Etape PDF Print E-mail

 

Faza I: Documentare asupra modelării geometrice a artefactelor (2007)

Faza II: Modelarea geometrica a vestigiilor, mediului, faunei, florei şi populatiei (2008)

Faza III: Modelare comportamentală în realitate virtuală a mediului, florei şi faunei site-ului istoric (2009)

Faza IV: Modelarea comportamentala a artefactelor şi populaţiei sitului istoric (2009)

Faza V: Mediul de vizitare a coloniei Tomis (2010)

 

 

Faza I: Documentare asupra modelării geometrice a artefactelor


Această etapă constă în pregătirea unei baze informaţionale 3D în domeniul muzeografic/istoric, prin următoarele activităţi:

Identificarea artefactelor de interes imediat: MINAC se va implica în identificarea artefactelor prioritare pentru tratarea per. 46-610 e.n. de prezenţă şi influenţă romană la nivelul Cetăţii Tomis – Constanţa (obiecte de cult sau ornament, de uz casnic, vestimentaţie, utilizate la munca câmpului, în luptă, de vânătoare sau pescuit, etc). De asemenea, se vor identifica cele mai reprezentative scene, posturi ale personajelor locale, elemente de floră şi faună, etc. care vor concura la realizarea reconstituirii 3D.

Pregătirea achiziţionării echipamentelor de cercetare – dezvoltare: Pentru obţinerea modelelor 3D ale vestigiilor istorice existente se vor combina scanările cu laser cu măsurătorile de la faţa locului, urmând ca pentru obţinerea reconstrucţiei complete a vestigiilor să fie utilizate tehnici CAD de modelare geometrică şi generarea imaginilor 3D realiste.

Adaptarea algoritmilor de modelare geometrică: În vederea asigurării utilizabilităţii rezultatelor ce vor fi obţinute prin scanare este necesară utilizarea unor algoritmi de rafinare a rezultatelor brute obţinute, prin aplicarea unor „filtre de zgomot” adaptate dimensiunilor şi texturii artefactului.

Documentare faună şi floră: corespunzătoare perioadei istorice va completa informaţia obţinută în cadrul activităţii I.1.

Parteneri implicati : UOC, UTBV, NRTECH, MINAC, CERV


Rezumatul fazei

Aşa după cum se ştie, orice reconstituire presupune din partea restauratorului o profundă cunoaştere a subiectului reconstrucţiei, timpul necesar acestei transformări a artefactului şi, bineinţeles tehnologia şi instrumentele fără de care opera nu poate fi dusă la bun sfârşit. Adesea motivaţia restauratorului trebuie căutată în satisfacţia de a impărtăşi societăţii o mică parte din istoria pe care numai el, ca bun cunoscător, şi-o putea imagina.

Aşa am putea rezuma plastic faza I din cadrul proiectului TOMIS, fază dedicată documentării, atât din punct de vedere istoric cât şi metodologic şi tehnologic, organizată în jurul a trei intrebări: Ce perioadă istorică vom aborda? Care sunt elementele esenţiale reconstituirii? Ce tehnici de reconstituire geometrică şi ce tehnologii utile nouă, există? Ulterior, vom aborda şi problemele de reconstituire comportamentală.

Studiul istoric reuşeşte, aşa cum se va vedea în secţiunea următoare, să delimiteze perioada istorică ce va face subiectul reconstituirilor noastre cât şi a elementelor esenţiale acesteia. Astfel, sunt puse în discuţie elemente generale de mediu şi climă, de floră şi faună, de topologie şi arhitectură, dar şi elemente specifice vieţii cotidiene, sociale, economice şi religioase ale acelor vremuri. Dintre acestea amintim  toaleta şi vestimentaţia, activităţi portuare, în piaţă sau la şcoală dar şi băile şi cena (cina).
Datorită complexităţii tuturor informaţiilor identificate în această acţiune de documentare, o simplă listă de elemente, împreună cu descriere a lor, chiar şi detaliată, ar fi condus la o simplificare a realităţii studiate. O abordare ontologică a perioadei studiate ni s-a parut a fi cu perspective mult mai largi pentru acţiunile din etapele următoare. Drept urmare, a fost demarată construirea unei ontologii a obiectelor din epoca romana a cetăţii TOMIS, în completarea fişelor tip utilizate în mod curent în sistemul muzeografic mondial.

În paralel cu aceasta, au fost studiate câteva dintre tehnicile de reconstituire geometrică a artefactelor şi vestigiilor istorice. După prezentarea principiilor fundamentale în scanarea artefactelor şi achiziţia informaţiilor 3D, s-au analizat trei metode de reprezentare şi reconstrucţie a suprafeţelor modelului virtual.

Prima metodă discutată este cea bazată pe triangularizarea modelului virtual 3D pe baza “norului de puncte” obţinut în urma scanării.

