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FOTOGRAMA DEL AUDIOVISUAL "ALEJANDRÍA, EL SUEÑO DE ALEJANDRO MAGNO" EL RANCHITO IMAGEN DIGITAL. MADRID. ESPAÑA,

MESA PONENTES_1/ TABLE OF LECTURES_1 REINVENTANDO LA DIFUSIÓN. PROYECTOD DE DIFUSIÓN/ RETHINKING HERITAGE PRESENTATION. INNOVATIONS PROJECTS

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The Persepolis3D project, the methodology of the virtual reconstruction of Persepolis

Kourosh Afhami and Wolfgang Gambke

persepolis3D.com, DemanaVision Object Oriented Virtual Visualization of Architecture and Archaeology, Germany

Resumen

It is imperative for museums to help their visitors in understanding the relationship between the exhibited archaeological findings and their original architectural/constructive and artistic contexts. Only in the interrelationship between the exhibited items and their structures of origin do the exhibits unfold their full expression and may be understood by the non-expert visitor. The virtual visualization of the ancient palaces of Persepolis, the Persepolis3D project, was created for this aim as well as providing a comprehensive image of the ancient palace complex for both professionals and interested laymen alike.

Palabras Clave : PERSEPOLIS3D, PERSIAN ARCHITECTURE, VIRTUAL VISUALIZATION

Abstract

The first systematic and scholarly excavation of Persepolis was conducted by Ernst Herzfeld and Friedrich Krefter which led to the onsite reconstruction of the so- called 'Harem' in 1931. About forty years later, the Harem reconstruction became the basis for Krefter's drawings published in Persepolis-Rekonstruktionen in 1971. Our goal with this virtual reconstruction project is to continue and expand on Krefter's work using modern tools and technology not only to show the different perspectives drawn by Krefter, but also to show Persepolis from every angle and point of view both in pictures and animation with its original materials, lighting, and mood. Virtual reconstruction also allows us to integrate and update our images with future archaeological findings.

Key words : PERSEPOLIS, 3D-RECONSTRUCTION, VIRTUAL RECONSTRUCTION, VIRTUAL ARCHAEOLOGY, ACHAEMENID ARCHITECTURE

1. Architectural details Krefter’s discovery applies to all the buildings and paved the way for his reconstruction.

Our work is based on the documentations obtained from the Before introducing our work, I would like to begin with a brief excavations led by E. Herzfeld, F. Krefter, and E. F. Schmidt, reference to Friedrich Krefter’s methodology of reconstruction. and collected by Schmidt in his book entitled Persepolis I as well We can say that Krefter found the key of his reconstruction as Krefter’s own work entitled Persepolis-Rekonstruktionen . when he drew the plans for rebuilding the so called “Harem”. Furthermore, we conduct, and continue to gather, our own In 1931, he began rebuilding that structure which was utilized as onsite research to complete our information. If there was a both a museum and expedition headquarters. contradiction between Krefter and Schmidt, we analyzed the evidence and chose the best supported view. For example, The two surviving portico pillars had incisions for the roof Schmidt measured the height of the stone door frames of the beams. From these incisions, Krefter discovered how the roof Gate of Nations at 11, 76 m as opposed to Krefter’s beams were situated. measurement of 10, 05 m. In this instance, we adopted Krefter’s measurement, because the evidence supported his conclusion. He noticed that the outer edge of the incisions for the beams was 85 cm behind the axis of the first row of columns. Since the We used Schmidt’s precise building plans in Persepolis I and the column could only centrally hold the weight of the beam, the height measurements from Krefter’s excellent view and section beam had to be about 1, 70 m wide which would have been drawings to create our digital reconstruction. impossible. So from this width, he made three normal size beams in which the middle beam rested centrally on the column For such reconstructions it is necessary to have an experienced and the other two were on the 2 ends of the crossbeam. The architect like Krefter. Our own experience in transferring crossbeam itself was between the 2 heads of the double bull- Krefter’s two-dimensional drawings in three-dimensional virtual headed capital. It was at this time that the constructional models would not have been possible without our knowledge as function of the bull-head capital and the roof construction – professional architects. A few examples show us to what extent forming a crosshead – was understood. cooperation between archaeologists and architects is beneficial A main triple roof beam created a shorter span for the secondary The Gate of All Nations beams which reduced the size of their cross-sections and The heights of the columns determine the height of the ceiling. required 50% less wood. Krefter built the four corners of the building in the form of

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towers based on his knowledge of the ancient Middle Eastern placed the ceilings of the temples and palaces on columns which architecture. were symbolic of trees and adorned them with floral and various tree motives so as to bless the buildings. The columns in Persepolis had to give the same holy atmosphere to the visitors. Krefter made the two ends of the wall 1.37 m taller than the It is apparent that the designs on the columns entailed floral and middle section so they would resemble powerful towers. We tree motives were colorful and represented the green and have to take into consideration all corners and angles, in order to colorful holy gardens or paradise. Besides that, we know that avoid viewing buildings in a two-dimensional sense. This ancient architecture – both Near Eastern and Greek were always requires experience in construction and planning so that the colorful. And what has remained today of the color of dignity of the buildings are set forth in a three dimensional Achaemenid architecture is diverse and cheerful. This format. preference for cheerful colors even carried over to the architecture of the Islamic period. Let’s look at the inner corner of the tower, for example. As you can see, the battlement impressive construction continues in the other direction and results in a very beautiful conclusion in the form of a parapet. But it isn’t the end of the story. Look at the 3. Colors and Light steps at the top of the tower which were to compensate for the before mentioned difference of 1, 37 m. This gives us a composition consisting of the battlement, the parapet and the Persian architecture has always consisted not only of the form steps. It is functional and aesthetic. Here you can see the following the function but also of colors. The interaction incorporation of Louis Sullivan’s mandate: “Form Follows between architecture and light has always played a very Function”. And please allow me to say that it’s a small significant role in forming the shape of structures since ancient masterpiece. times. We use the natural light not only to provide it to the interior of the building for practical and functional purposes. It Let’s now look at the north façade. Through excavation we note is part of the architecture in both sacral and profane buildings. that its rhythm is made up of 5 niches or recesses, which are interposed with 6 graded bumps. The distances between the The considering of how the light hits the surface and the colors niches are of course equal. Now look at the top of the façade. and helps the forms taking effect has been an essential concern With elegance, Krefter builds three towers from this consistent of creators of Iranian architectural masterpieces from Iwan-e- pattern each having a niche and separated by a niche. This too is Khosrow in Tisfun to the Shah Mosque in Isfahan. Persepolis another masterpiece. Looking from the bottom to the top, we was not only no exception to this tradition but the beginning of can observe a metamorphosis from a wall into a powerful façade it. In Persepolis we can see the very begin of a new tradition of of a fortress. I may seem enthusiastic, but it is a small wonder of architecture in Iran which became the main survival tool for the architecture and design with very simple means. And it takes an Iranian culture in general and architecture in particular: the excellent architect like Krefter to understand and discover it. ability and openness to absorb alien elements, further developing With the same expertise and elegance, he also integrated the and transforming them to create something never before seen south door into the southern façade. Unfortunately, our yet unmistakably Iranian. limited time does not allow us to cover all of these examples . The reflection of the light can make a plaster surface of a mud- brick wall appear as exciting as it does with glittering color tiles. The creators of Iranian architecture since the ancient times have 2. Columns handled virtuously the use of light for both functional and aesthetical purposes, and the glazed bricks of Achaemenid Susa are early evidences of their skills. Without any doubt the beauty Each structure had its own unique columns with their specific of the Iranian architecture in the Islamic era owes its existence to proportions. For example, the columns in the Throne Hall are the efforts and achievements of the Achaemenid, Parthian and slimmer than the ones in the Apadana which gives more Sasanid artisans. elegance to the Throne Hall. We reconstructed the columns of As architects who have been always used to build plain models each building according to the original proportions so as to in white without colors when my partner, Wolfgang Gambke preserve that structure’s authentic character and charm. and I began to create the virtual reconstruction of Persepolis in Columns were a very important and sensitive element in ancient 2001 we were in agreement that our model would focus only on architecture. The awe -inspiring characteristic of a building – the the accuracy of proportions and construction and in order to feeling that it gives a person is achieved by the columns and their cause no distraction from this very important aspect of the work form, shape, and coloring and placement. The bright and we wouldn’t consider the chromaticity of the structures. But we friendly atmosphere can be traced to the relationship between realized very soon that its importance shouldn’t be the columns and empty space between them and to the underestimated. relationship between the diameter of the column and its height. On the 21 st of March 2006 we signed a contract with the There are at least two reasons why columns were important: (1) Historical Museum of Palatinate in the city of Speyer in in ancient times, they represented trees and trees were Germany to create a film and a multimedia presentation of our considered holy in west Asia from Egypt, to India; and (2) virtually reconstructed Persepolis for the Museum’s temporary columns are space makers in architecture – they build and shape Persian Achaemenid Empire exhibition (Pracht und Prunk der the interior space. Großkönige. Das persische Weltreich, 9.7. - 29.10.2006) ; further to support their technical staff to create an original scale colored In ancient West Asia, trees were the symbol of abundance and replica of the Apadana column capital which was the first blessing. Even in Iran today, there are still sacred trees. People attempt to present the possible color schemes for the column still believe in their holiness. In ancient Iranian beliefs, trees capitals of Persepolis. In addition to the museums scientific were the columns of the cosmos. So in construction, they

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advisor Dr. Ellen Rehm the authorities of the museum at our 4. Modeling method, Textures, Materials, and suggestion could enlist Dr Shahrokh Razmjou’s assistance , the Lighting head of the Center of Achaemenid Studies at the National Museum (Iran Bastan Museum) in Tehran for information. Dr Razmjou’s report on his investigations built the basis for recreations of the colors both virtual on our website and physical Since we did not have access to a 3D scanner we had to build at the Historical Museum of Palatinate. the 3D models ourselves. My partner Wolfgang, who is proficient in this field, used front, side, and the top views of the Dr. Razmjou’s report contained information consisting of three subjects such as the bull-head capital to create accurate models. different levels: The software we used was the basic module of Maxon’s Cinema4D. Our sources were E. Schmidt’s photos and 1. what is known and evidenced, drawings and later our own photos which Wolfgang took during 2. what is awaiting validation, and his visit at Persepolis. We used some 2500 digital photos which 3. what is pending investigation he brought back from his Persepolis trip to create the textures. A few months later we were fortunate to be asked by Dr St John Materials such as limestone and mud brick were created by using Simpson from the British Museum to create a video clip of our the original photos of the each building. Almost all buildings in virtually reconstructed Persepolis for the museum’s Ancient Iran our project maintained their original material. Gallery . The co-operation with Dr St John Simpson and his Lighting was a challenging part of work. For the roof openings colleagues as well as later with the Los Angeles County Museum in the Throne Hall we created a source of light for each opening of Art helped our project once again to progress and to arrive at to simulate the original mood of such a construction as can still the point where it is now. be seen in Iran. We hope to complete our color concept soon based on the shortly published results of the investigations into colors and pigments of Persepolis by The Persepolis Polychromy Project by Dr. Alexander Nagel from the Smithsonian Institute.

Acknowledgements

Our team owes a debt of gratitude to numerous friends and colleagues and scholars who helped us with information and encouraged us throughout the years. They include Dr, St John Simpson, Dr. Shahrokh Razmjou, Prof. David Stronach, Prof. Richard N. Frye, Prof. Philip G. Kreijenbroek, Dr. Katja Föllmer, Dr. Alexander Koch, Dr. Ellen Rehm, and Dr. Ali Mousavi. We are garteful to Dr. Heiko Krefter, the son of the late Professor Friedrich Krefter and his family for granting us access to F. Krefter’s documents and legacy on Persepolis. We thank Götz Balonier and his production team for the collaboration on the Arte TV documentary, « Persepolis, Rediscovering the Lost Capital of the Persian Empire » We are grateful to Micky Barron for the English translations of parts of our website and Farid Falahian for providing us with on-site research material. We thank Dr. Babak Ghalekhany and Reza Saremi for assisting us with funding.

References

SCHMIDT, Erich. F. (1953): Persepolis I . University of Chicago Press. Chicago, Illinois. KREFTER, Friedrich (1971): Persepolis-Rekonstruktionen . Teheraner Forschungen des Deutschen Archaeologischen Institutes. Gebr. Mann Verlag. Berlin TRUEMPELMANN , Leo (1988): Persepolis – Ein Weltwunder der Antike . Philipp von Zabern. Mainz. KOCH, Heidemarie (1992): ES kündet Dareios der König . Philipp von Zabern. Mainz. BOARDMANN, John (2003): Die Perser und der Westen . Philipp von Zabern. Mainz. KREFTER, Friedrich (1991): “ Die blauen Schuhe ”, in Archaeologische Mitteilungen aus Iran , Band 24, pp. 57-59. KREFTER, Friedrich (1979): “ Mit Ernst Herzfeld in Pasargadae und Persepolis 1928 und 1931-1934 ”, in Archaeologische Mitteilungen aus Iran , Band 12, pp. 13-28. KREFTER, Friedrich (1989): “ Persepolis in Farbe ”, in Archaeologische Mitteilungen aus Iran , Band 22, pp. 131-134. TILIA, Ann Britt (1978): Studies and Restorations at Persepolis and Other Sites of Fars II , IsMEO. Rome. RAZMJOU, Shahrokh (2006): Colors and Paintings of Persepolis Columns , Report for the Historical Museum of Palatinate, Germany.

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Recreando Alejandría, dos visiones distintas de la misma ciudad: Los decorados digitales de la película "Ágora" y la pieza estereoscópica "Alejandría, el sueño de Alejandro Magno"

Magoga Piñas Azpitarte

EL RANCHITO IMAGEN DIGITAL. Madrid. España

Resumen

La oportunidad que supone enfrentarse al reto de recrear digitalmente una misma ciudad en dos épocas y para dos proyectos distintos nos permite ofrecer un análisis basado en la práctica de los diferentes enfoques, metodologías de trabajo y técnicas utilizadas en los dos supuestos. En Ágora, la ciudad digital es el fondo necesario para que se desarrolle la acción. Ambientada en el siglo IV d.C., se muestra mediante imágenes de aspecto hiperrealista realizadas con técnicas de efectos visuales de cine. En "Alejandría, el sueño de Alejandro Magno", la ciudad tiene un papel protagonista. Ambientada en la época ptolemaica, se muestra a través de imágenes estereoscópicas de alta definición realizadas con técnicas de animación.

Palabras Clave : ALEJANDRÍA, EFECTOS VISUALES, ESTEREOSCÓPICO, ANIMACIÓN

Abstract

Since we digitally reconstructed the same city for two different projects set in two different historical time frames, we have the perfect opportunity to analyze their differences in scope, methodology and techniques. For the film "Agora", the digital city is just a backdrop in which the action takes place. The play is set in the in the IV Century B.C. and the city is seen through hyperrealistic images made by visual effects techniques. In the audiovisual program/documentary/show? "Alexandria, Alexander the Great`s Dream", the city plays a main roll. The action is set in the Ptolemaic period, and the city is shown by way of 3D stereoscopic images and animation techniques.

Key words : ALEXANDRIA, VISUAL EFFECTS, STEREOSCOPIC ANIMATION

Dos reconstrucciones digitales de la ciudad de Alejandría. A decorados veristas, como esos fondos que vemos en la televisión primera vista podrían considerarse trabajos de naturaleza similar. en los reportajes de actualidad. Al fin y al cabo, se trata de la misma ciudad y el resultado en ambos casos serán imágenes que se verán en una pantalla. Pero se trata de dos proyectos audiovisuales de tan distinta naturaleza que todo cambia: el enfoque, el desarrollo y las técnicas utilizadas.

1. Planteamiento

"Ágora" es una película. Desde el origen del proyecto colaboraron en él dos asesores para mantener la coherencia histórica con la Alejandría del siglo IV a.C, Elisa Garrido y Justin Pollard. Pero todo está supeditado a la historia que quiere contar su director, Alejandro Ámenabar. Y él quiere hablarnos del Fig. 1. Fotograma de la película Ágora. Detalle. descubrimiento científico, de astronomía, de creencias y religión, La ciudad digital sólo es un fondo, pero ha de ser muy realista. Se trata de aunque lo cuente a través de un personaje que vive en un lugar y un trabajo de efectos visuales enmarcado dentro del proceso habitual de una época determinados. Por eso la ciudad aquí es el decorado, producción cinematográfica. un espacio que tiene que resultar creíble para que la historia transcurra con naturalidad. La ciudad digital no sólo no es protagonista, sino que tiene que pasar lo más desapercibida posible. Ni siquiera tiene que ser bonita. El director quería unos

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optimizar el espacio y aprovechar fondos, los edificios "Alejandría, el sueño de Alejandro Magno" es una pieza tienen que adaptar volúmenes y situación. audiovisual diseñada como un complemento de la exposición "Alejandro, encuentro con Oriente" y prevista para ser mostrada en formato estereoscópico. El objetivo aquí es transmitir al público una serie de conocimientos sobre la Alejandría de la época helenística. La reconstrucción digital del pasado es siempre es un ejercicio de imaginación, y aún trabajando con rigor, sólo podemos ofrecer conjeturas e interpretaciones, pero en este caso mantener la coherencia con la información histórica es la prioridad. La ciudad aquí sí que es protagonista, intentamos mostrarla desde distintos ángulos y perspectivas y recrearnos en sus detalles, y a la vez, transmitir esa información de una manera atractiva para el gran público. Como los recursos y el tiempo disponibles siempre son limitados, decidimos no invertir tanto esfuerzo en conseguir una imágenes de realismo fotográfico, algo tremendamente laborioso y más aún para un formato Fig. 3. Fotografía aérea del fuerte Ricasoli, con los decorados de Ágora. estereoscópico. En cambio, nos centrarnos en buscar una línea gráfica que resultara atrayente, que nos ayudara a reforzar los aspectos didácticos y que ayudara a resaltar el efecto de la visión Nuestra labor está supedita al equipo de arte. Como suele siendo 3D. habitual desde que existen los efectos especiales, los decorados se construyen sólo hasta donde interactúan los actores. Básicamente nuestro trabajo consiste en añadir tejados y ampliar los edificios y sobre todo, en mostrar la ciudad en todas sus vistas generales. Alejandro Ámenabar quería reforzar el trabajo de los actores, y para ello se construyeron unos decorados impresionantes por sus dimensiones y por la calidad de sus acabados. Este tipo de decorados, más en la línea de las grandes producciones históricas de los años 50 permite una gran flexibilidad de movimientos y de tiros de cámara. A pesar de ello, todo tiene que estar muy medido y controlado, cada hora de rodaje y cada metro de decorado son muy costosos, y es muy importante saber con precisión qué es lo que se ve en cada plano para poder ajustar el trabajo en el set y en el ordenador. Por eso Fig. 2. Fotograma del audiovisual desde el primer momento trabajamos en la realización de un Alejandría, el sueño de Alejandro Magno" animatic en 3D. Se realiza una recreación en 3D de todas las La ciudad digital es protagonista, tiene unos acabados más próximos a las secuencias complejas, una visualización muy técnica, en la que películas de animación y pensados para reforzar la visión en 3D. Y dan igual el aspecto y los acabados, lo importante es ser desarrollamos la película en su totalidad, incluyendo guión y dirección. tremendamente exacto con las medidas y que se distingan bien los diferentes elementos de la escena. Se trabaja con escenarios 2. Preparación simplificados y con colores chillones, pero con la exactitud necesaria que se puedan tomar decisiones importantes: las medidas de un decorado, la cámara a utilizar o cuantos figurantes En la fase de preproducción de Ágora empiezan a trabajar todos harán falta para cubrir la escena. los equipos de cine a la vez. Siempre con la colaboración de los asesores, el equipo de dirección de arte, dirigido por Guy En "Alejandría, el sueño de Alejandro Magno" lo primero que Hendrix Dyas empieza a buscar las referencias históricas y a tuvimos que elaborar fue el guión. Siempre pensando en darle a preparar los primeros bocetos. El objetivo es encontrar una línea la película un desarrollo narrativo decidimos renunciar a seguir de decorados, vestuario y ambientación que sin alejarse mucho estrictamente una cronología, la ciudad se recrea tal y como de las referencias históricas cumplan con una serie de requisitos imaginamos que pudo ser en los momentos de esplendor de la cinematográficos: época ptolemaica, alrededor del siglo II a.C. Queríamos mostrar la ciudad de una forma que pudiera resultar cercana para el • Tiene que transmitir la imagen de la ciudad que quiere espectador de hoy, y para ello generamos una estructura de el director. Para Alejandro Ámenabar era importante bloques que hablara cada uno de un aspecto determinado de la resaltar la decadencia del lugar. También se tuvo en vida en la ciudad y que pudiera asociarse a un edificio o cuenta el mantener un código de colores que ayudara estructura determinado. Por ejemplo, al hablar del comercio se al espectador a identificar más fácilmente los espacios muestran la estructura portuaria, el heptastadium y los barcos. y los personajes. Aquí el animatic también es fundamental, pero con un sentido y • Los decorados deben permitir al director rodar los una finalidad diferente. Para empezar no se restringe a unas planos que se ha imaginado. Esto marca mucho escenas determinadas, sino que cubre la totalidad de la película. formas, alturas y disposición de los elementos. Se trata de una versión previa de la película, que desde el principio se ajusta de manera aproximada al tiempo total • Y tienen que adaptarse a las localizaciones disponibles. mediante una locución de referencia, y en la que se irán En este caso, la mayor parte de los sets hubo que sustituyendo progresivamente cada uno de los planos en función encajarlos en el antiguo fuerte de Ricasoli. Para poder del desarrollo del trabajo.

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Fig. 4. Animatic, Rodaje y Plano final

Fig. 5. Animatic y planos finales. Secuencia Heptastadium

Aquí lo fundamental es comprobar que la pieza mantiene el ritmo visual, así que no es un animatic técnico, sino que podemos denominarlo "artístico". En su inicio, los planos estarán representados por esbozos dibujados a mano de lo que queremos mostrar, y luego por versiones muy esquemáticas de las recreaciones 3D, que se irán mejorando hasta la versión final.

3. Documentación

La búsqueda de referencias para la construcción de los decorados de Ágora estuvo a cargo del equipo de arte, pero nosotros nos ocupamos del trabajo de documentación de la ciudad general. Por nuestra parte era importante mantener la coherencia histórica, y para ello se integró en nuestro equipo Daniel Aragoneses, arquitecto que está realizando su tesis sobre Fig. 6. Plano de la ciudad Alejandría y colaborador del departamento de Ideación Gráfica de la Facultad de Arquitectura de la Universidad Politécnica de Madrid. Él empezó a sintetizar la documentación de esa época de la ciudad en un detallado plano de planta, y en una serie de A la hora de planificar la estructura para "Alejandría, el sueño de esbozos y anotaciones para guiarnos en los diferentes estilos Alejandro Magno", lo primero que se elaboró fue una escaleta de arquitectónicos. Alejandría en esa época empezaba a estar en contenidos que recogía la primera versión de los textos, el tipo decadencia, posiblemente la zona más hacia al Oeste estuviera ya de imágenes con las que los íbamos a ilustrar y las referencias empezando a abandonarse, y en la zona sur se empezarían a gráficas y bibliográficas. El trabajo de documentación estuvo formar arrabales que rompían la trama cuadriculada de la ciudad supervisado por el comisario de la exposición, Antonio Almagro. planeada por Alejandro Magno. Predominaban en la ciudad los Para las referencias bibliográficas contamos con la colaboración edificios de estilo romano, pero el estilo egipcio también era muy del historiador del arte Jose Luis Vega Loeches. El primer importante en el diseño la estampa de la ciudad, y era muy visible análisis de la documentación existente nos sirvió para decidir con en templos, cubiertas planas y influencias en al decoración. Y qué edificios nos atrevíamos a ofrecer una reconstrucción por otra parte, empezaba a aparecer la arquitectura copta, y tridimensional en función de los datos disponibles. También en algunas cúpulas ya destacaban entre los tejados y terrazas. función de esa información se decidía qué partes se verían del edificio, exteriores o interiores, y cual sería el punto de vista y el nivel de aproximación.

