de una habitación. He disfrutado mucho realizando esta actividad. Había escuchado algo sobre este programa informático pero nunca había trabajado con él y me ha sorprendido gratamente todo lo que este puede realizar. Los tutoriales que nos han facilitado han sido de gran ayuda.

·        Prueba objetiva

La prueba objetiva de esta semana ha sido muy sencilla. Esta ha consistido en realizar un pequeño test de verdadero o falso. Este nos ha servido para repasar los conceptos básicos del tema de esta semana

Reproducción 

Navegando por la red buscando información sobre Blender encontré un artículo que me pareció muy interesante y me gustaría compartirlo en este espacio. Este versa sobre la reconstrucción facial con Blender.

ARQUEOLOGÍA FORENSE Y RECONSTRUCCIÓN FACIAL CON BLENDER

Blog Investigación y virtualización del Patrimonio

domingo, 9 de febrero de 2014

Si hay una costumbre que ha caracterizado al ser humano durante toda su Historia es la de palmarla. Sí. Llegado un buen día decidimos -o deciden otros- que ya no pintamos nada más aquí, entre los vivos, y nos vamos al otro barrio. Gracias a esto, toda sociedad, de cualquier época y cualquier lugar del mundo, va a dejar tras de sí los cadáveres de los que la formaron. Un cadáver, sin embargo, no es un montón de fosfato y carbonato de calcio dispuesto de forma más o menos macabra. Un cadáver es la memoria de una vida y una muerte, el recuerdo de un pequeño engranaje de la sociedad que nos ha convertido en lo que somos. Los antropólogos y arqueólogos nos empeñamos en mostrar, además, que un cadáver es una historia y un rostro de alguien que fue como nosotros.

Reconstrucción facial de una colono de Jamestown realizada por el instituto Smithsonian

Por eso son tan importantes las reconstrucciones faciales. Estas permiten "volver a mirar" a los difuntos,  traerles de nuevo a la memoria en una hipotética apariencia de pasado. Desde hace décadas las reconstrucciones faciales se realizan de forma manual en modelos físicos pero, hoy por hoy, cada vez es más común encontrar reconstrucciones faciales en 3D. Blender se convierte en una herramienta muy útil para llevar a cabo estos trabajos y traer de algún modo de nuevo a la vida a aquellos que nos precedieron.

Proceso de reconstrucción facial de un Homo Heidelbergensis realizado con Blender

Trabajando con Blender existe la posibilidad de importar el escaneado láser o el modelo fotogramétrico de un cráneo y a partir de él, basándonos en documentación sobre los músculos de la cara y en otras reconstrucciones científicas realizadas previamente, podemos dar forma de nuevo a los rostros del pasado.

Reconstrucción facial de una mujer medieval de Atxua (Álava)

Además, el uso del esculpido digital de Blender nos va a permitir dar un gran realismo a nuestras reconstrucciones faciales que, de este modo, resultarán mucho más cercanas y permitirán crear una gran empatía entre los restos de personas que vivieron en otras épocas y los que las miramos a los ojos hoy en día.

El respeto a los muertos, hay que reconocerlo, está muy infravalorado en Arqueología. Acostumbramos a guardar los restos óseos en cajas grises de plástico y los colocamos, al lado de los fragmentos de cerámica o las escorias de metal. Debemos volver a repensar cual es nuestro trabajo: nos encargamos de estudiar la Historia a través de los restos materiales para recordar a aquellos que vivieron y cómo vivieron. No tiene sentido que sus restos acaben olvidados bajo centímetros de polvo en algún oscuro almacén. En este sentido se están llevando a cabo iniciativas pioneras que todos deberíamos recordar, como la de la Necrópolis Vaccea de Pintia, donde los restos de aquellos que estudiamos vuelven a la tierra y, sobre todo, son rescatados para memoria de todos.

Las reconstrucciones faciales son una parte fundamental de la Arqueología Virtual y, probablemente, una de las más útiles para dar verdadero sentido a nuestro trabajo, que es Historia y es Memoria, y así pretendemos mostrarlo en el curso de Blender donde enseñaremos de forma práctica cómo se pueden llevar a cabo.

Captura de pantalla de Blender durante el proceso de esculpido digital de la cabeza presentada más arriba.

En relación a esta temática nos facilitan un enlace para leer un artículo sobre la realización de la reconstrucción facial de una mujer medieval hallada en Artxua (Kuartango, Álava). Este está alojado en el blog de la empresa encargada de la excavación, Ondare Babesa, S.L.