A doua metodă adusă în discuţie este reconstrucţia vaselor de ceramică utilizând fragmente ale modelului fizic şi are la bază identificarea conturului vasului şi aplicarea unei rotaţii complete a acestui contur. Aici se aduce în discuţie problema texturării artefactelor reconstituite prin tehnici de combinare şi multiplicare a imaginilor.

O a treia metodă discutată este cea de reconstrucţie 3D bazată pe o secvenţă de imagini care produce un model 3D al artefactului ce include în informaţia 3D şi informaţii despre culoare. În acest procedeu, elementul fundamental procesat este voxelul, iar aspectul urmărit este cel de “texturare” a modelului reconstituit printr-un algoritm de colorare a voxelilor.

În ceea ce priveşte tehnologiile de scanare, s-au avut în vedere două mari categorii de soluţii tehnice, fixă sau portabilă. Sunt enumerate câteva dintre cele mai frecvent utilizate soluţii tehnice, împreună cu descrierile lor tehnice, în vederea încercării identificării configuraţiei celei mai potrivite proiectului nostru.

 

Faza II: Modelarea geometrica a vestigiilor, mediului, faunei, florei şi populatiei (2008)


Această etapă constă în pregătirea unei baze informaţionale 3D în domeniul muzeografic/istoric, prin următoarele activităţi:

Achizitie şi calibrare sistem scanare: Pentru realizarea activităţilor de modelare structurală a artefactelor şi reconstructie s-a achiziţionat un sistem de scanare cu laser CLS 60 PLUS cu braţ Microscribe MLX. El permite obţinerea modelelor 3D iniţiale ale artefactelor.

Implementare algoritm de modelare geometrică: Modelele iniţiale obţinute prin tehnica de scanare cu laser sunt supuse unui proces de rafinare în vederea eliminării pe cât posibil a datelor de “zgomot” şi a găurilor din triangularea modelului.

Generare bază informaţională arheologică: Creşterea realismului mediului virtual poate fi obţinută pe de o parte prin plasarea în spaţiu şi timp a vestigiilor considerate, prin completarea „scenei” cu reconstituirea topografică şi a condiţiilor de mediu, dar şi prin includerea elementelor de faună şi floră contemporane perioadei simulate.

Parteneri implicati : UOC, UTBV, NRTECH, MINAC, CERV


Rezumatul fazei
Faza a II a a proiectului TOMIS este dedicată în intregime procesului de obţinere a modelelor 3D ale artefactelor considerate de interes istoric pentru perioada abordată. În acest sens, un loc important în cadrul etapei l-a ocupat achiziţia unui sistem de scanare ce realizează detecţia aproximativă a formei corpului, oferind în acelaşi timp şi informaţii despre cromatica corpului. Sistemul achiziţionat este un scanner CLS 60 PLUS amplasat pe un braţ mobil cu 6 grade de libertate, Microscribe MLX.
Modelele iniţiale obţinute prin tehnica de scanare cu laser sunt supuse unui proces de rafinare în vederea eliminării pe cât posibil a datelor de “zgomot” şi a găurilor din triangularea modelului.
Creşterea realismului mediului virtual poate fi obţinută pe de o parte prin plasarea în spaţiu şi timp a vestigiilor considerate, prin completarea „scenei” cu reconstituirea topografică şi a condiţiilor de mediu, dar şi prin includerea elementelor de faună şi floră contemporane perioadei simulate. Pentru realizarea modelelor topografice se vor construi modelele numerice 3D pornindu-se de la valorile de elevaţie ale suprafeţei terestre, estimate de specialişti şi asociate diferitelor poziţii geografice. Flora, fauna şi populaţia caracteristice perioadei istorice generate relativ rapid cu ajutorul pachetelor software achiziţionate vor completa mediul virtual contribuind cu o puternică dimensiune estetică şi culturală: selecţie specii preponderente zonei geografice, obţinere modele 3D ale speciilor, proiectarea de metafore şi modalităţi de interacţiune a utilizatorilor asupra acestor elemente.

Faza III: Modelare comportamentală în realitate virtuală a mediului, florei şi faunei site-ului istoric (2009)

 

Această etapă constă în pregătirea implementarea unei colectii de comportamente asociate entitatilor identificate şi modelate geometric în etapele anterioare, prin următoarele activităţi:

Studiu din perspectiva comportamentala a marii: se cauta obtinerea unei metode eficiente de simulare a suprafetei marii în diferite conditii de mediu, de genul mare calma şi relativ calma.

Studiu din perspectiva comportamentala a faunei: Inzestrarea modelelor geometrice asociate diferitelor animale modelate în etapa II cu diferite tipuri de comportamente.

Studiu din perspectiva comportamentala a florei: Inzestrarea modelelor geometrice asociate diferitelor animale modelate în etapa II cu diferite tipuri de comportamente şi plasarea acestei faune în interiorul cetatii TOMIS.