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Para el tipo de película que queríamos hacer nos interesaron El estilo arquitectónico es claramente helenístico, con una base mucho como fuente las narraciones antiguas de viajeros, de órdenes clásicos pero con gran influencia del estilo y las filósofos e historiadores. En los escritos de Diodoro de Sicilia, formas de construir egipcios. Era importante reflejar en la mayor Estrabón, Arriano, Plutarco o Tácito encontramos descripciones medida posible las innovaciones y peculiaridades de la de primera mano y muy "visuales" de sus impresiones en la arquitectura de la ciudad, la recreación de este "estilo ciudad. Los datos que aportan los últimos avances de alejandrino" está basado en las pautas que marcan los escasos historiadores y arqueólogos, como las excavaciones de Franck vestigios que se conservan de la época. También se ha recurrido Goddio y Jean-Yves Empereur y los estudios de Judith como referencias más generales a otros edificios y asentamientos McKenzie y los investigadores de la nueva Bibliotheca de la época helenística de los que sí se conservan aún restos Alexandrina han sido la base fundamental del trabajo de importantes, especialmente de aquellos situados en el Norte de documentación. Y el análisis de las monedas, objetos, pinturas e África y las riberas del Mediterráneo. inscripciones antiguas nos han suministrado pistas fundamentales para recrear detalles importantes.

Fig. 7. Moneda de la época, estatua de Asclepio de Acragas, busto de Serapis y recración 3D

Fig. 8. Comparativa de estilos arquitectónicos en las dos recreaciones.

En cuanto al diseño general de la ciudad las diferencias más • Vegetación. Ágora se filmó en Malta, una isla importantes entre las dos producciones son: extremadamente seca y con una luz muy dura, y para mantener la coherencia visual en la ciudad digital • Estilo arquitectónico . En más de 4 siglos de tampoco hay apenas vegetación y ha reforzado el distancia la ciudad habría cambiado mucho su aspecto. ambiente polvoriento del desierto. Pero tal y como Especialmente las innovaciones de la arquitectura intentamos reflejar en la otra película de Alejandría, la romana provocarían cambios muy visibles, vegetación debía ser mucho más abundante, ya que el introduciendo grandes edificios y infraestructuras agua traída del Nilo permitía el riego de numerosos públicas, cambiando la tipología de las viviendas, que huertos y jardines. aumentan su altura e incorporan arquerías y cubiertas complejas. • Planta . La recreación de la Alejandría helenística intenta ajustarse lo más posible a las investigaciones • Apariencia . En un caso se pretende trasladar al arqueológicas y sus hipótesis sobre la situación de los espectador la imagen de una ciudad nueva, recién edificios principales. En cambio, en la película de construida. En el otro, la impresión es la de una Ágora, aunque la primera planta de la ciudad romana ciudad en decadencia. también se diseña en base a la documentación histórica, más tarde se le hicieron una serie de modificaciones por exigencias del rodaje:

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4. Realización.

A la hora de representar una ciudad del pasado, si lo que tenemos que generar por ordenador son sus vistas generales, hay dos formas de hacerlo: • 2D. Usando técnicas de dibujo y retoque fotográfico se consiguen fondos ("matte painting") que pueden ser muy realistas. • 3D. Realizando un modelo tridimensional de las casas, infraestructuras y edificios. Si no hay demasiados puntos de vista diferentes y la cámara no Fig. 9. Recreación de jardines en ilustración. se mueve demasiado, la técnica más rentable y también más efectiva es la primera. Hoy en día se suele recurrir a trabajar imágenes 2D de gran resolución proyectadas sobre modelos 3D simplificados para conseguir más movimiento y perspectiva. En Ágora tampoco eran tantos los fondos a realizar, muchos de ellos desde puntos de vista similares, así que lo más lógico y más rentable hubiera sido plantear las vistas generales en 2D. Pero había que realizar dos planos que cambiaron por completo la metodología de trabajo, dos zooms de cámara desde el espacio exterior hasta un personaje y viceversa, un poco al estilo de la navegación que podemos hacer en "Google Earth", pero con entornos del pasado. Se trataba de unos planos muy importantes para Alejandro Ámenabar que quería transmitir la soledad existencial que supone el saber que no somos el centro del universo y una sensación de distanciamiento y de insignificancia en la magnitud del cosmos.

Fig. 10. Comparativa de las dos plantas.

o Aunque no sabemos dónde estaba exactamente la biblioteca, todo parece apuntar a que sus edificios principales estaban cerca de la costa. En la película está integrada en el Serapeum, cuya diseño tampoco tiene nada que ver con lo que plantean los últimos estudios. En el Serapeum histórico sí que había una biblioteca, pero secundaria. o Los principales decorados se montaron en el fuerte Ricasoli de Malta, que se encuentra en la costa y en los planos rodados, el ágora y el teatro tienen mar como fondo. Para mantener la correspondencia, en la planta de la ciudad digital se cambia el perfil de la costa para hacer que esas zonas estén próximas al mar. Fig. 11. Ejemplo de niveles de acercamiento en los zooms de Ágora.

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Para poder realizarlos con el realismo necesario se optó por En "Alejandría, el sueño de Alejandro Magno" la ciudad no se realizar un modelo tridimensional de toda la ciudad. Una ciudad construyó entera en 3D. Sólo se construyeron modelos tan extensa requería de una geometría muy pesada de manejar en tridimensionales de dos manzanas "tipo" que se copiaban y cualquier ordenador por potente que sea y hubo que recurrir a la modificaban para generar distintos fondos. En las viviendas la programación para generar una serie de aplicaciones que tipología edificatoria que se sigue es más uniforme, con una permitían su procesado. arquitectura básicamente de estilo griego y con más espacios abiertos, zonas de trabajo y jardines. Nuestro asesor histórico, Daniel Aragoneses dibujó una planimetría técnica de un sector de la ciudad, desde la línea de Para la visión más general de toda la ciudad recurrimos a una costa hasta su muralla exterior. En ese plano se marcaban los imagen cenital de muy alta resolución realizada mediante retoque patrones de urbanización, la mezcla de estilos y la disposición de fotográfico. Partimos de imágenes actuales de satélite, los edificios que marcarían la pauta de la ciudad. Se modelaron compuestas y retocadas hasta conseguir el perfil original de la una serie de edificaciones con una geometría reducida de los costa y un entorno acorde a la época. Sobre este terreno se distintos estilos arquitectónicos con las que se fue construyendo dibujó entonces la trama principal de las calles. Y para añadir las la ciudad siguiendo ese patrón. viviendas, se generaron una vistas cenitales de los modelos 3D de las manzanas que teníamos en distintas posiciones, que se fueron retocando y variando en 2D para conseguir un diseño que no resultara muy repetitivo.

Fig. 12. Patrón de urbanización. Planta del sector.

Fig. 13. La vía Canópica y los jardines

Fig. 14. La biblioteca, Serapeo y Faro

Sí se reconstruyeron en 3D y con bastante detalle los edificios y movimientos de cámara y se ajustaban los parámetros de la estructuras más representativos de la ciudad. El nivel de detalle estereoscopia. Una vez aprobado el animatic se terminaban de de modelado y los acabados de las distintas edificaciones se modelar los detalles que se apreciaban en las imágenes, y se fueron ajustando en función de cada uno de los planos a realizar, dejaban como modelos simplificados aquellos que apenas se ya que el punto de vista, el movimiento de cámara y el efecto de veían. la visión 3D influyen mucho en la percepción de las imágenes. Por eso primero se trabajaron unos modelos de cada edificio con una geometría más básica con las que se planificaban los

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5. Los personajes. Hay que tener en cuenta que Alejandro Magno es un auténtico icono cultural. La representación pictórica deja más vía libre a la imaginación, y por eso creemos que encaja mejor con la imagen En Ágora los personajes son los actores. Para poder introducir la mental que cada espectador pueda tener del personaje. Es ciudad digital se recurre en rodaje a grandes paneles de croma también más adecuada para tratar los aspectos míticos y que nos permiten recortar a los personajes para cambiar los legendarios, que tienen difícil representación en el mundo real. fondos. El material de cine es escaneado y se procesa en equipos de composición digital donde se mezcla el rodaje con la ciudad generada en 3D. Conseguir que el recorte de los cromas quede totalmente realista implica un proceso laborioso que comienza en el momento del rodaje. Hay que tratar de conseguir una correcta iluminación de los paneles de croma, una atmósfera limpia sin brillos brillos ni polvo en el aire, y tener cuidado con que los colores de vestuario y atrezzo destaquen bien sobre el color del fondo. Fig. 16. Dibujos animados.

El otro sistema de animación utilizado es la generación de figuración digital. La ciudad aparece llena de personajes que ayudan a dar escala a los edificios y a mostrar unos escenarios habitados y vividos. Todavía hoy en día la realización de personajes en 3D tan realistas como para que puedan ser mostrados en planos cercanos es un trabajo técnicamente muy complicado. En función de los recursos disponibles, antes que perder calidad, preferimos mantener a nuestros personajes de animación en un tamaño reducido, de forma que se puedan apreciar los movimientos pero no los detalles. Para ello se usó un software especial, Massive, que dispone de herramientas para manejo de masas y movimientos de muchedumbres en 3D con bastante realismo.

Agradecimientos

Todo el equipo de el RANCHITO IMAGEN DIGITAL Oscar Saez Empty Antonio Almagro Jose Luis Vega Loeches Iñigo Rotaetxe Fig. 15. Rodaje con paneles de croma. Pite Piñas Canal de Isabel II En la pieza para la exposición decidimos no utilizar actores Mod Producciones reales sino recurrir a diversas técnicas de animación. Alejandro Ámenabar Para representar algunas secuencias de la vida de Alejandro Magno optamos por una animación basada en ilustraciones 2D Fernando Bovaira que se montarían en teatrillos o escenarios 3D para darles Daniel Aragoneses profundidad, un poco en la línea los teatros de juguete de figuras recortables. Se trata de una animación de siluetas inspirada en las pinturas y figuras decorativas de la época clásica y tratada en 3D para potenciar el efecto estereoscópico.

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RECONSTRUCCIÓN VIRTUAL DE LA COCINA DE UN PALACIO ROMANO. IMAGEN REAL Y VIRTUAL. © DIGITAL ARCHAEOLOGIE. (2010). ALEMANIA.

MESA PONENTES_2/ TABLE OF LECTURES_2 NUEVOS RETOS Y PERSPECTIVAS DE LA ARQUEOLOGÍA VIRTUAL EN EL SIGLO XXI. ¿UN CAMBIO DE PARADIGMA?/ NEW CHALLENGES AND PROSPECTS FOR THE VIRTUAL ARCHAEOLOGY IN THE XXI CENTURY. A PARADIGM CHANCE?

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Computer simulation in archaeology. Art, science or nightmare?

Juan A. Barceló

Dept. Prehistoria. Universitat Autònoma de Barcelona. Barcelona. Spain

Resumen

Se propone ampliar el concepto mismo de Arqueología Virtual a la simulación de sociedades humanas y no sólo la simulación de objetos que existieron en el pasado. La idea es poder disponer de una herramienta para explicar las formas de causalidad social a un nivel tanto micro como macro. El objetivo, por tanto, ya no es el artefacto arqueológico, sino la sociedad en su sentido más amplio, si bien se trata de una sociedad que sólo existe en un mundo “virtual”. Esta sociedad artificial, nuevo objetivo del análisis se crea con su propia estructura y conducta simuladas. Con la posibilidad de simular sistemas sociales virtuales, se hace posible una nueva metodología para la investigación científica.

Palabras Clave : ARQUEOLOGÍA VIRTUAL, SOCIEDAD ARTIFICIAL, SIMULACIÓN, MODELO A BASE DE ACTORES

Abstract

By simulating historical processes and not just the archaeological material, I intend to explain social causality at the micro and macro levels. The target is no more an archaeological artifact but a human society at large, although existing only in the virtual world. A new target, the artificial society, is created with its own structure and behavior. With the possibility of simulating virtual social systems, a new methodology of scientific inquiry becomes possible.

Key words : VIRTUAL ARCHAEOLOGY, ARTIFICIAL SOCIETY, SIMULATION, AGENT-BASED MODELLING

1. Computer Simulation as a Time Machine and exploiting constraints (between the user/producer and the material evidence of his/her action, the user/producer and the natural environment, and the material evidence and the natural History only runs once, but inside a computer a virtual model of environment). the historical past would run infinite times. In the computer, we For this sort of cognitive task to work, the scientist, as would explore (by altering the variables) the entire possible range programmer, should know what precipitating conditions of outcomes for different past behaviors. The idea is then generate an increase in the probability of occurrence of an effect. simulating inside a computer what we know about actions Beyond a simple addition of individual random decisions, social having been performed in the past and experimenting with the activity should be defined in terms of social dispositions or effects they may produce in such a virtual world. capacities within a system of subjects, intentions, activities, actions In this way, Virtual Archaeology would not be limited to the and operations, some of them rational, others clearly reproduction of stones, walls, buildings, pottery sherds, animal indeterminate, impulsive or unconscious. The fact that the carcasses, but a chronologically ordered sequence of changes and performance of some social action A, in circumstances T, has a modifications acting over the consequence of former changes probability P of causing a change Y in some entity N (social and modifications. That means that, inside a computer, the Past agent, community of social agents or the nature itself), is a would be seen in the Present as a sequence of finite states of a property of the social action A (Barceló 2009). temporal trajectory. Such a simulation would not “see” the past The implementation of such causal affordances or potentialities as it once was nut as potentialities for action, that is, inside a machine to explain what it “sees, is usually called explanations that can take place when it encounters a situation of computer “simulation” of a causal process (Edmonds and Moss some sort. 2011, Epstein 2006, Macy and Willer 2002, Sokolowski and An important aspect of this way of understanding historical Banks 2009, Zacharias et al. 2008). causality is that it forces the analysis to pay attention to the flux of ongoing activities, to focus on the unfolding of real activity in a real historical setting. 2. Virtual Societies A computer simulation should allow us to understand archaeological observables in terms of a priori affordances : relationships between observed properties and the inferred Writing a computer program to simulate social activity in properties/abilities of people having generated those properties. prehistory has long seemed an impossible task. There are still The affordances of any archaeological evidence become obvious many social scientists thinking that we cannot reproduce what in its use and/or formation process. Both involve establishing humans did and believed inside a computer, because a machine is a bad surrogate for the complexity of human beings. These

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scholars seem to believe that we do not have access to the can be so complex, e.g. containing production of new entities knowledge necessary to accurately reflect all of the interweaving that one may assign some form of behavior with the simulated and evolving components of social activity through history. environment, programmed as global state variables. Every Machines are limited to the calculation of input-output pairs, and environmental dynamic that is model-specific can be counted to no social activity would be so simple. This criticism is mostly it. An important consequence of this view is that the agent and wrong, especially in modern times when artificial intelligence has the environment constitute a single system, i.e., the two aspects shown how the appropriate interconnection of very simple are so intimately connected that a description of each of them in computational mechanisms is able to show extraordinary isolation does not make much sense. complex patterns, and when access to GRID technologies of distributed supercomputing becomes easier. Obviously, not Running this computer model of an artificial society simply everything can be simulated within a computer, because of the amounts to instantiate the simulated populations of people, many limitations of the approach, notably the non-uniqueness letting the agents interact, and monitoring what emerges. difficulties that arise when describing social mechanisms. Non- Although embodied agents tend to be computationally simple uniqueness means in effect that the true input-output mapping and to live in computationally simplified environments, if one cannot be selected from among a large set of possible mappings places many agents together in the same environment interesting without further constraints imposed. This undesirable behavior collective behaviors tend to emerge from their interactions. may be due to different factors, among them: noise in the What emerges from the collective execution of rules packaged in measurements, insufficient number of measurements, but form of agents is a gradual updating of agent’s beliefs and the specially, because of the non-linearity of the social activity itself: concomitant modification of their plans, arriving at some form different actions can produce the same observable archaeological of social order . This should be conceived as any form of systemic features, or the same action may not produce always the same structuring which is sufficiently stable, to be considered the archaeologically observable features. Fortunately, however, consequence of social self-organization and self-reproduction satisfactory computer simulations can sometimes be given for through the actions of the agents, or consciously orchestrated by effects resulting from social mechanisms whose operations are (some of) them. too irregular to enable the archaeologist or social scientist to reliably predict their future performance, or to systematically explain why they sometimes fail to produce the effects they 3. Virtual Prehistories produce on other occasions.

Our aim should be to simulate human beings “living” in a virtual environment that is an abstraction defined by us on the basis of Archaeologists and historians have begun to convert social social theory and/or historical data. By implementing social theories to computer programs, intending to simulate social events as computational agents and their mutual influences as processes and historical trajectories of known societies. It interactions, we plan to discover that collective action may be implies carrying out "historical experiments" that would described and explained as non-accidental and non-chaotic. otherwise be impossible. Seen in the framework of agent-based modeling, the artificial There are increasing numbers of examples in the specialized societies we pretend to build are based on a set of simulated literature. In the case of testing social theories by means of social agents having a (virtual) body, and living in and interacting agent-based simulations we should consider the important with a (virtual) environment. They are represented as members studies by Claudio Cioffi-Rivilla (Center for Social Complexity, of an evolving (virtual) population of social procedures at George Mason University), Nigel Gilbert (Centre for Research (mechanisms), which determine important aspects of the on Simulation in the Social Sciences, at Surrey University), Scott population’s structure and development and therefore of the Moss (Centre for Policy Modeling, at Manchester Metropolitan individual’s behavior. Agents are pieces of software with University), Klaus Troiztsch (Institute for IS Research, at individual goals and rules of behavior and capable of self- Koblenz-Landau University). These authors, among many controlled goal directed activity. Virtual social agents “live” in an others, have developed the necessary computer languages and environment populated by many other agents, so the successful programming environments. John H. Goldthorpe, Peter completion of their tasks is subject to the decision and actions of Hedström, Diego Gambetta and Raymond Boudon have proved others. On the one hand, agents may interfere with each other the fertility of explanation through social mechanisms, due to a mere side effect of their activities. In other words, developing for years an analytical approach to social explanation, people having lived in the past do not appear as passive museum mainly with research about the interaction between cognitive objects. Inside the computer simulation, and as well as they did rationality, axiological/normative rationality, social norms, the in their real world, they act as influenced by other people having aggregate social outcomes, and other topics such as believes or lived at the same time and any other change in the social or values that conforms the individuals/agents motivation (see physical environment, for instance, climatic change, social references in Hedström and Bearman 2009). transformation, etc. People interact, influence others, reinforce There is also an increasing number of simulation studies applied some actions, interfere with others, and even sometimes prevent to historical research. Most of them are based on pioneering the action of other people. People consciously and deliberately work by Jim Doran, whose EOS system simulated the generate contexts (activities) in part through their own emergence of social order at the end of Middle Paleolithic Times objectives. (Doran et al. 1994). Doran’s approach has been pursued by Agents may interact as well with non-agent entities in this many other scholars, which have modeled different hypotheses environment explicitly represented as some form of “world”- about foraging behavior and social reproduction in small-scale entity. As the real world constrains the structure and behavior of societies. Of related interest are simulations of hominid the real agents, the simulated environment plays that role for the behavior, using relevant archaeological and paleo-ecological data simulated agent system. The perceptions of the simulated agents to test specific hypotheses about the origin of humankind (see need to have some origin in the environment that has to be references in Kohler and Leeuw 2007, Barceló 2009, represented in the environmental model. These dynamics also Costopoulos and Lake 2010).

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The interaction between physical environment and the social trait of the mode of her group, in such a way that consensus agents is now well understood, but we need much more increases and “culturally” homogenous groups tend to emerge. theoretical and methodological work to implement social Moreover, “culture” evolves through local mutation, that is to interaction and the emergence of social contradictions along say, the attained levels of “cultural” identity are also submitted to historical trajectories. Going beyond forager behavior, and random cultural drift. With a fixed probability level, a household moving towards the explanation of the emergence of social mutates one of her cultural traits which is simultaneously copied complexity, some preliminary work has been published. We can by her group (we supposed that geographical proximity ensures mention the studies about the emergent mechanisms that lead to that culture of all group members evolves in the same direction). social institutions in small-scale societies. Artificial societies are also being programmed for studying the origins of agriculture, Our simulation confirms that the degree of cultural and pastoral nomad/sedentary peasant interaction can also be differentiation, and hence the emergence of more or less analyzed using cuch methods. “ethnic” groups seems to depend on:

The VIRTUAL ANASAZI project (Gummermann et al. 2003) 1. the number F of cultural features that characterize and the “Village Ecodynamics” project by Tim Kohler and his each agent, colleagues (Kohler et al. 2000, 2008, Kohler and Leeuw 2007, 2. the number q of traits that each feature can take on, Janssen 2009) are “real sized” simulations of historical agricultural societies, designed to investigate where prehistoric 3. the size A of the territory or, equivalently, on the people of the American Southwest would have situated their number of interacting agents. households based on both the natural and social environments But the main result of our simplified model is the emergence of in which they lived. Finally, we can mention the investigations by ethnicity and the partitioning of social networks even in the case researchers at the University of Chicago and Argonne National population did not grow . In other words, cultural diversity not Laboratory (Altaweel 2008, Christiansen and Altaweel 2006) who only depends on the size of population nor on the extension of have modeled the trajectories of development and demise of territory, but it is socially mediated by many other social Bronze Age settlement systems for both the rain-fed and feedback processes that affect the way homogenous groups are irrigated zones of Syria and Iraq. These investigators intend to born, reproduce and die. Ethnic partitioning follows culture demonstrate that systems of ancient Near Eastern cities co- differentiation which also follows the intensity and reproduction evolved in an intimate relationship with their environment, of labor cooperation. This is a complex social mechanism primarily by means of the aggregation through time of smaller characterized by the dialectical relationship between the higher fundamental units (e.g., households). payoffs of cooperation, the local carrying capacity, the level of technological development and the risk of increasing social stress when surplus accumulates and wealth became unequally 4. Simulating Prehistoric Patagonia distributed. Furthermore, in our model, social fusion appear to be less frequent than the fission of former groups, basically by the cost We have built an artificial society based on what we know due to diminishing marginal returns relative to the number of ethnoarchaeologically from prehistoric Patagonia and the households cooperating. Only if some individuals within the emergence of ethnicity (Barceló et al. 2010). Inside the model, a group increase their own productivity and the absolute volume population of virtual agents moves randomly in search for of their production above a critical threshold, they can invest resources, and organized in households as ancient Patagonians such a surplus to increase coercion, and hence maintain ever did. There are two kinds of economic activities: gathering, which increasing levels of social inequality. Without a dramatic change was an individual task, and hunting, which was only possible in technology (i.e. agriculture, pastoralism) we think that this when the members of different households culturally similar did social change is mostly infrequent. cooperate. There are increasing returns to cooperation, i.e. families get more resources working together than individually, modulated by the global parameter returns-to-cooperation . Nevertheless, hunting is also affected by diminishing marginal 5. Conclusions returns relative to the number of households cooperating (another model parameter). To find cooperants, households should interact with others within a single local neighborhood – By simulating societies that may have existed somewhere and its geographical radius is a model parameter-, within the limits somewhen we can approach the understanding of social allowed by they perceived cultural similarity. activities in the past in terms of a "pure" system and analyzing then the space of possibilities which are open to the system. Households have a distinctive cultural identity, modeled as a q dimensional space with k different cultural traits. This is a We do not pretend to simulate social action as a free exercise. surrogate for language and cultural values differences. In this We intend to create virtual societies according to social theory simple model we are not interested in the precise representation and available historical data to test the observable consequences of what differentiates “cultures”, not only on the intensity of of such theory and to be able to create the appropriate such a difference. Cultural similarity is measured as the relative measuring instruments and to test the theory in the real world. number of shared cultural dimensions. Consequently, two Therefore the starting point of the analysis of social systems by households consider themselves as belonging to the same means of computer simulation is not the simulation of one “ethnic” group if they are appropriately culturally similar, that is particular system but the investigation of the logically and to say, if their cultural similarity is above a critical threshold, also statistically possible development of specific classes of model a model parameter. systems (pure systems). As these pure systems usually generate a lot more different paths of development than are known from “Culture” diffuses into population through a local imitation real human history, we have to limit these possibilities by process. With a fixed probability level a household copies some introducing social constraints which are known from social

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reality. The sociologically interesting question is then why these themselves. Each motivation is an object, material or ideal, that constraints appeared in reality. Therefore the introduction of satisfies a need. Actions are the processes functionally constraints is both a methodical tool to limit the logical subordinated to activities; they are directed at specific conscious possibilities and a way to make the models valid for the mapping goals. Actions are realized through operations that are the result of social reality. of knowledge or skill, and depend on the conditions under which the action is being carried out. Agent-based modeling is a mindset more than a technology. With the possibility of simulating past social systems, a new We do not know in the present, what caused human action in methodology of social and historical inquiry becomes possible. the past. But inside a computer simulation, agent motivations or The target is no more a natural society but an artificial one, intentions can be implemented not only as mere conditions for created with its own structure and behavior (the simulation developing cognitive activity, but also as real factors influencing itself). The value of creating artificial societies is not to create agent behavior and productivity and defining the social matrix of new entities for their own sake, but observing theoretical models agent interaction. Inside the computer model, social activity is performing on a test-bed. Such a new methodology could be characterized by essential variability in the behaviors with which defined as “exploratory simulation”. Exploratory research based they are executed. The frontier between intentional activity and on social simulation can contribute typically in any of the operational behavior is blurred, and movements are possible in following ways: all directions. Agent rational intentions can be transformed in the course of an activity. An activity can lose its motivation and • Implicit but unknown effects can be identified. Computer become an action, and an action can become an operation when simulations allow effects analytically derivable from the the goal changes. The motivation of some activity may become model but as yet unforeseen to be detected; the goal of an activity, as a consequence of which the later is • Possible alternatives to a performance observed in nature transformed into some integral activity. The definition depends can be found; on what the subject or object in a particular real situation actually is. • The functions of given social phenomena can be carefully Therefore, any explanatory account of a simulated social world observed must take into account the manner in which the cognitive core • “sociality” that is “agenthood” orientated to other agents of any agent comes to represent not just the gross features of the can be modeled explicitly physical environment in which it is situated, but also the character of the other cognitive creatures with which it interacts, and the details of the social world in which they act. The goals of the agent must be inherent to the agent, rather than being The simulation may either provide a test of the models and its assigned according to a pragmatic ‘stance’ by an external underlying theory, if any, or may simply allow the experimenter programmer. Goals, beliefs, and intentions are then arbitrary to observe and record the behavior of the target system. As the interpretations of events that took place within the simulation. emphasis shifts from describing the behavior of a target system They do not exist as explicit sentences. Rather, the programmer in order to understand natural social systems the better to exploit should be aware of those things that are playing a prominent role the behavior of a target for its own sake, so the objective of the in constraining the global constraint satisfaction settling process research changes to the observation and experimentation with within the simulation. possible social worlds .

Because of this focus on social actions as practiced by human actors in reference to other human actors, a computer simulation Acknowledgements of social mechanisms having occurred in the past would allow archaeologists to explain what it happened in the past in terms of human motivation and purposefulness. Inside the computer, This research is funded by the Spanish Ministry for Scienc and social activity performed in the past would appear shaped Innovation, under grant No. HAR2009-12258, and it is a part of primarily by an intention held by the intervening agents; in fact, the joint research team “Social and environmental transitions: the programmer is able to distinguish one activity from another Simulating the past to understand human behaviour only by virtue of their differing motivations or intentions in (SimulPast)”( www.simulpast.es ), funded by the same national different historical circumstances. That is to say, when explaining agency under the program CONSOLIDER-INGENIO 2010, the past in terms of a simulated network of actions and agents, CSD2010-00034. social actions are no more understood without a frame of reference created by the corresponding social motivation or intention . Social activity in the past can then be explained as composed of subjects, objects, needs, motivations, goals, actions and operations (or behavior), together with mediating artifacts (signs, tools, rules, community, and division of labor). In this framework, a subject is a person or group engaged in an activity performed by another agent. An object is the consequence of this activity. An intention or motivation is held by the subject and it explains activity. Activities are realized as individual or cooperative actions . Chains and networks of such actions are related to each other by the same overall object and motivation. For their part, actions are programmed as chains of operations, which are well defined behaviors used as answers to conditions faced during the performing of an action. Activities are oriented to motivations, that is, the reasons that are impelling by

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RECONSTRUCCIÓN DE LA CAPA ORIGINAL DE POLICROMÍA DEL PANTOCRÁTOR. UNIVERSIDADE DE SANTIAGO DE COMPOSTELA. SANTIAGO DE COMPOSTELA. ESPAÑA

MESA PONENTES_3 / TABLE OF LECTURES_3 EL PATRIMONIO ARQUEOLÓGICO Y EL SIGLO XXI. UNA APUESTA DE FUTURO EN ESPAÑA/ ARCHAEOLOGICAL HERITAGE XXI CENTURY. A FUTURE PERSPECTIVE IN SPAIN

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El Sistema de Información de la Alhambra SIALH. Nuevas tecnologías en la tutela del Conjunto Monumental de la Alhambra y el Generalife

María del Mar Villafranca, Francisco Lamolda, Antonio Manuel Montufo, Lucía Pérez y Belén Prados

Patronato de la Alhambra y el Generalife, Consejería de Cultura, Junta de Andalucía. Spain

Resumen El proyecto SIALH tiene como objetivo implementar el Sistema de Información de la Alhambra, entendido como herramienta de conocimiento, gestión y difusión del Conjunto Monumental, declarado Patrimonio Mundial por la UNESCO. Construido sobre la base de un Sistema de Información Geográfica, SIALH integra bases de datos, documentación y herramientas para la gestión de procesos de trabajo. La metodología para el desarrollo de SIALH se ajusta a Métrica v3 y la construcción del mismo se efectúa en software libre, garantizado la interoperabilidad del sistema. Además del desarrollo del software, SIALH implica otros proyectos como la sectorización de la Alhambra, la elaboración de nueva cartografía y ortofotos o la publicación de la realidad aumentada de la Alhambra.

Palabras Clave : SIG, SISTEMAS DE INFORMACIÓN, GESTIÓN DEL PATRIMONIO CULTURAL, ALHAMBRA, SOFTWARE LIBRE

Abstract The SIALH project aims to set up the Information System of the Alhambra, considered as tool for the knowledge, management and dissemination of the Monument, considered World Heritage by UNESCO. Based on a Geographic Information System (GIS), SIALH integrates thematic databases, process management systems and electronic records management systems on a common framework. The methodology used in the project follows the standard Metrica v3 for software developments. SIALH is built using free software and ensures interoperability. In addition to software development, SIALH involves other projects such as the geocoding of the Alhambra, new maps and orthophotos and the publication of augmented reality of the Alhambra.

Key words : GIS, INFORMATION SYSTEMS, CULTURAL HERITAGE MANAGEMENT, ALHAMBRA, FREE SOFTWARE

1. La Alhambra y el Generalife. Una realidad El privilegiado emplazamiento de la Alhambra en la colina que patrimonial compleja. domina el valle del río Darro, la riqueza natural de sus bosques y dehesas, y la exhuberancia de los jardines y huertas que podemos encontrar a lo largo de la extensión del conjunto, añaden un sin fin de valores paisajísticos, medioambientales, sensoriales El Conjunto Monumental de la Alhambra y el Generalife incluso, que hacen de la Alhambra y el Generalife un enclave constituye uno de los lugares patrimoniales más visitados del único. mundo. La Alhambra no es sólo un monumento, sino también un amplio territorio de más de 10 km 2 en el que se solapan La Alhambra y el Generalife constituyen así una realidad edificaciones de diferentes épocas y funciones, jardines, murallas, patrimonial poliédrica y compleja, a la que es posible acercarse bosques, huertas, terrenos vírgenes, acequias y restos desde múltiples escalas y perspectivas. Éstas abarcan desde la arqueológicos. visión territorial y paisajística que contempla el valle del Darro y su articulación de asentamientos e infraestructuras como uno de A sus valores históricos como ciudad palatina de la dinastía los paisajes culturales de más personalidad, hasta la escala de nazarí se suman no sólo su excelencia artística y refinada estética detalle que se detiene en las formas y texturas de su arquitectura sino sobre todo un emplazamiento único y singular, un extenso y y la compleja decoración de atauriques y epigrafías que jalonan abrupto territorio, antropizados gracias a las aguas del río Darro, las paredes de los edificios nazaríes. canalizadas y domesticadas a través de un sofisticado sistema hidráulico que incluye acequias, canales, pozos, norias, estanques o albercas, aljibes y fuentes. 2. El sistema de información de la alhambra Desde 1984, la Alhambra y el Generalife forma parte de los (SIALH) bienes inscritos en el Patrimonio Mundial, afirmándose que “representan una categoría arquitectónica y urbana excepcional que suma funcionalidades defensivas, áulicas, residenciales y recreativas ”. La tutela de una realidad patrimonial de la complejidad de la A los valores históricos, arquitectónicos y estéticos vinculados a Alhambra demanda una herramienta que permita dar respuesta a los edificios palatinos se suman los que aportan los restos requisitos diversos desde variados ámbitos. El objetivo del arqueológicos, los elementos etnológicos y la red de proyecto SIALH (Sistema de Información de la Alhambra) es el abastecimiento hidráulico que se extiende por el valle del río de desarrollar e implantar un sistema de información que Darro. proporcione el soporte necesario a las actividades que desarrolla

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el Patronato de la Alhambra y Generalife (en adelante PAG) para ° Subsistema de Información de Elementos dar cumplimiento a los fines y funciones que le designan sus Patrimoniales. Estatutos. ° Subsistema de Gestión de Actuaciones y Procesos de trabajo. 2.1. Objetivos y ámbitos funcionales ° Subsistema SIG. Se entiende por tanto que SIALH debe dar respuesta a los ° Subsistema de Actores. siguientes ámbitos: ° Cuadro de Mando y Apoyo a la Dirección. a) Sistema de Conocimiento: SIALH debe ser en primer lugar un repositorio del Conocimiento acerca de la realidad patrimonial ° Gestión Documental. de la Alhambra y su territorio, permitiendo el acceso a la misma ° Difusión. de forma clara y amigable. La información deber estar normalizada, unificada y centralizada en un repositorio único. b) Sistema de Gestión Documental: el PAG crea un elevado volumen de información documental en el ejercicio de sus competencias, además de contar con un rico fondo de documentación histórica gestionada en el Archivo de la Alhambra. SIALH debe gestionar de forma ágil esta información, a la vez que debe facilitar un acceso igualmente ágil y sencillo a los fondos documentales del Archivo. Proporcionará así un repositorio unificado de documentación, basado en un gestor documental. c) Sistema de Gestión de Procesos de Trabajo: SIALH debe servir como apoyo a los procesos de trabajo que se desarrollan en la Alhambra, ofreciendo a los usuarios las herramientas necesarias para cumplimentar las tareas definidas en cada uno de los procesos de trabajo. Se permitirá así el seguimiento en tiempo real de los mismos, además de aportar la normalización y definición del workflow para cada uno de ellos. Figura 1: Elementos arquitectónicos, epigrafías y atauriques en la Alhambra d) Sistema de Difusión: en el marco de la sociedad de la información el sistema debe prestar la necesaria atención a la difusión de la información a los ciudadanos y facilitar su estudio por los investigadores. SIALH debe por tanto ofrecer las herramientas para abrir el conocimiento sobre la Alhambra a la sociedad y los ciudadanos a través de Internet. SIALH constituye por tanto un proyecto ambicioso con múltiples implicaciones respecto tanto a los objetivos y estrategias del PAG, reflejados en su Plan Director, como al marco de desarrollo de las aplicaciones informáticas en el seno de la Junta de Andalucía. La implantación de un sistema de información para el PAG establece una significativa evolución en las formas de trabajo cotidianas, aportando una sensible mejora gracias a las innovaciones funcionales que proporciona el sistema. Así, SIALH mejora la Información explotada por la organización, aportando un repositorio único de datos veraces y contrastados, se refuerza el trabajo colaborativo y se impulsa la Figura 2: Modelo conceptual de SIALH administración electrónica. El sistema integrará la gestión y el trabajo en dispositivos móviles, de gran trascendencia en la Alhambra por la entidad de los trabajos de campo que se 2.2. Metodología de desarrollo desarrollan, a la vez que se reforzará la seguridad y el control de El desarrollo de SIALH se adecua a las especificaciones y usuarios. En definitiva, SIALH se convertirá en el escritorio determinaciones vigentes en las administraciones públicas para la virtual de trabajo para el PAG. construcción e implantación de sistemas informáticos. De este El modelo conceptual de SIALH debe dar respuesta a las modo, se emplea Métrica V3 como metodología de variadas necesidades que presenta el PAG. Debe ser un sistema planificación, desarrollo y mantenimiento de sistemas de integrado por distintos módulos o subsistemas que, sobre la base información. de una información y documentación unificada, faciliten las Sin embargo, se han adoptado algunas medidas para ajustar la herramientas necesarias para dar soporte a distintos ámbitos de metodología de trabajo a las particularidades de la Alhambra. negocio. Éstos pueden establecerse a partir de las áreas temáticas y funcionales del PAG y se sintetizan en los siguientes:

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Estrategia de Modernización de los Servicios Públicos en la La complejidad y ambición del sistema propuesto, unidas a la Junta de Andalucía (EMSP) o el Plan de Innovación y amplitud de ámbitos de negocio gestionados por el PAG y al Modernización de Andalucía (PIMA) o Plan Estratégico para la número de agentes implicados, han motivado que a la vez que se Cultura en Andalucía (PECA). desarrolla el Análisis del Sistema de Información y su Diseño, se haya creado un prototipo funcional que ilustra los objetivos, resultados y metodología de trabajo que puede aportar el sistema 2.3. Tecnologías aplicadas de información. De esta manera se acerca a los futuros usuarios del sistema de una forma más inteligible los aspectos funcionales Una de las apuestas de la Junta de Andalucía en el ámbito de las y de requisitos que subyacen en los documentos estándares de tecnologías de la información es el uso del software libre. En Métrica V3. consecuencia con esta apuesta, SIALH se desarrolla en software libre, garantizando la interoperabilidad del sistema y de la Con este mismo fin y ante la dificultad para establecer con información almacenada y gestionada por el mismo. claridad los requisitos sin una base práctica que sirva para enfocar la identificación de necesidades, se ha optado por un El sistema operativo para los servidores SIALH es el Linux, paradigma en espiral para la realización de los desarrollos. completado por un servidor Apache Tomcat y la maquina virtual JAVA que dan cobertura a las aplicaciones SIALH.

Los servicios OGC son facilitados por MapServer y GeoServer, mientras que la base de datos es PostGre SQL con el modulo PostGIS para gestión de información geográfica. La gestión documental se confía al gestor Alfresco, mientras que GV-SIG se configura como aplicación GIS de escritorio. Los clientes Web de SIALH se construyen en JSP, empleando el modelo Struts-Spring-Hibernate-JSP, que utiliza el framework MVC Struts en la capa presentación, Spring para la capa de negocio e Hibernate para la capa de acceso a datos. JSP es la tecnología que se utiliza para la construcción de aplicaciones. Se contemplan finalmente un cliente móvil para dar soporte a los trabajos de campo, empleando la aplicación Enebro y un servicio de sincronización de datos, y un cliente de difusión para la publicación de realidad aumentada.

2.4. La aplicación SIALH La primera aplicación desarrollada de SIALH adopta la forma de un prototipo funcional que permite a los usuarios desarrollar tres grandes ámbitos de trabajo: un visor cartográfico, un sistema de Figura 3: Arquitectura tecnológica de SIALH gestión de procesos de trabajo y un sistema de gestión

documental. Esta metodología (Boehm, 1988) se basa en la obtención El visor cartográfico facilita a usuarios sin conocimientos temprana de una primera versión del sistema, que será específicos el trabajo con la cartografía y planimetría de la modificada con las aportaciones de los usuarios, realimentando Alhambra. Ofrece las funciones habituales de navegación, zoom así el catálogo de requisitos inicial y perfilando la aplicación de in/out, activación y desactivación de capas, consulta e acuerdo con las necesidades reales que observan sobre el identificación de elementos, medición de distancias y áreas, etc. sistema. Además permite otras funciones menos comunes, como la Por otro lado, el desarrollo de SIALH se aborda en el marco de elección de estilos de simbología alternativos (capas vectoriales las iniciativas y directrices establecidas por la Junta de Andalucía representadas en color o en gris) o la aplicación de transparencia para la construcción de sistemas de información, así como a las capas para permitir superposiciones. aquellas otras existentes a nivel autonómico, estatal y europeo para el tratamiento de la información, en especial la de carácter Asimismo, se puede elegir entre varios formatos de impresión geográfico. para crear mapas impresos a partir de plantillas normalizadas. Así, SIALH da cobertura a los requisitos establecidos por las La cartografía integrada en el visor es amplia y variada e incluye directivas y normativa que regulan el tratamiento de la varios grupos de capas: información geográfica como la directiva europea INSPIRE, la Ley 14/2010, sobre las infraestructuras y los servicios de ° Cartografía base de la Alhambra: elaborada por el información geográfica en España y el Decreto 141/2006, por el PAG, incluye también las zonificaciones de la que se ordena la actividad cartográfica en la Comunidad sectorización de la Alhambra. Autónoma de Andalucía. ° Cartografía patrimonial: incluye las delimitaciones de SIALH responde asimismo a los objetivos trazados en las ámbitos protegidos (BIC, Patrimonio Mundial) e iniciativas estratégicas de la Junta de Andalucía en relación con inventarios de bienes patrimoniales. las tecnologías de la información, como el proyecto MADEJA (Marco de Desarrollo de Software de la Junta de Andalucía), la

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° Cartografía de vegetación: localización e identificación La sectorización se articula según un esquema jerárquico que de los elementos vegetales individuales (árboles, permite el tránsito desde ámbitos extensos (nivel 1, identificado arbustos, setos, etc.). como sectores) a otros más reducidos (niveles jerárquicos sucesivos de menor entidad: áreas, subáreas, zonas, etc.). ° Infraestructuras: elementos de las redes infraestructura hidráulica, eléctrica y de iluminación. ° Cartografía base: servicios WMS que permiten acceder 3.2. Nueva cartografía al Mapa Topográfico de Andalucía 1:10.000 y a la En paralelo con el desarrollo de SIALH se ha abordado la cartografía catastral. elaboración de una nueva cartografía digital 3D de precisión y de ° Cartografía histórica: planos históricos del conjunto ortofotografías detalladas del territorio Alhambra. monumental desde 1770, que han sido escaneados y Esta nueva información constituye la cartografía base de georreferenciados. referencia para elaborar mapas temáticos de la Alhambra y ° Ortofotografías: incluye tanto servicios WMS con levantamientos planimétricos detallados de los inmuebles ortofotos generales publicadas por la Infraestructura (Montufo et al., 2011). de Datos Espaciales de Andalucía como las ortofotos de la Alhambra, elaboradas por el PAG (Montufo et al., 2011). El sistema de gestión de procesos es una aplicación piloto para testar el uso óptimo del sistema para dar soporte a procesos de trabajo. Se ha escogido un procedimiento sencillo y frecuente en el PAG, consistente en la cumplimentación y posterior tratamiento de partes que comunican deficiencias y problemas en las infraestructuras y edificios de la Alhambra. La aplicación permite dar de alta un parte, marcando su localización de forma interactiva en el visor cartográfico, procediendo a la cumplimentación de los datos necesarios y a la indicación del estado de tramitación del mismo hasta su cierre. Finalmente, SIALH incluye un sistema de gestión documental integrado con la información geográfica. De esta forma es posible catalogar documentos, incluyendo el archivo digital del mismo si existe, cumplimentar sus metadatos y asociarlo a una o varias localizaciones de la sectorización de la Alhambra (ver epígrafe 3.1). Se facilita así la recuperación de Figura 4: la aplicación SIALH. Visor cartográfico información documental por múltiples criterios, incluyendo la localización. Esta recuperación de información puede efectuarse 3.3. Realidad aumentada directamente desde el visor cartográfico gracias a un botón que al clicar identifica la zona de interés y recupera la documentación La realidad aumentada constituye un ámbito de creciente interés asociada. para la difusión del patrimonio cultural. En el marco del proyecto SIALH y aprovechando la información georreferenciada existente se ha creado un servicio de realidad aumentada para prestar servicio al visitante del conjunto 3. Proyectos asociados monumental. La realidad aumentada de la Alhambra presenta información 3.1. Sectorización de la Alhambra sobre más de 70 puntos de interés patrimonial, además de El proyecto de sectorización pretende establecer la correcta elementos de interés para la visita pública (taquillas, aseos, identificación y denominación de los sitios y lugares de la tiendas, etc.) y de otros edificios de referencia en la ciudad de Alhambra, aspecto problemático por la extensión y complejidad Granada, visibles desde la Alhambra. del espacio y la abundante y variada toponimia que El servicio de realidad aumentada de la Alhambra se ha históricamente se ha empleado para identificar una misma zona. desarrollado en el seno del proyecto JARA, impulsado por la Con la perspectiva de integración en un SIG, la sectorización Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa y el Instituto de cumple el rol de sistema de geocodificación, que permite hacer Cartografía de Andalucía. referencia y asociar documentación a los espacios y lugares La realidad aumentada de la Alhambra se publica en el definidos en la zonificación. navegador Layar, empleando la información almacenada en la La definición de las diferentes zonas incluidas en la sectorización base de datos PostGIS para la creación de los puntos de interés se efectúa por un análisis multicriterio en el que se valoran (POIs). Cada POI indica la identificación del punto en cuestión, factores de carácter histórico, jurídico-administrativo, una breve descripción, una fotografía ilustrativa y el enlace a la topográfico, de uso del suelo, etc. Web de la Alhambra en la que se describe con detalle el elemento visionado

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Figura 5: Realidad Aumentada de la Alhambra. Captura de pantalla desde un smartphone

References

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Infografía y Arqueología

Diego Bravo López

Diego Bravo. Imágenes de síntesis. Barcelona. España

Resumen

No fue hasta los años 80 cuando la informática entró en el cine, y lo hizo en todos en los géneros. Pero poco a poco el cine histórico se fue afianzando y productores y directores de cine se dieron cuenta de las posibilidades que tenía esta tecnología para poder reconstruir el pasado. La Arqueología se ha visto inmersa dentro de esta nueva era tecnológica.

Palabras Clave : ARQUEOLOGÍA VIRTUAL

Abstract

It was not until the 80's when computers entered the cinema, and did so in all the genres, Gradually the historical film was strengthening and film producers and directors, they realized of the possibilities that this technology had to reconstruct the past. Archaeology has been immersed in this new technology.

Key words : VIRTUAL ARCHAEOLOGY

1. Infografía David W. Griffi a la reconstrucción de Babilonia en la grandiosa producción de (Intolerancia) de 1916.

Más tarde el director Cecil B. De Mille se convirtió en el maestro La infografía nació como un medio de transmitir información del cine épico con películas como: gráficamente. ° Los diez mandamientos (1956), Los mapas, gráficos, viñetas, etc. son infogramas, es decir unidades menores de la infografía, con la que se presenta una ° Sansón y Dalila (1949), información completa aunque pueda ser complementaria o de ° Cleopatra (1934), sintesis. ° Las cruzadas (1935), entre otras. El término también se ha popularizado para referirse a todas aquellas imágenes (CGI) generadas por ordenador. En 1950 el genero vivió su mayor esplendor. Metro Goldwyn Mayer, hizo ( Quo Vadis ) hecha en gran parte en los Estudios Más específicamente suele hacer referencia a la creación de Cinecittá en Italia, que pasaron a ser el centro mundial del cine imágenes que tratan de imitar el mundo tridimensional mediante Épico. el cálculo del comportamiento de la luz, los volúmenes, la atmósfera, las sombras, las texturas, la cámara, el movimiento, etc.

2. El cine Histórico

A caballo entre el cine histórico, las historias bíblicas y las películas de aventuras, se suele agrupar bajo el nombre de cine épico todas aquellas producciones destinadas a presentar los grandes hechos, pueblos y personajes de la antigüedad. El mundo antiguo ha ejercido siempre una fascinación enorme entre los cineastas como entre el público. Desde principios del siglo XX, algunos pioneros han querido plasmar con sus primitivas cámaras escenas ambientadas en imperios antiguos. En Estados Unidos dos directores apostaron claramente por este Figura 1. Fotograma de la película Barco Villa de Madrid. tipo de producciones.