Specificatie software de construire mediu virtual: Obtinerea unei specificatii software a unui sistem informatic care ofera muzeografilor posibilitatea de a organiza scene ce vor face parte din expoziţii interactive, intr-un spatiu virtual coerent adica credibil din punct de vedere fizic şi istoric. în functie de subiectul ales de muzeograf pentru realizarea expoziţiei virtuale, SB asigura accesul la resursele multimedia, plasarea interactiva a artefactelor în mediu, validarea rezultatului pentru a fi cat mai credibil şi cat mai apropiat de realitate şi în cele din urma afisarea rezultatului către public.

Parteneri implicati : UOC, UTBV, MINAC, CERV

Rezumatul fazei
Fazele 3 şi 4 ale proiectului TOMIS sunt dedicate în intregime procesului de obţinere a animatiilor modelelor 3D ale marii, faunei, florei, populatiei şi artefactelor considerate de interes istoric pentru perioada abordată. În acest sens, au fost studiate diferite tehnici de animare şi modelare comportamentala, adaptabile complexitatii situatiilor simulate. Vorbim aici de animare procedurala, animatie prin interpolare (morfisme), comportamente pe baza masinilor cu stari finite.
In plus, au fost achizitionate cateva echipamente de cercetare dezvoltare de importanta vitala pentru proiectul TOMIS precum sistemul de proiectie stereoscopica (activa) şi sistemul de Motion Capture, ce va fi utilizat în etapa urmatoare în modelarea gesturilor umane.

SUS

 

 

 

Faza IV: Modelarea comportamentala a artefactelor şi populaţiei sitului istoric (2009)

Această etapă constă în implementarea unei colecţii de comportamente asociate artefactelor şi populaţiei identificate şi modelate geometric în etapele anterioare, prin următoarele activităţi:

Studiu vestimentaţie şi ustensile: se obţine o descriere amanunţită a detaliilor de vestimenţatie şi a ustensilelor caracteristice timpurilor studiate.

Modelare comportamentală a artefacturilor: obţinerea unei colecţii de comportamente asociate artefactelor virtuale.

Generare model comportamental al populaţiei: se vizează obţinerea unei colecţii de coomportamente simple, asociate umanoizilor virtuali, ce vor sta la baza comportamentelor complexe vizualizabile în etapa următoare.

Parteneri implicati : UOC, UTBV, MINAC, CERV

Rezumatul fazei

Fazele 3 şi 4 ale proiectului TOMIS au fost dedicate în intregime procesului de obţinere a animaţiilor modelelor 3D ale marii, faunei, florei, populaţiei şi artefactelor considerate de interes istoric pentru perioada abordată.

În acest sens, au fost studiate diferite tehnici de animare şi modelare comportamentală, adaptabile complexităţii situaţiilor simulate. Vorbim aici de animare procedurală, animaţie prin interpolare (morfisme), comportamente pe baza masinilor cu stări finite.

Pe baza sistemului de Motion Capture, animaţia umanoizilor a fost mult uşurată, prin generarea de fişiere BVH pentru fiecare tip de acţiune atomică a omului. Aceste acţiuni sunt ulterior combinate printr-o arhitectură specifică, care va permite obţinerea de comportamente complexe la nivelul umanoizilor virtuali.

 

SUS

 

 

Etapa V: Mediul de vizitare a coloniei Tomis (2010)

 

Această etapă constă în implementarea mediului virtual ce reconstituie contextul cotidian al cetatii TOMIS, prin următoarele activităţi:

Implementarea hardware si software a salii de imersiune: se obţine o descriere tehnica a implementarii salii de proiectie stereoscopice impreuna cu sistemul de imersiune auditiva.

Modelarea activitatilor umane: prin prezentarea modelelor si instrumentelor utilizate in obţinerea unei colecţii de comportamente asociate umanoizilor virtuali.

Generare unor scenarii pentru diferite activitati cotidiene: ce stau la baza comportamentelor complexe ale umanoizitlor virtuali.

Aplicatie pilot de vizita virtuala: prin integrarea componentelor software si hardware.

Pregatirea si derularea vizitei reale: prin punerea la dispozitia publicului a prototipuluiinteractiv, obtinerea unui feedback ce vizeaza utilizabilitatea rezultatului si posibilitatile de dezvoltare/aplicare ulterioara si realizarea unui film demonstrativ.

Partenerii implicati: UOC, UTBV, MINAC, CERV

Rezumatul fazei

Ultima faza a proiectului TOMIS a fost dedicata în intregime obtinerii unui prototip de mediu virtual functional care reconstituie contextul cotidian al cetatii TOMIS.

În acest sens, s-a implementat sistemul de proiectie stereoscopica care a fost sincronizat cu sistemul de redare audio spatiala. Au fost implementate comportamente complexe la nivelul umanoizilor virtuali fie prin combinarea animatiilor simple fie prin segmentarea imregistrarilor obtinute prin sistemul de captare a miscarii. In final, s-a implementat prototipul aplicatiei de derulare a vizitei virtuale ce a fost pus la dispozitia publicului larg in cadrul manifestarii Pontica, organizat de Muzeul de Istorie Nationala si Arheologie Constanta.

 

 

SUS