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Todos estos importantes cambios tecnológicos se están También la Metro Goldwyn Mayer en el año 1959 realizó la aplicando ya en los museos, yacimientos y centros de espectacular ( BEN-HUR ) del director Wlliam Wyler, con interpretación. Charlon Heston. Una película de 8 años de preparación, también El avance tecnológico que estamos experimentando ya nos está en los estudios Cinecittá en Italia. llevando a la visión estereoscópica, Alta definición, holografías, Para esta película se construyeron una red kilométrica de tuberías etc. para surtir de agua a las 45 fuentes que formaban parte del decorado, se diseñaron 15.000 pares de sandalias, 3.000 espadas y más de 5.000 piezas de joyería, además de los miles de uniformes y 40.000 toneladas de arena para el suelo del inmenso circo. Aparte de los más de 9.000 de extras. La película costo 15 millones de dólares y obtuvo 11 premios Oscar. Ahora hacer una película como ésta sería impensable in contar con la imagen de síntesis.

Figura 2. Fotograma de la película Tiro el cementerio fenicio de Al-Bass

Figura 3 y 4. Preproducción e imagen definitiva. Película Yacimiento 3. Infografía en el cine Histórico ibérico Can Oliver.

No fue hasta los años 80 cuando la informática entró en el cine, 4. Película Infografía y arqueología y lo hizo en todos en los géneros, especialmente en el de ciencia ficción para ver el futuro y el histórico para ver el pasado. Gracias a la tecnología digital se han podido ver espectaculares He preparado una presentación con dos pequeñas películas. películas como: ° La primera es un tráiler perteneciente al proyecto que ° TITANIC; donde lo hemos podido conocer mejor y estoy haciendo actualmente sobre un yacimiento navegar con este barco. ibérico en Barcelona, en el que llevo 2 años de producción. Esta es una combinación de imagen de ° GLADIATOR; En está hemos podido ver la síntesis e imagen clásica. reconstrucción de la ciudad de Roma con el fabuloso Circo. ° La segunda es una recopilación a modo de vídeoclip sobre algunos de los proyectos que he realizado ° En TROYA; hemos podido pasear por esta ciudad, durante los últimos 15 años, y en ésta, todo es ver una impresionante flota y estar en la batalla. infografía. ° PEARL HARBOR; Aquí hemos estado en la época de La preproducción la hago siempre con Animatics, que son 1940 y vivir de cerca y con todo detalle aquellos muñecos y entornos virtuales de bajo nivel 3D, una técnica de acontecimientos. animación por ordenador que permite reproducir toda o parte de ° En AGORA, hemos podido ver el faro, el puerto y la la película; planos o secuencia antes de la grabación. biblioteca de Alejandría. Te permite hacer pruebas con ópticas, movimientos de cámara, Estas películas no hubieran sido lo mismo hacerlas sin las movimientos de actores, todo antes de empezar. Nunca utilizo imágenes de síntesis. muñecos 3D en la producción final. La grabación de actores siempre la hago con la técnica de Croma Key: La Arqueología se ha visto totalmente involucrada en esta tecnología, ya que no hay modo más eficaz de presentar el pasado como con la tecnología digital.

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Figura 5 y 6. Grabación Croma key y resultado. Película Yacimiento Figura 5 y 6 Infografía y Arqueología con actores en Croma key. ibérico Can Oliver. Es técnica muy habitual en cinematografía y que precisa Perteneciente a la película Tiro el cementerio fenicio de Al bass. mucha técnica, preparación y ensayos previos. Se hace en estudio con fondo Todas las imágenes pertenecen a proyectos que he realizado: Tiro el verde o azul dependiendo de las características de actores o vestuario. La cementerio fenicio de Al bass. Yacimiento ibérico Can Oliver. Barco Villa d primera película que usó Croma Key fue: Mary Popins de Disney en Madrid. 1964 del director Robert Stevenson,. Sin ninguna tecnología digital.

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Pórtico de la Gloria Virtual

Antonio Otero, Roi Méndez, Julián Flores

Departamento de Electrónica e Computación. Universidade de Santiago de Compostela. España

Resumen

En el presente artículo se expone la primera fase de un proyecto de largo alcance denominado “Pórtico de la Gloria Virtual”, cuyo objetivo principal es dar a conocer las características, el simbolismo y concienciar sobre la conservación, de un conjunto monumental tan extraordinario como es el Pórtico de la Gloria, utilizando para ello las últimas tecnologías en visualización 3D, realidad virtual y realidad aumentada.

Palabras Clave : RECONSTRUCCIÓN VIRTUAL, MUSEÍSTICA, IPO

Abstract

In this paper the first phase of a broad-scope long-term project named “Portico de la Gloria Virtual” is presented. The main objective of this project is to create awareness concerning the symbolism, the characteristics and the need of preservation of such an extraordinary monumental ensemble as is the “Portico del la Gloria”, trough the utilization of the latest technologies in 3D visualization, virtual reality and augmented reality.

Key words : VIRTUAL RECONSTRUCTION, MUSEUM TECHNOLOGY, HCI

Figura 1. Detalle de la 1ª fase de ejecución del proyecto Pórtico Virtual

1. Introducción Mateo y su taller escultórico, genio, al que cada vez mas expertos (MÜNCHMEYER, 2009) a la luz de los nuevos datos obtenidos, asignan la autoría y la planificación de la remodelación de la El Pórtico de la Gloria es, sin ningún género de dudas, una de las fachada occidental de la Catedral de Santiago de Compostela a cumbres artísticas y arquitectónicas del Románico español, y una comisión del Rey Don Fernando II de León, marco en el cual se de las obras maestras del arte Europeo de todos los tiempos. englobaría la construcción de tan magnífico conjunto Finalizado en el año 1188 (según la inscripción grabada en el monumental. Esto nos situaría ante un maestro constructor- propio dintel de la obra) su autoría se debe al genio del Maestro escultor de dimensiones renacentistas.

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El Pórtico es una obra que encierra un complejo simbolismo apoyo a las visitas guiadas; mientras que, por otro lado, ha de ser tanto conceptual como espiritual, y sobre la que se han un vehículo de trasmisión y puesta en valor de conceptos propuesto numerosas teorías interpretativas que abarcan desde la relativos al “Pórtico de la Gloria”, haciendo hincapié en su visión clasicista, que plantea el significado de la obra como una significado y en su extrema importancia y valor artístico, así alegoría de las tres iglesias: la Católica, la de Israel y la Gentil como informar a los visitantes del museo de los trabajos de (LOPEZ FERREIRO, 1892), hasta las hipótesis de influencia restauración y conservación que se están llevando a cabo sobre el francesa, que nos presentan el Pórtico como una representación mismo, concienciando de la urgente necesidad de proteger y del Apocalipsis, el Fin de los Tiempos y el Juicio Final (CARBÓ, preservar el patrimonio histórico del deterioro que el paso del 2009). Las últimas investigaciones obligan, con cierta lógica, a tiempo, y los agentes agresores, provocan de manera inexorable. analizar el pórtico en el contexto general de la obra acometida por el Maestro Mateo, incluyendo, por lo tanto, la Cripta de la En conjunción con los comisarios a cargo de la exposición, y de Catedral, situada bajo el Pórtico, con sus metafóricas claves de una serie de expertos en todas las áreas implicadas en el bóveda significando el sol y la luna, y la Tribuna, en cuya clave desarrollo de un trabajo de esas características, se consensuan aparece una encarnación pétrea del cordero de dios; lo que nos una serie de requisitos que marcaran, junto con los objetivos presentaría el conjunto monumental como la Jerusalén descrita mencionados en el párrafo anterior, la aproximación seguida de por San Juan en el Apocalipsis, descendiendo de los cielos para cara a la implementación de la aplicación. A continuación dirigirse a la humanidad (YZQUIERDO, 2005). destacamos aquellos más relevantes, o que condicionan de forma más significativa el proyecto: Desde hace más de tres años la Fundación Pedro Barrié de la Maza desarrolla una intervención, diseñada y acometida en - Experiencia Interactiva conjunto con el Arzobispado de Santiago y el Cabildo de la o Alta capacidad de respuesta Catedral, y en colaboración con el Ministerio de Cultura y la Xunta de Galicia, denominada Programa Catedral de Santiago de - Posibilidad de visita “en-railes” Compostela (BARRIE, 2011). El Programa Catedral, con una - inversión de 3.000.000 € por parte de la Fundación Pedro Barrié Representación visual realista del Pórtico de la Gloria de la Maza, se marca como objetivo poner a disposición de la - Representación de información adicional sociedad un proyecto cultural integral que contribuya de forma decisiva a la difusión de la importancia de la conservación de o deterioro, restauración, etc... bienes culturales tan destacados como el Pórtico de la Gloria. Con este fin, la Fundación Barrié gestiona, desde el museo situando en la Cripta del Pórtico de la Gloria, un innovador 3. Desarrollo del Proyecto programa de visitas guiadas gratuitas, en el que las nuevas tecnologías de información y comunicación abren nuevas perspectivas de educación, concienciación y puesta en valor del En el siguiente apartado se expondrá, de forma resumida, la Patrimonio Histórico-Artístico. En el siguiente artículo metodología seguida a lo largo del desarrollo del proyecto, desde presentaremos una de las principales actuaciones realizadas bajo la fase obtención de la geometría y texturas, al diseño e el marco de este programa, denominada “Pórtico Virtual”. implementación de la aplicación, haciendo hincapié en las características particulares de este trabajo. 2. Pórtico Virtual 3.1 Creación de Contenido Pórtico del la Gloria Virtual se concibe como un proyecto de El primer punto clave de este proyecto es convertir los datos largo recorrido, desarrollado en diferentes fases y centrándose en obtenidos “en bruto”, a partir del escaneado laser, en un formato un ambicioso conjunto de objetivos: En una primera fase, a manejable, tanto por tamaño de la geometría como por tipo de corto plazo y debido principalmente a restricciones temporales, archivo, por los programas de DCC habituales (en este caso se marca como meta la realización de una reconstrucción virtual Autodesk MAYA) para posibilitar a los artistas gráficos la labor del Pórtico de la Gloria, de carácter educativo y didáctico, sobre de texturizado. A su vez, es en este momento cuando se un modelo geométrico 3D simplificado (siendo éste el trabajo identifica cual va a ser el nivel de detalle ofrecido por la expuesto en el presente artículo). En una segunda fase, a medio aplicación en tiempo real, de forma que se trabaje con el mismo plazo, se realizará, utilizando técnicas de visualización y nivel de detalle que en la fase de texturizado. Para ello se intenta optimización de modelos extensos (construyendo una base de llegar a un compromiso basándose en una serie de condiciones, datos de LOD discretos multi-resolución), una aplicación que intentando balancear los siguientes puntos: minimizar la pérdida permita la visualización y exploración en tiempo real del modelo de información visual (recurriendo a trasladar esa información a original utilizado en ambos casos: un escaneado laser de las texturas, cuando sea necesario, rugosidad superficie, precisión milimétrica del Pórtico y su elementos circundantes, imperfecciones, etc.); geometría total manejable sin técnicas de realizado en 2009 por la Universidad de Cottbus. Estos datos LOD en tiempo real (evitando posibles artefactos característicos originales no cuentan con información de color/textura, siendo del LOD: “popping”, flickering, etc.); garantizar un rápido uno de los principales retos de este proyecto el realizar una feedback y movimiento de cámara reconstrucción artística de la capa de textura. Partiendo de los datos originales, y dividendo el Pórtico de la Teniendo en cuenta el alcance marcado por la primera fase del Gloria en 11 zonas de interés, se realiza una simplificación que proyecto, la aplicación se concibe como una herramienta varía entre el 70% y el 90%, en función del tamaño, complejidad pedagógica cuyos objetivos principales se pueden focalizar en geométrica e importancia de cada zona. Esta primera dos aspectos básicos: por un lado, servir como complemento simplificación es llevada a cabo con la herramienta informativo sobre el conjunto monumental para su utilización, MESHDOCTOR (Geomagic Studio) por la universidad de principalmente, por el personal del museo como sistema de Cottbus. En una segunda fase de pre-procesado se realiza una

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optimización de las mallas correspondientes a cada zona de escuchan una serie de locuciones relativas a cada una de las interés utilizando las herramientas proporcionadas, a tal efecto, zonas, en las que se explican el significado de cada zona, junto por el proyecto Open Source, OpenSceneGraph (OSG, 2011), a con diversas consideraciones históricas, y referentes a la través de aplicar sobre la geometría algoritmos de colapso de conservación y restauración del monumento. aristas y de teselación eficiente.

Figura 2. Izquierda: Datos sin simplificar de la cabeza del Apóstol Santiago (+300K Vértices). Derecha: simplificación al 70%.

En la Figura 2 se puede comprobar que el nivel de simplificación permite conservar prácticamente toda la información visual necesaria para una aplicación de estas características, mientras Figura 3. Resultados de la fase de texturizado. Izquierda Modelo 3D que se minimiza la carga computacional requerida para el texturizado del Apóstol San Juan. Derecha: Fotografía de la misma procesado y gestión en tiempo real de la geometría. El resultado escultura en su emplazamiento en el Pórtico. final produce una malla de unos 5 millones de triángulos para todo el Pórtico de la Gloria. Sobre esta malla simplificada y optimizada se trabaja en la fase de texturizado, para ello se realiza un estudio fotográfico del conjunto artístico para obtener Según avanzan estos trabajos de restauración y conservación, el las fuentes de textura, estudio que, lamentablemente, ha de tener conocimiento que se obtiene sobre el Pórtico de la Gloria va un alcance limitado debido a que los trabajos de conservación aumentando de manera notable. Esta nueva información se irá que se están llevando a cabo sobre el pórtico restringen la toma incorporando a la aplicación gradualmente, según se vaya de datos. En base a lo anterior se decide abordar esta fase en dos consolidando ante los expertos en patrimonio, así los usuarios etapas: en una primera se realiza el estudio y texturizado del serán capaces de contemplar el monumento tal cual fue tímpano y el parteluz (presentada en este texto) y en una fase concebido en el siglo XII. En esta primera fase se ha re- posterior se abordará el estudio y texturizado de los pilares y construido la policromía del eje central del Tímpano: El arcos laterales. El trabajo de texturizado se enfoca desde una Pantocrátor, como se puede ver en la Figura 4. perspectiva pedagógico-artística, no-fotorrealista, pero Desde el punto de vista funcional se contemplan dos modos de conservando fielmente todos los elementos característicos “visita”, un primer modo en el que el usuario puede ir presentes en el monumento: restos de policromía, textos explorando a su voluntad los diferentes puntos de interés, y un labrados y pintados, marcas de deterioro, etc, garantizando el segundo modo en el que de forma automática se van recorriendo rigor científico de la información representada (Figura 3). Los todas las zonas de interés mientras que se escucha una locución tamaños de textura finales varían entre los 2048x2048 pixeles y continua, ofreciendo este ultimo modo las funcionalidades de 512x512 pixeles, siendo la carga total de la escena, en esta una visita “en-railes”. primera fase, de, aproximadamente, 1GB de información de textura. Así mismo se recurre a implementar técnicas de LOD de materiales/texturas, de cara a garantizar la máxima calidad de visualización posible. 4. Arquitectura del sistema

3.2 Planteamiento conceptual de la aplicación La aplicación se implementa en base al paradigma de computación distribuida teniendo dos componentes Teniendo en cuenta los objetivos y requisitos enunciados en el fundamentales: un sistema de control y un sistema de apartado 2, se concibe la aplicación, de forma conceptual, como visualización, siguiendo el modelo clásico cliente-servidor. El un sistema de exploración virtual interactiva del Portico de la sistema de control tendrá carácter de cliente, mientras que el Gloria. Para ello, como ya se ha comentado, se divide el sistema de visualización hará las funciones de servidor. Este monumento, teniendo en cuenta la alta carga simbólica del planteamiento resulta necesario, entre otros factores, debido al mismo y diversos factores de relevancia histórica o cultural, en balance da carga computacional que se ha de establecer, dado un conjunto de 11 zonas de interés, que los usuarios de la que el sistema de visualización soporta una carga gráfica elevada. aplicación podrán visualizar y explorar a demanda, a la vez que

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gráfica total a las capacidades del sistema hardware, en este caso equipado con una GPU de última generación AMD 5970 2GB. A la hora de instalar la aplicación en su emplazamiento definitivo se completa el sistema de visualización con un proyector de alta defunción (HD) NEC con 5000 lumens, y una pantalla panorámica de 5x3 m.

4.2 Sistema de Control Se concibe el sistema de control con una interfaz de tipo táctil en la que, sobre un esquema del Pórtico de la Gloria, se destacan las diferentes zonas de interés numeradas (se incluye una leyenda para saber a qué zonas del pórtico corresponde cada numero). El usuario pulsará sobre el número de la zona que desee visualizar para obtener una vista en detalle, y podrá ir variando la perspectiva de la cámara con un conjunto de botones que permiten hacer zoom o moverse en diferentes ejes. Además se incorpora un botón para solicitar una visión general del pórtico, botones para la selección de idioma, tanto de los textos como de las locuciones, entre tres idiomas (gallego, castellano e inglés), y un botón para realizar la transición entre el modo interactivo y el modo guiado o automático. En este último modo la interfaz de control se simplifica mostrando únicamente los botones de selección de idioma, de accionamiento de la visita “guiada”, y Figura 4. Reconstrucción de la capa original de policromía del Pantocrátor para regresar al modo interactivo. Véase detalle de la interfaz en basada en los trabajos de restauración. la Figura 5. La aplicación se desarrolla utilizando Windows Presentation Foundation, lo que permite utilizar todas las funcionalidades del novedoso GUI Aero del sistema operativo 4.1 Sistema de Visualización Windows, la interfaz gráfica se diseña en lenguaje XAML, y todo Hemos visto como existen dos modos de utilización de la el software se apoya en el .NET Framework 4.0 permitiendo aplicación que marcan la implementación del software del programar los diferentes eventos táctiles necesarios para el sistema de visualización: el modo interactivo y el modo control del sistema. A su vez el sonido de la aplicación se continuo: gestiona desde este componente de la aplicación, para minimizar la carga computacional del sistema de visualización. El modo de visualización interactivo utiliza una cámara dinámica que permite contemplar los diferentes puntos de vista del El software se instala en un ordenador tipo all-in-one, Asus pórtico desde diferentes perspectivas, en función de las EEPC Top ET2203, con una pantalla táctil capacitiva de 21.6 peticiones realizadas por los usuarios desde el sistema de control. pulgadas, a una resolución 1080p. Se incorpora una tarjeta de Se utilizan animaciones generadas en tiempo real para las sonido USB externa 5.1. transiciones entre puntos de interés, siempre pasando a través del denominado “punto de reposo”, que es la posición de cámara que permite contemplar todo el Pórtico de la Gloria en 5. Conclusiones su conjunto (y en la cual la aplicación arranca), de forma que el usuario nunca pierda la visión global del monumento, y tenga una referencia de en qué zona del mismo se encuentra la zona de Se ha presentado la primera fase de un proyecto de mayor interés que está contemplando. Para cada zona de interés existe alcance cuyo principal objetivo es desarrollar una herramienta de una locución explicativa, y sincronizada con ella, se disparan exploración y ayuda al estudio y conservación de un monumento eventos especiales como: la aparición de infografías, resaltar tan característico y complejo como es el Pórtico de la Gloria. En algún elemento del monumento o la transición entre estado esta primera aproximación, partiendo de datos científicos actual y estado original policromado. El usuario puede acercar o rigurosos, se intenta construir una aplicación destinada a la alejar la cámara o moverla, de forma orbital, en dos ejes, siendo exploración básica del monumento, orientada hacia el público posible contemplar interesantes perspectivas que de otro modo general, dando un enfoque didáctico de forma que se haga más resultarían inaccesibles. En cualquier momento puede solicitar la accesible la presentación de la información. Se presenta una vista de otro punto de interés, o una perspectiva general de todo interfaz de usuario transparente, directa, y accesible a todo tipo el Pórtico. El modo de visualización automático utiliza una de público, que utilizando técnicas de selección de destino, animación de cámara generada y exportada de un software de permite la navegación libre por aquellos puntos de mayor interés DCC, para garantizar una planificación lo mas cinematográfica del monumento, mientras se complementa la información visual posible. Esta animación recorre de forma secuencial los 11 con locuciones explicativas e información adicional a través de puntos de interés, mientras se escucha una locución continua infografías y transiciones de textura. Además se incluye un modo sobre todo el monumento, disparándose en momentos clave los “automático” que permite recorrer todos los puntos de interés eventos especiales, al igual que el modo interactivo. La duración de forma continua, sin necesidad de interacción por parte del total de este recorrido es de unos 20 minutos usuario, muy útil en el caso de experiencias multiusuario. A El componente de la aplicación encargado de la generación de través del feedback con los responsables del museo, se constata los gráficos se programa utilizando el motor de render que la aplicación es muy bien recibida por los usuarios, sin opensource OGRE3D (OGRE3D, 2011), ajustando la carga presentar problemas de adaptación, como cabe esperar, a las metáfora de interacción planteada.

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Figura 5. Detalle de la interfaz de usuario del sistema de control

Agradecimientos

A la Fundación Pedro Barrié de la Maza por su apoyo, tanto económico, como institucional. A los excelentes artistas gráficos Vanessa Sobradelo, Eduardo Mallo, Roberto Noya y Roberto Cacabelos, cuya contribución ha sido fundamental e imprescindible en este trabajo. A los integrantes del CIDUS y a la empresa Paralaxe MVS S.L., por su inestimable colaboración en este proyecto.

Bibliografía

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INAUGURACIÓN DEL MUSEO DE ARÉN POR EL PRESIDENTE DE ARAGÓN EN 2007. ARAGÓN. ESPAÑA.

MESA PONENTES_4 / TABLE OF LECTURES_4 PATRIMONIO PALEOBIOLÓGICO DEL SIGLO XXI: UN RECURSO NATURAL PARA LA CULTURA/ PALEOBIOLOGICAL HERITAGE IN XXI CENTURY, NATURAL RESOURCE FOR THE CULTURE

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Palaeontology research and its application as cultural tourism in Aragon (Spain)

José Ignacio Canudo

Grupo Aragosaurus-IUCA. University of Zaragoza. Zaragoza. Spain.

Resumen

El grupo de investigación Aragosaurus-IUCA de la Universidad de Zaragoza desarrolla su labor sobre vertebrados fósiles, entre los que destacan dinosaurios y grandes vertebrados del Pleistoceno de Aragón (España). Estos fósiles son muy atractivos para el gran público, por lo que ha existido un gran interés por parte de los lugares donde se han encontrado para rentabilizarlos turísticamente. Se relatan tres actuaciones distintas en las que el grupo ha participado aportando información científica para la puesta en valor en las localidades donde se han encontrado los fósiles: Últimos dinosaurios de Europa en Arén (Huesca), El oso de las Cavernas de Tella (Huesca) y los centros satélites de Dinópolis (Teruel). En cada actuación de puesta en valor se ha destacado la singularidad de los fósiles de cada localidad.

Palabras Clave : VERTEBRADOS FÓSILES, ARAGÓN, DIVULGACIÓN, TURISMO

Abstract

The focus of the work undertaken by the research group Aragosaurus-IUCA of the University of Zaragoza is on fossil vertebrates, including in particular dinosaurs and large vertebrates from the Pleistocene of Aragon (Spain). These fossils are very attractive for the general public, and the localities where they have been found have thus shown great interest in exploiting them for the purposes of tourism. An account is given of three distinct projects in which the group has taken part, providing scientific information to draw attention to the localities where the fossils were found: the “Last Dinosaurs of Europe” at Arén (Huesca), the “Tella Cave Bear” (Huesca), and the Satellite Centres of Dinópolis (Teruel). In each case the uniqueness of the fossils from the locality in question has been highlighted.

Key Words: FOSSIL VERTEBRATES, ARAGON, POPULARIZATION, TOURISM

1. Introduction

The research group Aragosaurus-IUCA of the University of To be consistent in applying these ideas, we have thus carried Zaragoza (Spain) was formed in the early 1990s out – and continue to do so – a great deal of consultancy work (http://www.aragosaurus.com). From the outset its main lines for the opening of new museums and the preparation of open- of research have been the vertebrates of the Mesozoic and the air sites (CANUDO et al. 2010). This work has been backed up Pleistocene, including the two aspects with the greatest media by the numerous talks we have given throughout Aragon. repercussions, namely dinosaurs and everything associated with human evolution. The group has constantly grown over the course of these two decades, making it possible to take on various projects within the administrative region of Aragon. One of the consequences of our research is the great interest aroused by the fossils we recover and the information we obtain from them. The discoveries of new dinosaurs, for example, tend to have considerable media repercussions both in the localities where the findings are made and in the local and national press. Small Aragonese villages such as Arén, Peñarroya de Tastavins and Tella have made front-page headlines thanks to the discoveries of fossils there. An immediate consequence of this media impact has been the interest shown by local councils in turning the findings to account socially and in terms of tourism. In other words, it has been necessary to promote projects that would make it possible to visit the sites and create permanent exhibitions and museums where the fossils could be put on display. Our group has always believed that the existence of such Fig. 1. Inauguration of the Museum of Arén by the President of Aragon synergies is positive, because in the long run they will also (2007) foment medium and long-term research.

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projection room where the history of the dinosaurs of Arén is 2. The Last Dinosaurs of Europe – Museum of told, and the process of excavating, preparing and studying the fossils is described. The second floor consists of two rooms, in Arén the first of which there is a spectacular reconstruction of the landscape around Arén as it would have been 65 million years The village of Arén is located in the region of La Ribagorza, in ago. This reconstruction further incorporates real bones from the north-easternmost part of the province of Huesca. The the sites we have excavated. municipality borders on Catalonia, from which it is separated by the River Noguera. It can be reached either from the west from Barbastro via Benabarre or from the south via Lleida. Since July 1982, the centre of Arén has formed part of the Spanish system of heritage listing (as a “historic-artistic grouping”). Our group has been working at the dinosaur sites of Arén (Blasi 1-5) since 1995. With crucial help provided by the Council of Arén, the Regional Government of Aragon and the County Council of Huesca, excavation campaigns were carried out through until 2002. The fossils from the sites at Arén were found in consolidated layers, and extraction of the bony remains called for the use of machinery (such as grinders, jackhammers, percussion hammers etc.). With this machinery large blocks of rock were extracted, within which the fossil bones were contained. Hundreds of dinosaur bones were recovered, among the most remarkable of which were the hadrosaurids, amounting to around 80% of all the fossils recovered. At present these hadrosaurid remains are the subject of the PhD thesis by one of the members of the group (CRUZADO-CABALLERO et al. 2010). One striking Fig. 2. Life-size reconstruction of a hadrosaurid dinosaur in the Museum of feature was that the caudal vertebrae were found in anatomical Arén connection, i.e. in the same arrangement they were in during the animal’s lifetime. The rest of the fossils from the site were excavated from within an area of some 200 square metres. In The second room is reached via a walkway that allows the addition to the dinosaur remains, the findings include a number reconstruction of Arenysaurus to be viewed from above. This of crocodile teeth, turtle shell plates, amphibians and fish. room focuses on the extinction event and features a model of the great meteorite. Explanations are provided for the causes of Most of the dinosaur remains from Blasi 3 belong to the two the various extinction events that have taken place on Earth in dinosaurs Arenysaurus and Blasisaurus which we recently defined the course of its history. What is original about this exposition is at the sites at Arén (PEREDA-SUBERBIOLA et al. 2009; that it relates these extinctions with the one now being caused by CRUZADO-CABALLERO et al. 2010). These are two of the human activity. Although these extinctions are far removed in last species of dinosaurs that inhabited what is today known as time, there are certain parallels that should give us food for Europe at the end of the Cretaceous, just prior to the thought as regards our own role on Earth. Cretaceous-Tertiary boundary extinction. These two species are included in the hadrosaurids (the popular duck-billed dinosaurs), The third storey is also divided into two rooms. The first room which were the most diverse and abundant plant-eating displays some of the fossils that have been recovered from the dinosaurs in the Upper Cretaceous of Laurasia (North America, sites at Arén (a left mandible, a vertebra from the neck, a pubis, Europe and Asia). Arenysaurus and Blasisaurus form part of the a rib, a phalanx bone, etc.). Among the most remarkable exhibits group of lambeosaurine hadrosaurids. They are unique dinosaurs are the twenty vertebrae in anatomical connection and various in the fossil record, because they display singular hollow femora. The bones are in a splendid state of preservation, and structures in the head due to the modification of the nasals. many visitors question whether they really are fossil bones. Most of the cranium of Arenysaurus is known except for the This room also contains an audiovisual display recounting the nasals, so we cannot be certain what form this structure would development of research into the dinosaurs of Arén. There is have taken. But thanks to the evidence provided by the cranium also a 3-D reconstruction of how life might have been for it is clear that the structure was present in Arenysaurus and Arenysaurus . The room further contains some of the items that possibly also in Blasisaurus . Let’s hope that new findings will would have been necessary to look after a dinosaur if it had been allow this to be confirmed. a pet – though of course its needs would have been somewhat Saturday 7 July 2007 saw the inauguration of the museum of the on the big side, e.g. a rather stronger chain than usual, a little Last Dinosaurs of Europe, presided over by the president of the more food and other such things… The final room in the Autonomous Region of Aragon (Fig. 1). The museum is housed museum on the one hand recreates a palaeontologist’s office and in a three-storey building (the former town hall) in the village on the other hand incorporates a model showing the excavation centre. At the entrance to the first storey is the reception area, techniques used at the Blasi sites. The magnificent views from from which – following a trail of ichnites marked on the floor – this storey are not to be missed. we come to a reconstruction of Arenysaurus (Fig. 2). This model The sites with fossil bones that can be visited at Arén are known was created before the scientific research was completed, so it as the Blasi sites. The preparation of the path and the sites was could be improved: indeed, it should display the afore- the work of the Zaragoza company Paleoymás. Opposite the mentioned structure on the head that is characteristic of the museum door is an information panel showing the two routes lambeosaurines. Following Arenysaurus we come to a small that can be taken, the route leading to the Blasi sites and the

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dinosaur track route. The routes start next to the main village square, the Plaza Mayor, where arrows with dinosaur heads 2. Museum of Tella indicate the direction to be taken.

The path leading to the Blasi sites is well signposted with arrows and information panels, making it easy to follow. The first part Tella is a small locality in the Pyrenees of Huesca, situated within of the path is wide and runs through an oak wood where there the area of influence of Ordesa National Park. The unusual are panels explaining the botany and geology of the area. On feature about Tella is that it is located high up a mountain, unlike reaching a chain that closes the path to motor vehicles, we must most of the villages in the Pyrenees of Huesca, which tend to be take a well-marked track that follows a small gully until cutting situated in valley bottoms. As a result, Tella is one of those across it at a point where the riverbed is cemented. The path fantastic, little-known places far removed from the traditional then strays from the gully somewhat, and it becomes necessary Pyrenean routes. It has considerable charms in its own right, to pay careful attention to the green posts marking the route. such as the dolmen and the route of the four hermitages. In After passing a small structure that resembles a dolmen (though addition to these tourist attractions, a few years ago it acquired it is not one), we cross the gully once again and keep on walking, the Cave Bear Museum and the guided tour to the site of the without losing the green signposts from view. At this point the Bear Cave. path climbs steeply until it reaches a height where it again becomes clearly marked, continuing straight on as far as the large white, sloping surface of the layer where the site Blasi 1 is located. From here there is a magnificent view of the sandstones of Blasi 1, which formed where there had once been a beach where the bodies of dinosaurs and other animals were buried. The palaeodunes can be discerned on the surface of the stratum with the help of an information panel.

Fig. 4. The Tella Cave Bear Museum (Huesca): palaeontologists digging

The site was initially discovered by the Speleological Group of Badalona. In September 1976 this group undertook a complete exploration of Cave A-5, which enabled them to carry out a topographical survey and precisely locate the palaeontological site. In 1994, our research group took charge of the activities at the site. Two excavation campaigns were undertaken in 1995 and 1996, in the course of which several Fig. 3. Blasi 3 site prepared for visits. The fencing is to protect the site. thousand fossil bones were recovered. This was of great significance because the fossils from Tella belong to the only mountain cave bears described in Spain, which could also be the A few metres further on, the path descends rapidly as far as last populations of their species in the Pyrenees (de TORRES et some grey rocks situated above Blasi 1. On reaching these rocks, al. 2004). The Tella cave bear is represented by bones from the a wooden structure comes into view at a certain distance, entire skeleton. Particularly notable is the great abundance of enclosing most of the site of Blasi 3 (Fig. 3). On the rock surface infant and neonatal individuals, which indicates that the first there are three groups of replicas of dinosaur bones. These accumulation was the result of the death of the male and female replicas were made in accordance with the original arrangement bears during the hibernation period. of the best specimens found. One of the groups consists of articulated caudal vertebrae (i.e. from the tail); the second shows The cave where the fossils were found is currently bones from the hip of a juvenile individual; the third presents us open to visitors. Visits are guided, subject to advance booking in with various cervical vertebrae (i.e. from the neck) and a femur. the locality of Tella itself. The cave has been prepared for At this point there are a number of information panels providing visitors with artificial lights and construction of a pathway. In texts and diagrams on the characteristics of these bones and how order to change as little as possible, many of the natural features they were excavated. From Blasi 3 there is a narrow path leading have been maintained; as a result visitors are required, for down to Blasi 1. Many of the dinosaur fossils recovered from the example, to wear a caving helmet so as not to bang their head on white sandstone of Blasi 1 have not been extracted from the the ceiling. At the end of the cave is the site, where the rock, and with a little luck they can be seen. Moreover, there is a excavation grid has been maintained. With the help of the guide, replica of a mandible from Blasisaurus that was found at the site it is possible to make out bones that have not been extracted, and can be viewed in the museum. allowing visitors to see them in situ. The guide even allows visitors to touch some of the fossils found isolated and loose in

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the cave. The visit is unique within Aragon and is the perfect attached to the exhibition of the gobiconodontid mammal from complement to a trip to the museum. Vallipón, which includes an audiovisual display of its reconstruction. Similar participation occurred at the Galve centre (Legendark), with its exhibition of a large-sized copy of the tooth from Lavocatia , a mammal we defined in the 1990s. The excavation of the dinosaur from Peñarroya de Tastavins was our first project from the Mesozoic to have major media repercussions. In the winter and spring of 1995 and 1996 we recovered Tastavinsaurus , Spain’s most complete sauropod dinosaur (CANUDO et al. 2008). The excavation and subsequent preparation of the fossils required a great effort, for we lacked the infrastructure necessary for fossils of such large dimensions. Accordingly, the local council set up an area in the locality itself where the fossils could be prepared. All this aroused great interest in the dinosaur within the locality itself. Tastavinsaurus is of dual interest as an item both of cultural heritage and scientific research. It owes its cultural significance to the fact that when it was discovered it was the best and most Fig. 5. Reconstruction of the Tella Cave Bear complete sauropod fossil ever recovered in Spain. As for its scientific import, one might cite the great quantity of palaeoenvironmental and palaeobiological information it Inaugurated in 2007, the Cave Bear Museum is housed in the harbours. Certain injuries to the vertebrae of the tail indicated to Casa del Molino (Mill House) at the entrance to Tella us that the sauropod adopted a tripod position, using its tail as a (CANUDO & CUENCA-BESCÓS 2006). At its entrance third point of support and raising its forelimbs. visitors are greeted by the reconstructed skeleton of a large male. We do not know why it adopted this position, which produced It is in an upright posture, giving an idea of its enormous size. major lesions to where it propped its tail. Another scientific The visit begins with a number of information panels explaining discovery we made was that many of the bones had marine the formation of the caves. A little further on, we encounter a invertebrates attached to them. The conclusion was plain: the reconstruction of a palaeontologist on the cave floor, digging carcass of the dinosaur had been on the seabed, where it had (Fig. 4). Next to the model is a television screening an been used by the invertebrates as a point of attachment. audiovisual presentation of the Tella fossils being excavated, prepared and studied. The media repercussions of the discovery of Tastavinsaurus in the press gave a decisive boost to the Dinópolis project. The At the end of the first passage is the reconstruction of a regional government realized the pulling power dinosaurs could laboratory where fossils are prepared. If the chests are opened, exert in the province of Teruel. The result was the creation of visitors find replicas of the bones and information on how the Inhospitak, which focused on the dinosaur and on its discovery, fossils are dated. The following exhibit that can be visited is the preparation and the scientific research associated with it. As well life-size reconstruction of a female cave bear and her offspring, as being able to see the original bones, a life-size reconstruction entering the cave to hibernate there (Fig. 5). Particularly of Tastavinsaurus is on display, the first such model to be made of noteworthy is the robustness of the bear and the cranium that is a Spanish sauropod dinosaur. Its most remarkable feature is the markedly different from the bears that currently inhabit the bipedal position in which it is shown, reaching a great height and Pyrenees. Following this, we find a large panel describing the creating a spectacular impression. history of the major climate changes that have taken place on Earth in the last few thousand years and how these changes may have affected the vertebrate faunas. There is also a selection of fossils on display including crania, mandibles, long bones, hand bones and vertebrae. On closer inspection, some of them can be seen to have clear tooth marks, interpreted as bite marks made by bears (RABAL-GARCES et al. 2011).

3. Dinópolis Satellite Centres

One of the greatest satisfactions of recent years has been the eruption of Dinópolis onto the Spanish palaeontological panorama, clearly bringing to light how research may also show social and economic profitability. Our group has not been directly responsible for the design and implementation of the exhibitions at the Dinópolis centres, but our research has provided sustenance and support. A good example is the centre at Castellote called the “Stone Forest”: in the early 1990s we started to research into the fossil trunks at El Barranquillo, the Fig. 5. Reconstruction of the excavation of Tastavinsaurus at nhospitak site of the stone forest in question. Great importance is likewise

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Acknowledgements

The research of the group Aragosaurus-IUCA is subsidized by project CGL2010-16447/BTE of the Ministry of Science and Innovation, by ERDF funds and the Government of Aragon (“Financiación de Grupos Consolidados” and “Dirección General de Patrimonio”).

References

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Patrimonio Paleobiológico siglo XXI: Nuevas técnicas, nuevas ideas para una nueva sociedad

Eloísa Bernáldez-Sánchez

Laboratorio de Paleobiología Instituto Andaluz del Patrimonio Histórico.IAPH. Sevilla. España

Resumen

El patrimonio paleontológico de Andalucía es una de las riquezas culturales y naturales más olvidada de las universidades y las administraciones españolas. Después de años de esfuerzos de algunos paleontológos decidimos que las nuevas técnicas de difusión pueden ayudar a entender el valor de este patrimonio en el conocimiento de nuestro entorno y de nuestra especie. La historia de los fósiles siempre ha sido bien acogida y entendida por la sociedad, lo que no podemos decir de las administraciones públicas, y ante esta situación un grupo de paleontólogos hemos decidido presentar un proyecto que difundirá este patrimonio a través de nuevas técnicas virtuales y nuevos enfoques divulgativos. Seis fósiles bandera serán motivo de estudio y divulgación con técnicas virtuales en un próximo proyecto del IAPH que presentará la historia natural y cultural de Andalucía desde hace más de 500 millones de años hasta nuestros días.

Palabras Clave : PALEONTOLOGÍA, PALEOBIOLOGÍA, DIVULGACIÓN VIRTUAL, FÓSILES BANDERA.

Abstract Paleontological heritage of Andalusia is one of the cultural and natural wealth most neglected of the universities and Spanish government. After years of efforts by some paleontologists decided that the new communication techniques can help you understand the value of this heritage in the knowledge of our environment and our species. The fossil history has always been well received and understood by society, we cannot say the government, and in this situation a group of paleontologists have decided to present a project to disseminate this heritage through new techniques and virtual informative new approaches. Six flagg-fossil will be the subject of study and dissemination techniques in an upcoming virtual IAPH project to introduce the natural and cultural history of Andalusia for more than 500 million years ago until today.

Key words : PALEONTOLOGY, PALEOBIOLOGY, VIRTUAL SPREADING, FLAGG-FOSSILS.

1. Encontré un fósil y no supe qué hacer con él 2. El Proyecto

“Encontré un fósil y no supe qué hacer con él ” es el título de una El Laboratorio de Paleobiología del Instituto Andaluz del publicación (Bernáldez, 1998) donde se exponía el desprotegido Patrimonio Histórico presentará este año un proyecto de y desconocido Patrimonio Paleontológico de Andalucía. A día de investigación de una parte de la riqueza paleobiológica de hoy un equipo de paleobiólogos sí sabe qué hacer con él y es algunas comarcas de Andalucía a través de seis fósiles bandera presentarlo como un gran recurso científico y cultural. (Figura 1). Cada uno de estos fósiles bandera dará lugar a un “efecto paraguas” que acogerá un número de yacimientos Los paleontólogos y paleobiólogos se han ocupado en paleontológicos de la misma comarca que explicarán el desenterrar, estudiar y valorar aquellos restos orgánicos que paleoambiente donde vivió y murió cada uno de estos fósiles. sobrevivieron al paso del tiempo. A través de ellos conocemos mejor nuestra cultura, nuestros orígenes y la forma de vida de El primer fósil bandera procederá del Parque Natural de la Sierra nuestros antepasados, pero también la vida anterior a la Norte de Sevilla, un xilópalo de conífera de casi 20 m de aparición de nuestra especie que hizo posible que existiésemos. longitud que hallamos en el 2002 y que, en la actualidad, está Es innegable que esos restos son una importante fuente de siendo extraído por la Consejería de Medio Ambiente para ser información que forma parte de la memoria histórica que cada expuesto en un centro de interpretación en Almadén de la Plata comunidad tiene y que, por lo tanto, se debe estudiar, proteger y (Sevilla). La información necesaria para la reconstrucción del transmitir a las generaciones venideras. Los nuevos avances medio y de los acontecimientos biológicos que tuvieron lugar tecnológicos nos van a proporcionar un contenedor de ideas e hace 290 millones de años la proporcionará el Dr. Mayoral investigaciones para valorar, difundir y proteger los bienes Alfaro de la Universidad de Huelva; una información que tendrá culturales y naturales, un contenedor virtual que perpetuará al que ser completada con investigaciones tafonómicas. A través de fósil. la Tafonomía se analizarán e interpretarán los acontecimientos de vida y muerte de este árbol en un entorno reconstruido a partir de los estudios paleontológicos realizados por los Dres. Wagner y Mayoral (2009). Será este último investigador además quien tendrá que proporcionar el material necesario para que el

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equipo de químicos, dirigido por la Dra. Ortiz de la Universidad Martínez Navarro de la Universidad Rovira i Virgili, usando Pablo de Olavide de Sevilla, analice la estructura y composición como fósil bandera una mandíbula de hiena gigante de 1.6 del fósil (Ortiz et al., 2009), y, en función de los resultados millones de años (Martínez-Navarro et al ., 2011), nos mostrará la químicos obtenidos, se aplicarán los productos de restauración actividad biológica de un medio propicio a la evolución de más idóneos para que el fósil sea convenientemente intervenido nuestra especie. por la restauradora. De hecho, la restauración de este fósil será un trabajo imprescindible para que el equipo de diseñadores El siguiente fósil bandera del Pleistoceno es una defensa de gráficos reproduzca todos los detalles del mismo mediante elefante datado en 100.000 años (Bernáldez, 1987), una especie técnicas 3D. que desapareció de los ecosistemas ibéricos muy posiblemente por la actividad creciente de los humanos. Los últimos elefantes de San José de la Rinconada (Sevilla) mostrarán el comienzo de la huella ecológica que estamos dejando los humanos y que explica la evolución de nuestras culturas. El último fósil bandera seleccionado será una falange I de vaca con más de 4.000 años de antigüedad procedente del poblado calcolítico de Valencina de la Concepción de Sevilla (Figuras 2 y 3; Martín y Ruiz, 1992) que representará el máximo grado de evolución de nuestra especie a través de la domesticación de especies animales y vegetales (ganadería y agricultura). Unas actividades que comenzaron hace casi 11000 años. Serán las últimas investigaciones realizadas en ADN antiguo (Ceiridwen et al ., 2004) las que nos van a permitir medir la importancia de África en nuestra península hace 5000 años y lo que esto significa en la evolución trófica de las poblaciones humanas de nuestro territorio.

Fig. 1. El Patrimonio Paleobiológico de Andalucía es rico y muestra una gran paleobiodiversidad. Las nuevas técnicas virtuales pueden ayudar a que no siga siendo el gran desconocido de nuestro patrimonio cultural y natural.

El segundo fósil bandera representará otro momento de la vida pasada de nuestra región, en esta ocasión el territorio está sumergido y el fósil que lo representa es el esqueleto de una ballena enterrado hace 3.5 millones de años en las profundidades de un mar pliocénico en la actual Almería. A día de hoy este fósil se encuentra depositado en la Delegación de Cultura de esta ciudad, estando previsto su traslado al nuevo Centro de Paleontología de Viator, de hecho será necesaria la intervención de restauradores-conservadores para recuperar el fósil (que actualmente se encuentra protegido con poliuretano). En este caso contaremos con las investigaciones realizadas por el Dr. Muñiz Guinea del Museo Paleontológico de Lepe (Huelva) junto con la Universidad de Berkeley. El tercer fósil bandera representará un mar tropical de hace 3 ó 4 millones de años en la actual costa de Estepona (Málaga). El Dr. Vera Peláez (Museo Paleontológico de Estepona) lleva varios años estudiando junto a su equipo esta gran cuenca marina tropical, llegando a determinar más de 1.000 especies marinas. Un gasterópodo endémico de esta cuenca será el fósil bandera que representará este extraordinario yacimiento (Vera-Peláez y Lozano-Francisco, 2002), único en Europa. Los siguientes fósiles banderas están relacionados con la especie humana. El extraordinario yacimiento de la Cuenca de Orce (Granada) con miles de fósiles de mamuts, tigres dientes de sable, hienas junto a instrumentos de sílex que nos descubren a la especie humana, será el máximo exponente de los Figura 2: Estructura excavada en el yacimiento calcolítico de La Gallega paleoecosistemas del Pleistoceno, un paisaje que va a acoger los (Valencina de la Concepción, Sevilla). primeros restos de humanos (que comienzan a evolucionar a pasos agigantados respecto a otras especies faunísticas). El Dr.

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comienza la domesticación de especies y continua en la 3. La historia de la agricultura y de la ganadería actualidad, la única información que diferencia los cubos de basura son pequeños detalles sobre el uso de cuchillos y cómo hace 5000 años en Andalucía descuartizaban al animal. Lo realmente importante lo estamos encontrando en el análisis genético de las especies domesticadas, como ocurre en el yacimiento Calcolítico de la Gallega en Los resultados de las investigaciones paleobiólogicas y Valencina de la Concepción donde se pudo aislar material tafonómicas de esos fósiles bandera nos proporcionarán la genético procedentes de vacas africanas o detectar cantidades información necesaria que seleccionaremos para difundir el valor altas de metales que podrían competir con las actuales tasas de este patrimonio de Andalucía. En este apartado expondré (Bernáldez et al , en prensa). cómo contar una parte de la historia de nuestros antepasados desde los basureros. Lo realmente extraordinario de estos paleobasureros es la información que no podemos medir ni ver, es la información La basura de otros tiempos es un valor en alza que nos que guarda a ser descubierta por la Genética, la Proteómica o las proporciona una magnífica información de lo que los humanos Ciencias Físico-químicas. La historia puede cambiar desde las comieron en otros tiempos, de cómo preparaban esos alimentos Ciencias Experimentales y habrá nuevas historias que contar. y del reciclaje. Una actividad que más que moderna tiene tantos Para estas nuevas informaciones queremos que la Arqueología años como el primer ser vivo. virtual cuente con los paleobiólogos, con nuestros Uno de los períodos que más nos interesa estudiar en el paleobasureros y con los científicos experimentales. Laboratorio de Paleobiología del IAPH es el Holoceno, es decir, los últimos 10000 años de nuestra historia. En estos primeros años la agricultura y la ganadería cambian el panorama de una Agradecimientos especie que hoy en día ha cambiado el territorio (Bernáldez, 2009). Estos cambios los medimos por un concepto que denominamos huella ecológica y que ha debido lógicamente Gracias al esfuerzo de los escasos paleontólogos y otros tener un origen. Nuestro equipo de investigación comienza en la científicos que trabajan en Andalucía es posible difundir el transición del Neolítico al Calcolítico, cuando los yacimientos Patrimonio Paleobiológico de Andalucía. Éstos son algunos de arqueológicos registran una mayor diversidad de cerámicas, ellos: instrumentos y estructuras. A esta diversidad de útiles debería acompañarle una diversidad de actividades que necesitaron estos útiles. Entre esas actividades las de obtener alimentos y Dr. Eduardo Mayoral-Alfaro. Universidad de Huelva. protección debían ser prioritarias y de esas actividades tenemos basureros que conservan los huesos y las conchas de los Dr. Fernando Muñiz –Guinea. Centro de Biodiversidad y animales que consumieron. Geodiversidad de Lepe (Huelva). El análisis de este material orgánico no sólo nos señala a las Dra. Mª Carmen Lozano-Francisco. Museo Paleontológico de especies domesticadas, recolectadas o cazadas que permitían la Estepona (Málaga). supervivencia, sino que nos indica además cómo no dejamos de ser los carroñeros de hace un millón de años. Para reconocer que Dr. José Luis Vera-Peláez. Museo Paleontológico de Estepona esta paleobasura es un patrimonio importante debemos saber (Málaga). qué guarda de nuestro pasado. Dr. Bienvenido Martínez –Navarro. Instituto de Paleocología Humana (Tarragona). Dra. Patrocinio Espigares. Museo de Prehistoria y Paleontología de Orce (Granada). Dr. Sergio Ros-Montoya. Museo de Prehistoria y Paleontología de Orce (Granada). Dr. Javier Porta-Pelayo. Genoclinic S.L:-Universidad de Málaga. D. Esteban García-Viñas. Laboratorio de Paleobiología del IAPH (Sevilla). Dª Aurora Ocaña-García de Veas. Laboratorio de Paleobiología del IAPH (Sevilla). D. Miguel Gamero-Esteban. Laboratorio de Paleobiología del IAPH (Sevilla). Dª. Carla Blasco-Aguirre. Universidad de Tesalónica (Grecia). Figura 3: Cráneo de Bos taurus del yacimiento calcolítico de La Gallega (Valencina de la Concepción, Sevilla).

La determinación de las especies, el tamaño, la edad, el sexo de los animales que se sacrificaban para el consumo del poblado es una información importante, pero tediosa que no se relaciona con la movida historia de nuestros antepasados. En el Neolítico

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El Patrimonio Paleobiológico de Orce

Bienvenido Martínez-Navarro

ICREA. Institut Català de Paleoecologia Humana i Evolució Social – IPHES Universitat Rovira i Virgili. Tarragona. España

Resumen

En el presente estudio se da a conocer el patrimonio paleobiológico (incluyendo el arqueológico) de la región de Orce, en la Cuenca de Guadix-Baza, conocido en la literatura científica como el "Spanish Olduvai", que es probablemente el más abundante y mejor conservado de todo el continente europeo en lo referente al Cuaternario más antiguo. Se describe el yacimiento paleontológico de Venta Micena (~1.5 Ma), y los yacimientos arqueo-paleontológicos de Fuente Nueva 3 y Barranco León, donde se encuentran las evidencias más antiguas de presencia humana en Europa occidental a 1,3-1,4 Ma. Este patrimonio es desgraciadamente poco conocido por el gran público, y es necesario comenzar a utilizar las técnicas de paleontología y arqueología virtual con el objetivo de divulgarlo y ponerlo en valor.

Palabras Clave : PALEONTOLOGÍA, PALEOBIOLOGÍA, ORCE, CUATERNARIO, DIVULGACIÓN CIENTÍFICA

Abstract

Here we show the paleobiological heritage (including the archaeological one) of the Orce region, in the Guadix-Baza Basin, which is known in the scientific literature as the "Spanish Olduvai", and it is the most abundant and best preserved of the European continent related to the earliest Quaternary. It is described the paleontological site of Venta Micena (~1.5 Ma), and the archaeo-paleontological sites of Fuente Nueva 3 and Barranco León, where it is recorded the earliest evidences with human presence in western Europe, dated 1.3-1.4 Ma. This heritage is unfortunately little known by the great public, and it is necessary to begin to use the new techniques of virtual palaeontology and archaeology with aim to spread and put it in value.

Key words : PALEONTOLOGY, PALEOBIOLOGY, ORCE, QUATERNARY, SCIENTIFIC SPREADING.

1. Introducción realidad de un fósil correspondiente a una hembra de rumiante (bóvido o cérvido) sin apéndices frontales, como así fue publicado por Martínez-Navarro (2002) en un artículo que no ha sido Desde que en el verano de 1982 fue descubierto en el yacimiento de replicado. Venta Micena el fragmento craneal de Orce, VM-0, este fósil no ha dejado de ser un tema recurrente en los mentideros científicos y en Durante muchos años, la polémica en torno al fragmento craneal los medios de comunicación, especialmente en España, pero de Orce, ha flotado sobre este debate científico y ha contribuido también en el extranjero. a restar credibilidad a la hipótesis de una temprana colonización humana de la Península Ibérica y, por ende, del continente. Si este fósil no hubiera sido atribuido a Homo sp. (Gibert et al., 1983) -el hipotético resto humano más antiguo de Europa- habría El objetivo de este artículo es contribuir a dar a conocer el pasado inadvertido a formar parte de las miles de piezas extraordinario patrimonio paleontológico y arqueológico de la inclasificadas procedentes del yacimiento, como sucede en otras región de Orce, además valorizar las novedosas e importantes muchas colecciones de mamíferos fósiles del mundo. Pero la investigaciones paleontológicas y arqueológicas que se han historia hizo que se convirtiera en uno de los fósiles más famosos desarrollado y siguen realizándose en la zona, una de las más de la Paleontología española, por la continua polémica que ha ricas de todo el continente europeo. generado a su alrededor. Prueba de ello, es que cuando se van a cumplir 30 años desde su hallazgo y extracción, desgraciadamente aún sigue centrando en algunos ambientes mediáticos las noticias 2. El contexto geológico de la cuenca de sobre Orce, y asimismo oscurece el extraordinario, apasionante y Guadix-Baza: único patrimonio paleobiológico de toda la cuenca de Guadix-Baza y de Orce en particular. Sobre este fósil existe un sinfín de artículos a favor de su adscripción al género Homo y otros, menos, a favor de La cuenca intramontañosa lacustre de Guadix-Baza está situada en su adscripción al género Equus . Algunos de estos trabajos han sido el sudeste de la Península Ibérica (Figura 1). Se divide en dos publicados en revistas muy prestigiosas como Journal of Human cubetas, la de Guadix, situada en el sector suroccidental y la de Evolution, American Journal of Physical Anthropology, Human Evolution, Baza, situada en el sector nororiental. Ambas están separadas por el Journal of Archaeological Science o Investigación y Ciencia . Finalmente, se accidente del Jabalcón. La geología de esta depresión es singular puede decir que, en realidad, no es un fósil de homínido ni de en todo el contexto europeo, sólo comparable a la de las grandes équido, pues su adscripción a uno u otro taxón, obedece a un error cuencas interiores del Rift esteafricano. La depresión fue de base en la interpretación anatómica de la pieza, donde se endorreica desde finales del Mioceno superior (hace unos 7 confundieron los huesos frontales con los parietales. Se trata en

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millones de años) con registro paleontológico de todo el cronológico que va de una edad aproximada de unos 2,5 Ma hasta Plioceno, y arqueológico y paleontológico desde el Pleistoceno hace aproximadamente 1,0 Ma. Esta cronología es conocida a inferior hasta finales del Pleistoceno medio (hace unos 0.2-0.3 través de los datos biocronológicos, paleomagnéticos y de la técnica millones de años), con uno de sus últimos registros de ESR (electro-spin-resonance) (Oms et al., 2000; Duval, 2008). arqueológicos en sedimentos fluvio-lacustres en la localidad con Por su registro y por su paisaje, estos yacimientos son conocidos en abundante fauna e industria achelense de La Solana del la literatura científica como el Spanish Olduvai (Martínez-Navarro et Zamborino, cercana a Guadix, que fue excavada en los años al., 2011, y referencias incluidas). setenta por el equipo del Prof. Botella de Granada (Jiménez- Arenas et al., 2011). No hay yacimientos más recientes, del La localidad más antigua de la zona de Orce es Fuente Nueva-1, Pleistoceno superior, en los sedimentos fluvio-lacustres de la con fauna clásica del final del Plioceno superior europeo, dominada cuenca, aunque sí en los sistemas kársticos de las sierras por la presencia de los primeros caballos de un dedo que llegaron al circundantes, donde la presencia de industrias musterienses continente, Equus stenonis , de una gacela, Gazella borbonica , y de otros asociadas a neandertales, o del paleolítico superior asociadas al mamíferos. hombre moderno, son relativamente abundantes. El tránsito Plio-Pleistoceno está marcado por la llegada de nuevos inmigrantes de origen asiático, como es el caso de un bóvido registrado en el yacimiento del Barranco de los Conejos llamado Praeovibos , antecesor directo de los actuales bueyes almizcleros, Ovibos muschatus , además de otros pequeños roedores . Por encima, ya dentro del Pleistoceno inferior, se encuentra Venta Micena, de una cronología próxima a 1,5 Ma, que es el yacimiento paleontológico más excavado, mejor conocido y probablemente el más espectacular de toda la depresión como seguidamente se describe.

4. El yacimiento de Venta Micena

Fig. 1. Bloque diagrama de la cuenca de Guadix-Baza con la situación de La localidad paleontológica de Venta Micena es un estrato los yacimientos de Orce (Modificada de Vera, 1970). horizontal que presenta un nivel fértil de 80 a 120 cm de espesor cuya extensión superficial es superior a 2,5 km. Se calcula, por

extrapolación del afloramiento total en superficie, más de 1 km 2 de La geología de la cuenca comenzó a ser conocida a partir de estrato fértil, es decir, más de 1 millón de m 2 (Figura 2). De él se comienzos de los años setenta, especialmente gracias a los han extraído más de 17000 fósiles en 350 m 2 excavados, que trabajos de Vera (1970), quien diferenció la depresión en dos incluyen 31 especies de mamíferos, especialmente de gran tamaño: áreas de dominio, la cubeta de Guadix y la de Baza. La cubeta de elefantes ( Mammuthus meridionalis ), rinocerontes ( Stephanorhinus Guadix está dominada por un sistema fluvio-torrencial, cuyos hundsheimensis ), hipopótamos ( Hippopotamus antiquus ), Bóvidos ( Bison aportes sedimentarios fundamentales proceden de Sierra sp., Hemibos aff. gracilis ., Preovibos sp., Soergelia minor , Capra alba , Nevada, y la cubeta de Baza por un sistema lacustre, en el que Caprini indet.), cérvidos ( Praemegaceros verticornis y Metacervocerus prodominan los sedimentos evaporíticos (calizas, yesos y sales). rhenanus ), carnívoros como tigres de dientes de sable ( Homotherium Esta geología es la causante de la conservación del extraordinario latidens y Megantereon whitei ), panteras ( Panthera cf. gombaszoegensis ), patrimonio paleobiológico existente en la cuenca. El lago fue un linces ( Lynx sp.), licaones [ Lycaon lycaonoides ], chacales ( Canis rico lugar en vida animal y vegetal que enterró en sus estratos los mosbachensis ), zorros ( Vulpes praeglacialis ), tejones ( Meles sp.), osos restos de los animales y plantas que vivieron en su entorno desde (Ursus etruscus ) o hienas gigantes ( Pachycrocuta brevirostris ), además de su creación hasta su ocaso. Las aguas estancadas del lago fueron dos especies de conejos y cinco de roedores entre los que destaca la capturadas a través de un nuevo cauce abierto por el río presencia de puercoespines ( Hystrix major ). Guadiana Menor y comenzaron a drenar por el Guadalquivir hacia el Atlántico, transformándola en exorreica. Esta apertura de la cuenca y la consiguiente bajada del nivel de base provocó una erosión continuada a gran escala sobre los sedimentos plio- pleistocénicos, lo que permite ver en superficie, en las laderas de los nuevos barrancos y cañadas, los singulares afloramientos que muestran este fantástico y completo registro paleobiológico de los últimos siete millones de años en Europa.

3. Los yacimientos de Orce

El registro paleobiológico de todo el Plio-Pleistoceno es muy abundante en toda la cuenca, pero probablemente, la mayor densidad y calidad de los yacimientos se dé en el triángulo que Fig. 2. Panorámica de la excavación de Venta Micena durante la campaña forman Orce y sus dos pedanías, Fuente Nueva y Venta Micena. de 2005 (foto J. Mestre/IPHES). Los sedimentos allí depositados comprenden un registro

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Durante la formación de este yacimiento el ambiente estuvo dispersión humana fuera de África, al ser localizado también en caracterizado por importantes zonas emergidas en un medio Dmanisi (Georgia del Este, Cáucaso), donde además se encuentran lacustre efímero, con pequeñas charcas y cubetas de entre 2 y 20 m las evidencias más antiguas de presencia humana fuera de África de diámetro aproximadamente y una profundidad inferior (datadas en 1,8 Ma) y más tarde en otros yacimientos del continente normalmente a 1 m. Los huesos se depositaron sobre un europeo y Próximo Oriente (Martínez-Navarro y Palmqvist, 1995; paleorrelieve y se cubrieron por sedimentos formados por barro Palmqvist et al., 2007). calizo micrítico (homogéneo y poroso) con una composición del 98-99% de carbonato de calcio. La interpretación tafonómico-paleoecológica del yacimiento indica que corresponde a una acumulación realizada por la hiena gigante Pachycrocuta brevirostris, de cara corta y de 110 a 140 kg de masa corporal) (Palmqvist et al., 2011). Los restos óseos están en muy buen estado de conservación con la cortical escasamente meteorizada, lo que indica que se produjo un enterramiento bastante rápido, posiblemente entre 0-3 años (Figura 3). Por ello, la estructura original de la paleocomunidad de mamíferos ha quedado conservada en una proporción muy elevada durante la fase de fosilización.

Fig. 4. Reconstrucción del tigre de dientes de sable Megantereon whitei abatiendo un ciervo gigante Praemegaceros verticornis (Dibujo de Mauricio Antón).

El hallazgo de Meganteron whitei BROOM en Venta Micena significó un importante avance en cuanto a la interpretación de las posibilidades de migración de los primeros homínidos hacia el continente euroasiático. M. whitei fue un hipercarnívoro superpredador, habitante de ambientes boscosos abiertos próximos a las praderas o sabanas, con una enorme capacidad para matar, basada en unos poderosos miembros anteriores –propios de la envergadura de un león- que servían para sujetar la presa, y en unos caninos muy largos y afilados sin crenulaciones –de 10 ó más centímetros de corona- que servían para clavar y cortar la yugular hasta la muerte por asfixia y desangramiento de la presa. Pero por el tamaño de la muela carnicera se deduce que la masa corporal de M. whitei era aproximadamente como la de un leopardo, lo que indica que probablemente tenía la capacidad de cazar y matar como un Fig. 3. Acumulación de restos en Venta Micena, campaña de 2005 (foto J. león y la capacidad de comer como un leopardo, es decir mucho Mestre/IPHES). menor que su capacidad de matar, debido a que los caninos le impedían poder acceder a las partes más duras y probablemente sólo podía comer las más blandas, especialmente las vísceras, por lo En Venta Micena además se han desarrollado otros interesantes que se deduce que dejaba una enorme cantidad de carroña que estudios paleontológicos de tipo sistemático, ecológico y etológico, aprovechaban carroñeros como la hiena Pachycrocuta brevirostris , pero sobre los grandes perros salvajes antecesores de los licaones también los homínidos. africanos actuales, Lycaon lycaonoides (Palmqvist et al., 1999; Martínez-Navarro y Rook, 2003), o sobre el tigre de dientes de Estudios actuales en curso demuestran una extraordinaria similitud sable de origen africano Megantereon whitei , localizado por primera en cuanto a la fauna de grandes mamíferos entre el yacimiento de vez en Europa en Venta Micena, y relacionado con la primera Venta Micena y el de Dmanisi. Aunque ambos yacimientos presentan las mismas especies en lo referente a muchos de los

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grupos taxonómicos registrados en las dos localidades fosilíferas, cantidad de coprolitos procedentes de la actividad de la hiena como tigres de dientes de sable, hienas, osos, antílopes, ciervos y gigante Pachycrocuta brevirostris . otros, las listas faunísticas de uno y otro yacimiento son muy dispares debido a la existencia de muchas sinonimias en la Ambos yacimientos son una joya terminología usada, que esperamos próximamente serán corregidas. arqueopaleontológica, donde se está caracterizando el comportamiento de los homínidos más antiguos que poblaron nuestro continente, en competencia directa por el aprovechamiento de la carroña con otros carnívoros, 5. Los yacimientos de Barranco León y Fuente especialmente las hienas gigantes. Nueva 3

6. Paleontología y arqueología virtual: Barranco León (1,4 Ma; Figura 5) y Fuente Nueva 3 (1,3 Ma; Figura 6) (Martínez-Navarro et al., 1997; Oms et al., 2000; Duval, 2008) representan hoy por hoy, los lugares de ocupación humana más Desgraciadamente, este patrimonio, que empieza a ser bien antiguos que se conocen en Europa occidental. En ambos lugares conocido y publicado en las revistas científicas más importantes se ha localizado una amplia colección de industrias líticas en del mundo, no ha tenido todavía una divulgación adecuada, asociación con una extraordinaria colección de fauna, tanto de como ha sucedido en otros yacimientos españoles y extranjeros. pequeños como de grandes mamíferos (en su gran mayoría correspondientes a las mismas especies que en Venta Micena), Esta deficiencia es, en gran parte, debida a la polémica cuyos restos en algunos casos presentan marcas de corte y de sobre el fragmento craneal de Venta Micena, que fracturación por percusión con piedras. recurrentemente sigue coleando y ocultando al gran público la enorme cantidad de trabajo científico realizado hasta la fecha. Sin embargo, es de esperar que en un plazo breve este problema se vaya diluyendo y dejando paso para dar a conocer al verdadero patrimonio de Orce y de la cuenca en general, la fauna de grandes mamíferos cuaternarios y las evidencias arqueológicas de los primeros pobladores humanos de Europa. Esperamos que las técnicas de Paleontología y Arqueología virtual sirvan, en colaboración multidisciplinar, para sacar del ostracismo los principales yacimientos del Cuaternario de todo nuestro continente.

7. Conclusiones:

Se puede concluir que el patrimonio paleobiológico (incluyendo el arqueológico) de Orce y de toda la cuenca de Guadix-Baza es Fig. 5. Barranco León con la excavación a la izquierda, campaña de 2011 único en el continente europeo por su cantidad, calidad de (foto J. Mestre/IPHES). registro y dimensiones. La puesta en valor de este patrimonio, ya iniciada desde los equipos científicos y desde las administraciones, merece y necesita del apoyo de las técnicas de la paleontología y de la arqueología virtual para hacerlo más comprensible y accesible al gran público, repercutiendo así en su mayor y mejor conocimiento, que ayudará a conservarlo y a invertir más esfuerzos en su estudio.

Agradecimientos

Este trabajo ha sido financiado por la Consejería de Cultura de la Junta de Andalucía (contrato Exp. B090678SV18BC), el Ministerio de Ciencia e Innovación español (proyecto MICINN CGL2010-15326/BTE), y el gobierno de Cataluña (proyecto GENCAT 2009 SGR 324). Fig. 6. Excavación de Fuente Nueva 3, con algunas de las piezas localizadas durante la campaña de 2011 (foto J. Mestre/IPHES).

Asimismo, es de notar que otros muchos huesos presentan marcas de mordisqueo por carnívoros y, además, existe una gran

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THE ANCIENT AGORA IN FRONT OF THE PUBLIC. FOUNDATION OF THE HELLENIC WORLD. ATENAS. GRECIA.

MESA PONENTES_5 / TABLE OF LECTURES_5 PROCESOS DE INVESTIGACIÓN, CONSERVACIÓN Y DIFUSIÓN. EXPERIENCIAS SINGULARES/ RESEARCH, CONSERVATION AND DISSEMINATION PROCESS. UNIQUE EXPERIENCES

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Sistema de Información para Patrimonio Histórico

J.C. Torres, F. Soler, P. Cano, A. León, V. Luzón, D. Martín

Laboratorio de Realidad Virtual de la Universidad de Granada. Granada. España

Resumen

Los sistemas de información geográficos (SIG) permiten gestionar información referida a un territorio de forma eficiente, ágil y flexible. La gestión de información referida a elementos patrimoniales presenta un conjunto de requerimientos con características similares. Tanto en los procesos de documentación como en los de restauración y conservación es necesario ubicar gran cantidad de información sobre la superficie del elemento objeto de la actuación, permitiendo no solo su edición y visualización, sino incluso el análisis de dicha información. Este trabajo presenta el diseño de un sistema de información para patrimonio cultural que proporciona la funcionalidad anteriormente descrita, el cual partiendo de algunas ideas y formas de trabajo de los sistemas de onformación geográficos ha adaptado estas ideas a las representaciones utilizadas comúnmente en el campo del patrimonio.

Palabras Clave : SISTEMAS DE INFORMACIÓN, SIG, DOCUMENTACIÓN

Abstract

Geographic information systems (GIS) allow us to manage information related to a territory in an efficient and flexible way. Management of information concerning cultural heritage presents a set of requirements which are similar to those. In processes such as documentation, restoration and preservation it is necessary to locate a wealth of information on the surface of the model on which we are working, not only allowing editing and displaying it, but even analysing such information. This paper presents a novel design of an information system for cultural heritage that provides the functionality described above, which starting from some ideas and working methods borrowed from GIS has adapted these ideas to representations commonly used in the field of cultural heritage.

Key words : INFORMATION SYSTEMS, GIS, DOCUMENTATION

1. Introducción el modelo 3D para realizar kioskos informativos en Micenas, pero sin posibilidad de consulta o edición desde el modelo 3D. En todas estas propuestas se ha utilizado software existente, sin La digitalización 3D de elementos patrimoniales ha alcanzado un conseguir una conexión bidireccional entre la documentación y nivel de madurez razonable. Actualmente es posible generar el modelo 3D. modelos 3D con una gran precisión y con un esfuerzo menor Virtual Inspector es una interfaz de visualización orientado a la que el necesario para modelar los elementos. Sin embargo la inspección de complejas representaciones de objetos 3D utilización de estos modelos está muy limitada (TORRES, J.C. optimizados y enriquecidos con enlaces a información 2009). descriptiva multimedia, utilizado como kiosko en distintas Por otra parte, un problema esencial en el tratamiento, exposiciones, gracias a su fácil reconfiguración. No obstante este conservación y recuperación del patrimonio histórico es la sistema sólo permite colocar anotaciones sobre el modelo, por lo gestión de la documentación relativa al elemento patrimonial. que no funciona como un sistema de información. Se han realizado diversas propuestas que integran información Ninguno de estos sistemas proporciona una herramienta flexible documental con el modelo digital, la mayor parte de ellas para la gestión de información de patrimonio. Por este motivo orientadas a la difusión. Agnello et al. (AGNELLO 2003) planteamos la necesidad de desarrollar herramientas adaptadas a propone el uso de hipertexto. El método obliga a prediseñar los la gestión de patrimonio, con una funcionalidad semejante a la elementos a los que se va a asociar información y, por tanto, solo de un sistema GIS (TORRES, J.C. 2009). puede ser usado para sistemas con información estática. Hodač En este trabajo se describe el sistema que se está desarrollando (HODAČ 2005) usa un modelo 2D de la planta del edificio para en el proyecto de excelencia PE09-TIC-5276 financiado por la indexar la información, vinculando a dicha representación el Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa de la Junta de modelo 3D. Esto permite navegar por el modelo, pero impide Andalucía. Nuestro sistema se inspira en los sistemas GIS para asociar información a elementos tridimensionales. Con este ofrecer una funcionalidad versátil y genérica para la gestión de mismo enfoque, Naglič (NAGLIČ 2003) utilizan un sistema de información asociada a elementos patrimoniales, y puede trabajar información geográfica convencional. Meyer et al. (MEYER directamente con modelos digitalizados de alta resolución. 2006) aborda el diseño de sistemas accesibles vía web, pero limitando la interacción a componentes predefinidos. Ioannidis et al. (IOANNIDIS 2003) utiliza un sistema GIS al que conecta

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(como densidad de población de zonas con pendiente baja). 2. Funcionalidad del Sistema Además de esta forma la estructura del sistema es más simple.

La idea básica es desarrollar un sistema semejante, en funcionalidad y en modo de trabajo, a un sistema GIS. En esta sección se van a revisar brevemente los aspectos relevantes de los sistemas GIS que se van a usar de base en nuestra propuesta. Hay tres ideas esenciales de los sistemas GIS que hemos adaptado en nuestra propuesta. La primera es la gestión de información georreferenciada. Los sistemas GIS procesan información relativa a posiciones de la superficie de la tierra (no contemplamos de momento funcionalidades de sistemas GIS 3D). El sistema propuesto guardará información relativa a la superficie de un elemento patrimonial (como una fachada, la superficie de un edificio, una escultura, o un yacimiento arqueológico). Para ello, el sistema GIS establece una Fig. 2. Cada mapa almacena los valores de un único atributo. El sistema correspondencia entre posiciones de la tierra y puntos del mapa. debe permitir combinar varios mapas para visualizarlos o realizar Esta correspondencia permite interrogar sobre las coordenadas operaciones con ellos. de un punto del mapa, y poner en correspondencia distintos mapas. La correspondencia se realiza usando un sistema de proyección. Otra idea básica es separar la visualización de los mapas del valor de los atributos que guardan (ver Figura 3). Es decir, los mapas guardan atributos (como temperatura) y la visualización de éstos se realiza aplicando reglas definidas para el mapa, y que no afectan a los valores de los atributos. Esto se suele hacer asignando a cada mapa una paleta de colores, que indica las propiedades visuales de cada atributo. La visualización se realiza superponiendo capas, aplicándole a cada capa los colores y opacidades que corresponden a sus atributos de acuerdo con la paleta de color preestablecida. De esta forma, es posible realizar operaciones entre mapas, lo que permite analizar la información espacial. Las operaciones se pueden realizar directamente sobre las capas de información, operando con ellas celda a celda.

Fig. 1. Proyección en un mapa (izquierda) y en un modelo 3D (derecha). Obsérvese que las capas en el modelo 3D no son planos.

En nuestro caso, no podremos usar proyecciones, ya que la Fig.3. Los mapas almacenan valores de propiedades, que se asocian a colores superficie del objeto puede ser arbitrariamente compleja. Por usando una paleta de colores, que es independiente del mapa y se puede tanto, necesitamos formas alternativas de establecer la modificar en cualquier momento. correspondencia. El que esta correspondencia no sea una “simple” proyección conlleva que no tenga sentido dibujar los mapas como imágenes 2D, ya que el usuario no podrá hacerse una idea de cómo se localiza cada punto del mapa sobre la 3. Implementación superficie del objeto. Tendremos que dibujar siempre los mapas de atributos sobre el modelo 3D. Nuestro sistema realiza la asociación de puntos de la capa de Otra idea esencial es almacenar la información como mapas información con la superficie del modelo geométrico utilizando temáticos (Figura 2). Cada mapa almacena un atributo del un octree . Un octree es un árbol octal, que se utiliza para indexar territorio (como altura, pendiente, densidad de población o espacialmente: cada nodo representa una porción cúbica del propietario). Esto garantiza economía en el almacenamiento y espacio 3D. Si el nodo es interno sus ocho hijos representan versatilidad. Por un lado no se repite información como ocurriría cada uno de los ocho octantes en los que se subdivide dicho si mezclásemos atributos en los mapas. Por otro, siempre se nodo. pueden combinar distintos mapas para generar atributos nuevos

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En el sistema que proponemos, el octree tiene una doble función: El problema más complejo en este punto es asociar colores indexar espacialmente la superficie del objeto y permitir asociar diferentes a cada fragmento de los triángulos en función de las propiedades al mismo. Cada nodo terminal del árbol, celdas por las que cruza. La asociación de colores a los denominado voxel , contiene una lista con los elementos fragmentos de triángulos se realiza en un programa especial geométricos que se localizan dentro de la porción de espacio que ejecutado en la GPU del ordenador (shader), esto permite delimita. Junto con esta información, cada voxel tiene asociado realizar el dibujo de forma interactiva. un conjunto de atributos pertenecientes a este fragmento del modelo. Cuando se dibuja más de una capa superpuesta se aplica el procedimiento de superposición habitual en los sistemas GIS. El sistema crea el modelo geométrico a partir de un modelo En primer lugar se superponen las distintas capas, generando un poligonal, como los generados como resultado del proceso de mapa de color que se dibuja sobre el modelo 3D. digitalización con escáner láser. En este momento se ha implementado el núcleo del sistema, Al cargar un modelo en la aplicación, creamos el octree , que incluyendo la representación del modelo geométrico y de las quedará guardado posteriormente en disco para no tener que capas ráster. Se han programado los algoritmos de visualización volver a ser creado. Fijamos el máximo nivel de resolución del y un editor de capas raster. La estructura de datos permite octree , de forma que el tamaño de cada nodo hoja se corresponda gestionar octrees de hasta veinte niveles de profundidad, lo que con la resolución con la que queremos guardar propiedades en el supone manejar modelos de más de un millón de celdas de lado modelo. (esto es, una resolución de un milímetro en modelos de más de un kilometro).

4. Evaluación

El software se está evaluando sobre modelos reales de patrimonio obtenidos mediante escáner láser, procedentes en su mayor parte del Conjunto Arqueológico de Itálica y de la Alhambra. Los resultados son ampliamente satisfactorios. La Figura 5 muestra una captura del proceso de edición interactiva de una capa raster sobre la Amazona herida de Écija con una resolución de un milímetro. En la Figura 6 se muestra, de forma ampliada, un fragmento de la capa raster mostrado en la Figura 5. Puede apreciarse el tamaño de las celdas en el borde de las áreas.

Fig. 4. Estructura del sistema CHIS

Los nodos terminales del octree se almacenan haciendo un recorrido en pre-orden. De esta forma se puede asociar a cada nodo un índice. Los atributos se almacenan en una estructura lineal, de forma que en la posición i-esima se almacena el atributo del voxel i-esimo según el recorrido en pre-orden establecido. De esta forma podemos establecer la correspondencia entre atributos y la superficie del elemento geométrico. Para visualizar el modelo se recorre el octree , accediendo a los atributos y a los elementos geométricos. Se obtiene el color a usar buscando los atributos en la paleta de colores de la capa, y se dibujan los elementos geométricos aplicando el color generado. Fig.5. Captura de pantalla de la aplicación editando una capa raster.

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Fig. 6. Vista ampliada de la zona de la capa raster editada en la Fig. 5.

La Figura 7 muestra la misma zona del modelo coloreando las celdas formando un tablero. Puede apreciarse que la forma y tamaño de la intersección de las celdas con la superficie no es regular, ya que nuestras celdas son cúbicas, siendo el tamaño de celda la arista del cubo. La intersección de las celdas con la Fig. 8. Distribución de celdas sobre la superficie del modelo con resolución de superficie genera un polígono convexo de entre tres y seis lados. 16 cm El tamaño máximo de la celda está acotado, en cualquier caso, por la diagonal principal del cubo. Este modelo se ha generado con un tamaño de celda de un milímetro. La Figura 8 muestra el Agradecimientos mismo modelo con un tamaño de celda de 16 cm.

Este trabajo ha sido parcialmente financiado por la Consejería de Innovación Ciencia y Empresa de la Junta de Andalucía a través del proyecto de excelencia PE09-TIC-5276. La Amazona herida ha sido digitalizada en el Museo Histórico Municipal de Écija.

Fig. 7. Distribución de celdas sobre la superficie del modelo con resolución de

1 mm

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Deploying 3D technologies for the documentation of tangible cultural heritage

Karina Rodriguez Echavarria and Jaime Kaminski University of Brighton. UK

Resumen Cada vez más, los visitantes y profesionistas del patrimonio cultural esperan más de las tecnologías 3D. Es por esto que el proyecto 3D-COFORM pretende hacer que la tecnología 3D sea una realidad para el sector. El proyecto está desarrollando herramientas dirigidas a diversos tipos de usuarios y a la vez investigando sobre las cuestiones prácticas para su implementación en organizaciones de patrimonio. En esta comunicación se describe la metodología para lograr esto, así como diferentes tipos de pruebas llevadas a cabo por el proyecto. También propone tres modelos para la implementación de las tecnologías 3D y describe una de ellas con más detalle. Aunque estos resultados son preliminares, se espera que contribuyan a que el sector vea la implementación de tecnologías 3D como una opción sustentable.

Palabras Clave : TECNOLOGIAS 3D, MODELS DE IMPLEMENTACION, PRUEBAS

Abstract Increasingly, visitors and cultural heritage professionals expect more from 3D technologies. The 3D-COFORM project aims to make 3D technology a practical proposition for use in the cultural heritage sector. While developing state of the art tools targeted to a diverse group of users, the project is also researching on the practical issues for the technologies’ implementation on heritage organisations. This paper describes the methodology to achieve this; as well as different types of testing conducted by the project. Moreover, it proposes three deployment models and describes one of them in more detail. Although, these results are preliminary they are expected to contribute towards the sector considering 3D technologies as a sustainable option.

Key words : 3D TECHNOLOGIES, DEPLOYMENT MODELS, TESTING

1. Introduction

Increasingly, 3D technologies are becoming well known to the This paper discusses the first findings of this practical aspect of public by the introduction of user experiences, such as 3D TVs the research and its implications to the sector. The paper first and 3D cinema. Hence, visitors to museums and other cultural introduces a 3D pipeline for the 3D documentation of heritage heritage organisations are beginning to expect more quality in assets, including tools and their users. The paper then describes the cultural content which they access before, during and after the methodology used to understand deployment issues of these their visit. Moreover, cultural heritage professionals are technologies. It then presents different deployment models used increasingly aware of these technologies and thinking of during the project. Finally it presents conclusions. different kinds of uses they could give to this new richer type of information for conservation, preservation and dissemination purposes. 2. Pipeline for the use of 3D technologies to Nevertheless, the use of 3D technology remains challenging to document tangible Cultural Heritage use on a day-to-day basis as expertise is still scarce and technologies are difficult and expensive to use; while they do not always meet the expectations of the cultural heritage The 3D-COFORM project proposes that a critical aspect of 3D organisation. In order to address some of these challenges, the technology is that metadata is essential to the 3D documentation 3D-COFORM project aims making 3D technology a practical of cultural assets. This metadata includes both the information proposition to the cultural heritage sector. The project focuses regarding the digitisation of the cultural asset and processing of on the 3D digitisation, processing, documentation and the digital assets as well as the information associated to the presentation of tangible cultural heritage. This type of heritage history of such assets. For example, metadata could include the refers to all of the cultural assets found in museums as well as date of its creation, the author, information on its location, town and cities, ranging from tiny artefacts to sculptures, shape and size among others. monuments and archaeological sites. The project is funded by the European Commission in the framework programme 7, and Based on the premise that metadata is generated throughout all will run until November 2012. The project includes an ambitious the process of documentation of tangible cultural heritage, the research programme on the different aspects of 3D technology. following pipeline is used: Critically, it is linked to research on the practical issues for the 1. Acquisition and processing : includes the acquisition of data and technologies’ implementation on the heritage sector. These the additional processing of this set of data. include deployment issues, such as testing and training.

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2. Searching and browsing : includes accessing the data. The query In reality, it is expected that all of these communities will be formulation process is a recursive process where the user interested in using the tools, but the specialised skills required by starts with an initial query which will be refined based on their use will constrain who will be able to use them. Because of search results he/she will browse through. the innovative concepts involved in using the tools, it is expected that these skills will need to be taught to potential users which

3. Viewing and annotating : includes visualising the 3D content are drawn from these communities. This will lead to the and adding annotations to the models. development of a new professional profile in the arena which 4. Modelling and presenting : includes the modelling of virtual includes a mixture of heritage background and technical skills. artefacts which might accompany or not the acquired digital assets in presentations both for heritage professionals and the wider public. 3. Methodology All of these steps are supported by a Repository Infrastructure which supports the ingestion, retrieving and querying of data within all of these steps. In order to explore a set of deployment models for 3D documentation, research was undertaken in the area of practical aspects of the technology resulting from the 3D-COFORM 2.1 Tools project. Within each of the steps of the 3D pipeline different tools can This research uses a V-model for the technology development be used to support users to document tangible cultural heritage. process, where each of the steps of the technology development These tools can be hardware or software technologies which are is matched by an activity which aims to understand how the intended to be used in “toolchains” or combination of tools developed technology is being deployed by the different where the output of one tool can be used as the input of another communities of users (see figure 1). Hence, the different types of tool until a final result is achieved that fulfils the user’s testing include component testing, interface testing, system documentation needs. An outcome of the 3D-COFORM project testing, acceptance testing, and release testing. is an infrastructure of tools which are underpinned by a Repository Infrastructure for the documentation of 3D digital assets and their associated metadata. A 3D documentation campaign might draw on some of these tools, but of course is not limited to them, as many other tools are available in the market to support 3D digitisation. However, an important advantage of the 3D-COFORM tools is that they share a semantic language to document the 3D assets’ metadata. These tools include tools for creating 3D reconstructions, for processing 3D meshes, for reasoning and structuring 3D meshes, for querying a semantic network, for visualizing 3D scenes, for generating procedural 3D models or for enabling the authorship of presentation applications.

2.2 Users One of the main questions when discussing practical aspects of Fig. 1: The V-model for technology development deployment of 3D technologies is who are the users of these tools? As such, different user’s communities have been identified, including: Two main types of testing analyse the issues surrounding the 1. Cultural heritage professionals : this user normally has a deployment of technologies. Acceptance testing is a validation background related to art history, archaeology, archival step to check developers are building the right tool which science, conservation, museology, librarianship, etc. They addresses the user’s needs. End users from different user have in depth knowledge of some areas or areas of Cultural communities perform these tests, as they know what is required Heritage, the associated objects and their environments. from the system to achieve value in the business and are the only 2. Technical users : those users that have the technical person qualified to make that assessment. Release testing is background to produce, test and modify the tools required about seeing how the new or changed system will work in the to produce scientific data. They can be engineers but also existing business environment, including testing the business those who manage the system like the database or system processes (training, operational protocols) which have been administrators. designed as part of the deployment environment. This type of 3. Commissioners : they can be entrepreneurs, SMEs or the testing is done mainly by users from the cultural heritage Cultural Heritage institutions themselves. They are usually professional communities, as they understand the existent interested in an overview of the whole system, practical business environment. information about the environment, thematic information and anything that can be exploited, for example, by the tourism industry. 3.1 Acceptance testing 4. Citizens : this includes everybody who has an interest in Two complementary mechanisms are being used to understand cultural heritage. how tools meet user requirements. The first one included a

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testing workshop focusing mainly on those non-mature tools, where developers support the testing of their tools under 3.2 Release testing controlled conditions. An example of this, was a testing workshop during 2010, which was attended by a mixture of In order to complement the acceptance testing, during the professionals in cultural heritage, service providers and academic course of the project a range of deployment experiments have users. During the workshop users interacted with the tools been undertaken by Cultural Heritage partners. Experiments structured in three different scenarios: 3D capture and have tested the capabilities and limitations of 3D acquisition documentation of tangible heritage, enriching multilingual hardware and software against a range of different object types, textual heritage documents using CIDOC-CRM and 3D materials, textures, colours and sizes (see Figure 3). The procedural modelling of a heritage site. experiments involved using acquisition tools, such as 3D scanners and photogrammetry, and some combined different Testers spent around 45 minutes testing each scenario in groups methodologies to enhance results. In all cases, the experiments of 4 or 5 using 2 or 3 PCs in each testing area (see Figure 2). attempt to answer those questions of how to make 3D Each session included an explanation by the developer of a test technologies a day-to-day option for the cultural heritage sector. case using the tools and testing by users. For instance, issues that are being considered include project management during documentation campaigns, acquisition of

digitisation capacity, workflow processes, training requirements, usability of tools, throughput, quality monitoring, copyright, potential exploitation strategies, analysis of the investment and potential returns and socio-economic impact evaluation.

Fig. 2: Testing workshop part of the methodology

Feedback was collected via quantitative and qualitative methods, by video recording the conversations from each session, through round table discussion to gather overall impressions on the scenarios, and by questionnaires. Questions varied according to each scenario to cover the different tools used, but generally covered user background, their opinion on several aspects of the Fig. 3: 3D acquisition deployment experiment at V&A museum in the scenario including the tool’s user interface, the tool’s UK functionalities, the tool’s intended user and other potential uses for the scenario. Feedback from the workshop focused on wanting to know more Examples of these issues, for instance, are the questions of how about the capabilities of the tool, making suggestions and queries much time is needed to produce a 3D model of an artefact as of whether other additional functionalities were possible, well as its cost per item. These issues relate to the cost/benefit commenting on the user interface and functionalities of the tools of having a 3D model compared to any other type of content as well as the envisaged uses for these tools. which museums currently use. It is also thought important to understand the accuracy of the technology and the support The second mechanism involves testing the tools remotely. This required in selecting the most suitable tools for the job, testing makes use of testing packages to enable users to test progressing towards guidelines for selection and use for accurate specific functionalities with the minimum amount of training. results. The testing package provided with each released tool, include a set of instructions for testing the functionalities that developers are interested in getting feedback about, a dataset to support the test, instructions to download the software, and a questionnaire 4. Deployment Models with relevant questions. In previous testing using this mechanism, users usually provide The testing activities implemented during the project have useful comments on a range of additional features they would highlighted three potential deployment models for other cultural like to see in each of the tools and many of these related to heritage organisations who would like to use 3D technologies to easier to use dialogue boxes, clearer user options and improved document their collections. These proposed models take into support materials, such as on-line tutorials and user manuals. In account where the expertise to deploy the technologies resides. particular users were looking for speed and reliability. These are:

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• In-sourcing : when a CH organisation sees the use of 3D The time required to acquire a 3D model from volunteers’ effort technology as part of the organisation’s strategy and invests varies greatly depending on the quality of the photographs that in acquiring in-house expertise and equipment. are used as an input. We expect that from all the contributions there will be a good set of photographs which will be sufficient • Out-sourcing: when a CH organisation prefers to delegate to generate a 3D model within a few hours. This time is needed the implementation of 3D technology to an external expert for the software to process the model and for somebody more or company; being interested only on the result of such specialised in the use of Meshlab to clean the mesh and upload implementation. the 3D model to a server linking it to any metadata associated to the 3D model. The acquisition of the photographs through • Crowdsourcing: when a CH organisation delegates tasks crowd sourcing could take hours or days; so it is more difficult involved in the use of 3D technology to a larger crowd to estimate. loosely or not associated with the organisation (e.g. museum’s visitors, general public). Quality is a critical issue when considering any crowdsourcing project. This is because it is necessary to ensure the quality of the contributions of volunteers, as well as the quality of the 3D These models have different requirements for organisations as model. Hence, this model requires careful consideration and well as those processes involved in using the technologies. The assessment of this issue, which requires additional effort. following section will briefly describe the crowdsourcing Moreover, because photographs are being contributed by a deployment model as an example of issues involved. wider variety of users, the license selected to protect such work and the 3D models is the Attribution-Non Commercial-Share Alike 2.0 UK Creative Commons (Creative Commons 2001). 4.1 Crowdsourcing: large scale content acquisition This will enable the 3D models to be produced from the effort This model is based on the basic premise of crowdsourcing, of all volunteers which will be acknowledged by naming the which is outsourcing a task to the crowd. Although this trend users whose pictures where using to produce the 3D model. was first observed in the open source software movement, more Assessment of the socio-economic impact of this model, as of recently this concept has been applied to all kinds of tasks, from any activity, is dependent on whose perspective it is viewed taking photographs to providing technical support (Howe 2006). from. It is evident that in this particular case there are three The suitability of the crowdsourcing model for the cultural different groups involved with three different perspectives. heritage sector is currently being tested within the 3D- These are the: COFORM project in an experiment that documents the • organisers of the experiment sculptures and monuments of Sussex in the United Kingdom. • volunteers taking part in the experiment, and The two tools which were selected to support the 3D digitisation • end-users of the data produced by the experiment. of the public monuments and sculptures were Arc3D (KU Leuven ESAT-PSI 2011) and Meshlab (Visual Computing Lab Each group will have different motivations for taking part in the of ISTI-CNR 2011). Arc3D is a tool which produces a 3D experiment or using the data generated and will naturally incur reconstruction using a set of digital images using different benefits and yield different impacts. photogrammetry. It requires a user to photograph an object while walking with the camera in an arc around the object. MeshLab is a tool for processing and editing unstructured 3D 5. Conclusions triangular meshes, which supports cleaning and producing a simpler version of the 3D model generated by Arc3D. The 3D-COFORM project aims to make the use of 3D The protocol for volunteers performing the digitisation involves technologies a practical option for the Cultural Heritage sector. photographing the object, uploading the pictures to Arc3D, As such, experiments are taking part to understand how these receiving the 3D model, processing it with Meshlab and technologies could be deployed on a larger scale. Researching on contributing the 3D model to the database and linking it to these issues opens up a new set of questions regarding the associated metadata. Experience indicates that two types of business process and associated protocols required to use the participant are required to support such a toolchain. One is a technology. Further deployment experiments will attempt to volunteer who only needs the ability to take photographs and answer these questions and; critically, generate guidelines for upload the pictures to a webpage (task 2 has been automated). other organisations to take on the lessons learnt from the This was deemed as necessary as to remove any training research project. requirements so everybody will be able to participate with the basic skills of being able to take photographs. This skill is very basic; hence, the participation could be opened to a wider profile of volunteers. The second participant is a more specialised and committed volunteer who can perform more specialised tasks after some training.

One of the biggest advantages of crowdsourcing, is that heritage organisations do not need to acquire equipment to perform the digitisation as digital cameras are widely used by the public. However, they will still require some basic equipment, such as a PC, to be able to visualize the resulting 3D models.

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Acknowledgments

The research leading to these results has received funding from the European Community's Seventh Framework Programme (FP7/2007- 2013) under grant agreement n° 231809. We thanks all partners involved in the project for their contributions to the research.

References

CREATIVE COMMONS (2011) http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.0/uk/ HOWE, J. (2006) “ Wired 14.06: The Rise of Crowdsourcing ”. Issue 14.06 - June 2006 http://www.wired.com/wired/archive/14.06/crowds.html KU LEUVEN ESAT-PSI (2011) Arc3D Webservice webpage http://www.arc3d.be/ VISUAL COMPUTING LAB of ISTI-CNR, Meshlab webpage. http://meshlab.sourceforge.net/

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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. FHW. Atenas. Grecia

Resumen

Aplicaciones de tecnologías de comunicación en el patrimonio cultural, comprenden una nueva categoría de acciones, con un carácter creativo y un concepto multidisciplinario. Se presentan las motivaciones y prioridades de los actores (individuos o instituciones), que participan en estos proyectos, para examinar en esta base las posibles consecuencias de estos proyectos a las ciencias y al mismo concepto del patrimonio cultural y explorar también su valor añadido oculto, que les ofrece la posibilidad de asumir recursos.

Palabras Clave : TECNOLOGIAS 3D, MODELS DE IMPLEMENTACION

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 : 3D TECHNOLOGIES, DEPLOYMENT MODELS

The applications of ICT in the cultural heritage are covering a a kind of prim of the scientific positions and knowledge of the very wide range of applications in the field: from the simple use younger generations, more familiarized with this kind of work of working software such as the aa simple text processing environment. However they remain external to the core of values software, to applications of data processing and material analysis, and objectives of the cultural heritage field. for specific archeological research and conservation works. Despite the fact that they are changing the way of work, of an We are not going to examine these applications either. archeologist for example, they have no impact in the Finally, a third kind of ICT applications has emerged, in the field methodology and objectives of its own science. We could call of cultural heritage: projects that combining archeological them operational ICT applications in CH . Changing the research methodologies with ICT applications, are creating paper notebook to the electronic one is a new, and far more results, and somehow also products, which are integrating effective professional tool, improving dramatically productivity, internal cultural value. Scientific knowledge within that process is but not a change at all in terms of the science of archeology. transformed to something else, which contains that knowledge The applications we are dealing with, here, are not belonging to but it is not part of the traditional methodological system of this category. archaeology or history. Tangible and intangible cultural heritage (UNESCO 2003) can be the object of this kind of projects. We Another kind of applications of ICT in the cultural heritage field, can call them Creative ICT applications in CH. This are concerning external from the cultural heritage disciplines particular kind of applications, although they seem quite marginal applications, have an impact to the cultural heritage operation in terms of the total number and financial value of ICT also: development of on-line networks, allowing the quick applications in cultural heritage, they almost monopolize the communication of results, on line publications, communication interest of the researchers, networks, analysts and public and on line conferences, even the on-line access to pictures and comments. This is the question we are going to try to answer. data that would be more costly to access with the traditional ways, e.t.c. We could call them systemic applications ICT We are going to examine here, that kind of applications, applications in CH. They have an impact on cultural field illustrating 2 paradigmatic, projects of the Foundation of the actions, improving productivity and changing habits of work, Hellenic World. changing and improving day-to-day operation. They are creating also, in some way, a generation gap, leading on the same time to

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the 300.000 persons have paid a 45 minutes visit to the virtually Paradigms of Projects 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 The Virtual Reconstruction of the Ancient Agora of Athens Media. 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 The virtual reconstruction of Hagia Sophia monument, as it objective was to rebuild, one of the modern world symbolic where in the 11th century: An on-going project landmarks: the ancient Agora of Athens, present its architectonic and historical evolution through the antiquity from pre-classical The next large scale project of FHW, actually on-going, is to to roman times. create an entire, original 3D reconstruction of the church of Hagia Sophia in Istanbul, based upon its classic Byzantine form, The ancient agora of Athens has been rebuilt piece by piece as it was around 11th century. We also aim to present the following a strict scientific visualization methodology, development, through the centuries, of certain characteristic summarized as following: scientific documentation, scientific elements of the monument, through partial, dynamic virtual control and validation in the visualization process, publication of reconstructions. documentation, choices and decisions for visualization aspects, educational oriented approach concerning presentation to the The project will take into account the latest evidence and studies public using interactive possibilities of technology. 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. I When finished the reconstruction, Hagia Sophia will be displayed Fig. 1. The ancient Agora in front of the public at Tholos, following 5 different scenarios, focusing of different aspects of the monument: architecture, art, religion, historical events. The approach of FHW consists on the accurate reconstruction, through various layers of scientific documentation and research, The overall project cost is going to reach more than 2 million on the same time with the provision of that documentation in a Euros, from which 900.000 are assured through European scientific way, for the researchers, the educational community structural funds and the remaining amount is covered by FHW and the wide public. resources. The overall cost, from the starting point to the beginning of the Modelers, archeologists, historians, interactive application operation to the public, has been around 2 million Euros, from creative developers and scenario writers, scientific experts, VR which 550.000 contributed by EU and National funds, and the programmers are involved in the project, that initially is foreseen rest by FHW in work and infrastructures and other expenses. to be completed at the end of 2012. Around 350 MM have been invested to the projects, from The virtual reality applications mentioned above have been which approximately 50MM of historian archeologists, 30 MM of enriched with educational scenarios, and metadata and architects, 170 MM of 3d modelers and graphic designers, 50 documentation provided either on site, during the visit, either MM of VR programmers, around 10 MM efforts of museum through complementary technologies, such as the internet. The educators, and the remaining 40 MM resources where allocated methods and the archeological data of the reconstructions are to scenario writers, musicians, sound designers, producers etc. exposed in the form of scientific articles, including assumptions and different interpretations on-line. Practical evaluations and The project results, the collection itself, is, since 2008, accessible studies have proved in relevant literature that learning to the public to “Tholos”, an advanced dome shaped VR theater effectiveness is accentuated through that kind of IT experiences – museum, of 135 seats, belonging to the museum and cultural (Economou M & PujolTost L. 2007). 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

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The framework of the virtual re-creation of an ancient world The involved players and their objectives The current dominant discourse about the “reconstruction of Each separate group of scientists and players involved in these ancient places, sites, monuments etc using Virtual reality projects has a different set of objectives and personal priorities, techniques, is tending to focus on the point of view o the depending on its own background and position within the discipline of archeology in contrast of the ”Hollywood type” discipline he/she belongs as well as his current organic position fictions. However the reconstruction of an ancient world can not related to the project (external writer, or collaborator, scientific remain a reconstruction of the archeological knowledge only: no committee member, internal programmer e.t.c.). empty space is allowed by the medium. Sounds, visual continuity, movement capability within the environment, oblige to produce ° Archeology and archeologists under various organizations: something far more complete than just the percentage of the past internal FHW team, with established work methodology, tackled and proved by the archeologists. It leads to the external experts and scientific committee working for the “recreation” of worlds, rather than reconstruction of a simple project. They provide the core scientific information for the monument, or site. project. They work with different roles, as data providers, solution providers, and validation actors. A real world is composed by objects, build environment, clothes, human and natural sounds, language (written and spoken), music, Objectives: natural environment as transformed by humans, but also human ° Personal success and visibility to the archeological and bodies, and faces, body movements and expression and facial academic community through accurate scientific expression (both elements changing through time and cultures), results including sometimes primary research natural movements, temperature, and far more. Wherever somebody starts from, the rest also will be needed. ° Publication of “findings” A virtual world is composed, in the mind of the visitor, from the ° Personal visibility within the community of same elements with the real world. During any virtual archaeologists reconstruction operation, explicitly or not, consciously or not, at ° Always need to get more time and effort the end those elements are there. Even if some of them are not included, they still are perceived by their absence. ° Architecture and architects specialized in antiquity. Working in Who is making up decisions for those elements though? About close collaboration with modelers in order to guide the the sound or the language, about the plants, about gests? rebuilding process, feeding them with drawings, materials for Wouldn’t be more reasonable that these aspects should be colors textures claimed by other than archeology disciplines and arts? Philology, Objectives: theater, musical studies, natural history sciences, biology, climatology e.t.c.. ° Personal success and visibility within the community of architects and general visibility, by achieving to And beyond that a virtual world recreation leads definitely to the provide accurate and correct architectural instructions recreation of meanings, values and feelings, historical facts and for the project explanations, expressed through story telling techniques: moving and acting characters, historical facts narrated, the human ° Individualization of their input as a separate scientific situation recreated (scheme 1). input from the archeological one In conclusion the virtual re-creation of a past world (even the ° Always need to get more time and effort most limited piece of a past world), involves a lot more ° 3D modelers and graphic designers: building the site column disciplines and arts than archeology. And even though a large by column, reconstructing from the scratch literally: the aspect of any world will be unrecoverable, the dark material of drawings provided by architects and the data of the the past, that has to be represented in the virtual space, values, archaeologists and the scenarios of the art direction. meanings, actions. VR does not allow empty space. That space is filled finally by the unique capacity of human imagination: that is ° Personal success and visibility within the community the process of creativity. of modelers and general visibility concerning the quality of graphics All those aspects of the virtual recreation are actually studied by number of disciplines and arts, using different methodologies ° Personal creativity’s accomplishment and approaches, with many methodological difficulties to communicate. ° Always need to get more time and effort All those aspects virtual recreation are representing decisions to ° Virtual reality programmers be taken within the recreation process that are taken anyway by Objectives: somebody. If the right person is not involved and is not there, they will be taken by somebody else: if there is no musicologist ° Personal success through the achievement of somebody will decide about the sound, if there is no historian, programming tools, creating more effective solutions, somebody else will decide about the facts and values, if there is able to integrate the highest quality of graphics in the no theater persons somebody else will decide about human body real time world of Virtual reality. and face movements, if there are not creative people or others, modelers and programmers, will take their place. A struggle of ° Always need to get more time and effort power of players involved and to-be-involved is in place. Who is ° Art directors, script writers for interactive experiences, music distributing the roles? creators

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Human life visual cultural characteristics changing through time: body movement, gests, face and body expression codes, clothes Images of the build and natural environment: Sound: Natural sounds, Dark material of the world: architecture build Music, Speech – environment, nature, Interaction between various language (including plants, animals, elements, human intonation )– geography and terrain, characteristics within a expressions – meanings) materials meaningful world. Stories expressing values and feelings of the ancient world.

Scheme 1: Components of a Virtual World: a creative process

Objectives: ° Always ask for acceleration and oblige the scientists, engineers, artists to make the steps they are not use to ° Wider possible visibility and acceptance of the do, within their strict scientific field, in order to meet entertainment and aesthetical part of the work, success the other scientists needs as well as the administrative to the target group and financial background. ° Personal visibility through the artistic part of the ° Succeed to set up compromises leading to the better project and visibility of results possible result. ° Historians and writers of scientific texts ° Owners and funding bodies Objectives: Objectives: ° Publish new research results and be recognized by ° Have a high visibility result acceptable to all their community within a high level scientific corpus. communities and the wider public ° Avoid trivial subjects in research ° Keep expenses as low as possible and monitor the ° Have comfortable deadlines overall alignment with the legal and financial framework of operation of the organization and of the ° Administrators and managers precise project. Objectives: ° Meet overall timetable ° Keep finances and funding within the initial budget ° End with a high cultural added value result plan, update if and when necessary: means actually to be able count progress (not easy word in the humanities field). Diverging forces ° Keep timetable within reasonable schedule Analyzing the above mentioned priorities and objectives of ° Act, inform and report to owners and funding bodies, different players we can indentify various diverging following the guidelines scientific/personal objectives, leading to the development of strong desegregating forces: ° Extract quick decisions and agreements from different players. ° modelers have to accept lower quality of graphics according the programming restrictions and the ° Assure convergence of decisions and avoid diverging monuments themselves, positions ° programmers have to accept and be forced to resolve problems of real time power processing systems in order to meet the project technology limiting needs

creating robust applications for industrial operation with the wide public,

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° Archeologists, in the case of visualization projects, societies (through private or public funds) are spending have to deal with the way that resolved scientific issues significant amounts of resources in this kind of projects? We are visualized, and integrated to the metadata of the have also to keep in mind that one of the common aspects of project, instead of advancing research with new creative ICT projects in CH, is also the relatively higher cost hypothesis and discoveries. They have more to compared to any traditional pure scientific action (i.e. field synthesize than analyze. research and a book for example) or industrial application (i.e. a video game). Why private and public organizations are deciding ° Historians and archeologists and other social scientists to fund visual reconstructions, virtual museums, and large have to write articles within a thematic corpus, dealing scientific databases e.t.c.? Do the funding bodies earn directly with Hellenic culture, short in size , compressed money out of that? The answer is “no”, given the high somehow, scientific information, that would be development and operation costs, and the fact that most of them probably less meaningful out of the corpus as a are public or non-for-profit organizations. separate article. A possible explication of the phenomenon, is attaching the ° Educators and scenario’s designers are working under general interest to the attractiveness of the classical antiquity, for the very hard restrictions of mass interaction virtual the wide public, proved by references everywhere, even in reality devices, such as virtual reality theaters, in terms commercial publicity, as presented by Athanasios Sideris (Siders of time of the visit, objectives of the scenario, A. 2008, Σίδερης Α. 2008). That idea is certainly part of the limitations of the interaction. explication. But it is not justifying alone the general trend leading ° Creative persons have to deal with the limitations to the development of applications not only in the classical related to the archeological and historical information, antiquity but in other heritage fields also. Something more is in terms of accuracy and ethics. 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 ° Owners and funding bodies are undertaking product itself, independent from each separate objective and considerable costs and risks from the evolution of the priority. technology and immaturity of technological applications in some cases. ° Finally managers, are transformed to creative Social Visibility motivators. They have to be able to understand the Looking back to the individual objectives and success priorities concerns and priorities, set up compromises in terms of all players involved, we will find a common objective toward a of choices of persons and choice of solutions in order different target group: visibility and at the end recognition. to assure the integrity and success of the project. The creative ICT applications in cultural heritage are assuring a high cross–public visibility for up-to-now, marginally visible Disintegrating forces fields of science: visualized know ledge, the power of image, the power of synthesis around a context, touches directly the ° Fast technological evolution creates often collective imaginary about the past. On the same time the unpredictable tensions within the project lifecycle, scientific credits of the method, liberates this process from the imposing serious changes to project plans and content accusation of being a vulgar Hollywood product or on the best design to be just popular science. ° ICT technologies immaturity and rapid change create Scientific aesthetical choices made within high visibility projects doubts about the possibility of the result to survive in are dressed even unconsciously with the power of the image and a longer period of time (essential for creative work and public acceptance, influencing balance of power within historians science) 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 Gravitational forces Greek identity and on the same time it interacts with the western identity, it creates an imaginary fact. The visual approach of the Given the diverging objectives of the different “clans” involved ancient Agora of Athens and the immersion to this environment, in this kind of projects, it becomes legitimate to ask the question given that it is dressed with the scientific approval, creates “what keeps all that together ”? emotional reactions to the core of our western identity, even if Certainly there is one common value to everybody involved in the approach remains neutral. the project: the professional relationship with the project: In fact it seems that social visibility of creative ICT applications everybody is paid for his/her work. on cultural heritage, has a double source: the emotionally charged However this fact does not explain all. The salaries of the fascination of the wide public (including the members of the persons involved in the creative ICT projects in CH, are not scientific bodies) from the evolution of internet and visual higher than those for the same persons in their traditional technologies and the collective curiosity and emotional approach scientific or industrial work. Although the persons needed are of the past, as a reference to our modern values and identities. usually more skilled working under harder restrictions within It seems that this meeting point is creating a new space, beyond cultural heritage ICT creative projects, than their counterparts in the traditional borders of human sciences and creative arts: their respective sectors, especially persons coming from human archaeologists or historians are starting to consider that new sciences. mediums such as Virtual reality reconstructions or new Additionally the cost of the projects raises another question: why knowledge collections are emerging as a new field of scientific those projects are funded? Why the decision makers in our work, where they are not alone any more. Programmers and modelers, multimedia designers, musicians and artists, are

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creatively integrated by motivators and coordinators within that new Cultural heritage domain. Bibliography This seems to be the main factor that creates the gravitational force attracting resources, brains, creativity to the development ECONOMOU, M & PUJOL, L. 2007: Evaluating the impact of new of creative ICT applications on cultural heritage: visibility and technologies on cultural heritage visitors , in J. MACLOUGHIN, K. released scientific and artistic creativity within the creative IT KAMINSKI, B Sodagar (eds). Technology strategy, management and environments. socio-economic impact, heritage management series , vol. 2, Budapest, A new power struggle is organized around the new tool, Archaeolingua archeological and historical views are not neutral views: they are FHW 2007 Ancient Agora, Visual reconstraction of the ancient part of modern identity construction and closely linked with that Agora of Athens, http://project.athens-agora.gr/ process (Plantzos Dimitris, 2008). FHW 2007, THOLOS the dome shaped theater of FHW: Participating to this adventure, seen suspicious in the beginning http://tholos254.gr by academics, seems to be slowly seen as inevitable: individuals participating in this kind of creative projects, through their social SIDERIS A., 2008 " Recontextualised Antiquity: Interpretative VR visibility and trans-discipline acknowledgment and validation, are Visualization of Ancient Art and Architecture ", in MAKROPOULOS modifying the traditional balance of power within their own T. A. and PAPACHRISTOS N. M. (eds), Proceedings: discipline. Going back to Michel Foucault, and its own International Symposium on " Information and Communication archeology of knowledge (Michel Foucault, 1969), we could Technologies in Cultural Heritage ", Ioannina, 16-18/10/2008 probably suspect that a new line of scientific “discourse” and a (Ioannina 2008), pp. 159-176, new “concept” has been rooted and lunched? It remains to L'Archéologie du savoir Paris proved. What seems certain is that internal balance of powers FOUCAULT Michel, 1969 1969, Gallimard and possibly validation processes of disciplines involved in the multidisciplinary process under Creative ICT projects in cultural PLANTZOS Dimitris, DAMASKOS Dimitris (ed.), 2008 A heritage, are going to start changing. Singular Antiquity, MOUSEIO BENAKI 3rd supplement, proceedings of the conference entitled “ Archaeology, Antiquity and Questioning the limits of the convention of UNESCO for the Hellenicity in twentieth century Greece intangible heritage, given the geometrical expansion of new ICT ”, applications digitizing one way or another our scientific UNESCO 2003, Convention for the Safeguarding of the Intangible knowledge, using visual and other creative techniques, could we Cultural Heritage ,. consider the results of this kind of projects as something more than a simple addition of their components? Would it be ΣΙ∆ΕΡΗΣ Α., 2008 " Συγκείµενα, ερµηνείες και αφήγηση ιστοριών σε legitimate to think that some of them really start to form part of εικονικά αρχαιολογικά ̟εριβάλλοντα ", Πρακτικά της ηµερίδας our future intangible cultural heritage, creating a new field, Αφήγηση Ιστοριών (Storytelling) σε Αρχαιολογικά Εικονικά merging arts, human sciences and informatics? If the current Περιβάλλοντα, 25/11/2008 Αθήνα, Ελληνικός Κόσµος, (online trend is generalized and amplified in the future, bringing far more publication) 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?

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The woman is speaking directly to me. Her voice comes from her head.

Position 1 Position 2 Position 3

REPRESENTATION OF THE HOLOPHONY EFFECT. ARTSENSE PROJECT.

PRESENTACIÓN / PRESENTATION ADAPTIVE AUGMENTED REALITY AND CULTURAL HERITAGE: THE EUROPEAN ARTSENSE PROJECT/ ADAPTIVE AUGMENTED REALITY AND CULTURAL HERITAGE: THE EUROPEAN ARTSENSE PROJECT

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Adaptive Augmented Reality and Cultural Heritage: the European ARtSENSE project

Jorge Gosálbez 1 , Ana Cabrera 2, Jorge Moragues 1, Sascha Voth 3, Areti Damala 4, Stephen Fairclough 5, Kiel Gilleade 5, Nenad Stojanovic 6

1 Instituto de Telecomunicaciones y Aplicaciones Multimedia, Universitat Politècnica De València, Spain 2 Museo Nacional de Artes Decorativas, Madrid, Spain 3 Fraunhofer Institue of Optronics, System Technologies and Image Exploitation , Karlsruhe, Germany 4Centre d’Etude et de Recherche en Informatique, Conservatoire National des Arts et Métiers, Paris, France 5 School of Natural Sciences and Psychology, Liverpool John Moores University, UK. 6 Forschungszentrum Informatik An Der Universitaet Karlsruhe, Germany

Resumen

ARtSENSE es un proyecto europeo de investigación europeo que involucra 9 instituciones, desde centros tecnológicos y universidades hasta compañías privadas e instituciones de patrimonio cultural como museos. El proyecto está coordinado por Forschungszentrum Informatik de la Universidad de Karlsruhe mientras que el resto de instituciones son de Alemania, Francia, Inglaterra, España, Serbia y Hungría. El objetivo final es proporcionar un prototipo que permita a los visitantes de museos una experiencia personalizada adaptando los contenidos de realidad aumentada a partir del estado emocional del visitante. El proyecto empezó en febrero de 2011 y termina en 2014. En este trabajo se presenta una visión general del proyecto y algunos de los aspectos tecnológicos más importantes.

Palabras Clave : Museo, Realidad Aumentada, Adaptabilidad, Personalización, Estado Emocional

Abstract

ARtSENSE is a European research project that involves nine European institutions, from technological centres and universities to private companies and Cultural Heritage institutions such as museums. This project is coordinated by Forschungszentrum Informatik at the University of Universitat Karlsruhe, with 8 partners from Germany, France, United Kingdom, Spain, Serbia and Hungary. The main objective of the project is to provide a prototype that provides a personalized experience for all visitors by adapting content presented by an augmented reality system to the psychological state of the visitor. The project begun in February of 2011 and ends in 2014. We will present a general overview of the project and some of the most important technological aspects.

Key words : Museum, Augmented Reality, Adaptivity, Personalization, Emotional State

1. ARtSENSE: Motivation and project overview interest and engagement of the visitor and adapt the content provided by the guide accordingly. In order to reach this objective, both the visitor and the museum environment have to The Museums and other Cultural Heritage Institutions (CH) be monitored taking under consideration different parameters usually provide information and contents to visitors in two ways: (visitor’s bio-signals, acoustic environment, visitor’s gaze and text (through text-panels and labels) or audio guides. With the gesture). By combining inputs from all three types of sensors, rapid expansion of new technologies museums start to explore the multimedia AR guide adapts the contents to the visitor’s the potential of ICT-enabled interpretation media (PROCTOR engagement state. Therefore, the ARtSENSE system does not 2011). Augmented Reality applications, traditionally used mainly only “augment” the museum visit only with visual and audio for applications in industry, maintenance, architecture or assisted content. It takes under consideration different parameters and training have lately started to make their appearance in the inputs to adapt the content accordingly and to augment the museum setting. Using AR for delivering full-fledged multimedia museum visit in a highly personalized way. content could provide the visitor with many different types of A very interesting particularity of the ARtSENSE project is the interpretation resources: text, audio, video with which a user can collaboration and active participation of three European interact. AR provides the possibility to overlay this information museums (end users) from different countries, featuring on the physical environment using more or less immersive and different types of collections, as well as interpretation policies: portable AR platforms and displays [DAMALA et al 2008]. The Musée des Arts et Métiers (Paris, France), the Foundation The project ARtSENSE ( www.artsense.eu ) however proposes a of Art Creative and Tecnhology (Liverpool, UK) and the Museo different approach to AR applications for CH. ARtSENSE Nacional de Artes Decorativas (Madrid, Spain). This guarantees proposes the adaptation of the content by combining not just that the ARtSENSE approach will explore a large range of one but three types of sensors: visual sensors, audio sensors and different types of museums and CH institutions as well as related biophysiological sensors. The goal is to monitor and estimate the critical publics for which the ARtSENSE experience will be

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tailored. Six technical partners, specialized in different technologies that are intrinsically linked with the Adaptive AR Artwork approach complete the consortium.: Forschungszentrum Informatik An Der Universitaet Karlsruhe (Germany), Environment Monitoring Acoustics Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten (environment) Forschung E.V (Germany), Liverpool John Moores University (United Kingdom), Universidad Politecnica de Valencia (Spain), Visual User Centre d’Etude et de Recherche en Informatique et (gaze) Shout, Mobile Interest Communications (CEDRIC) (France), Cim Grupa Doo (Serbia), Model Corvinno Technologia Transzfer Kozpont Nonprofit Visitor Kozhasznu Kft (Hungary). The project therefore features a Biosignals interdisciplinary and Participatory Design approach that leverages the synergy among CH professional and technology Augmented • Visitor is bored because of the crowd partners in a highly inclusive way. Reality (AR) • Visitor is interested in the woman at the Video, images, Feedback line artwork he is looking at audio, text • … to adapt AR

2. System Description Fig. 1. Overview of the system.

2.1 Overview 2.2. Biosensors The main objective of the project is to improve the experience The ARtSENSE project has adopted a physiological computing of visitor by adapting digital guide depending of his level of approach to the adaptation of information. This perspective interest. Therefore, one of the milestones must determine the describes how physiological data may be used as input signals to level of interest control adaptive technology. The purpose of the biosensors is to provide a covert and quantitative model of the psychological when visitor is attending an artwork. To reach this milestone, a state of the visitor, which is dynamic and may be represented in system model has been proposed, where different inputs to the near-real time. visitor and different outputs from the visitor exist within the same framework. Ambulatory physiological sensors provide for portable data capture of a user’s psychophysiology. The study of ambulatory As it is shown in Figure 1, when visitor is attending to an psychophysiology has become more popular of late as it allows artwork, this stimulus acts as an input to the visitor. Additional for the collection of data in more natural environments and with inputs that can influence the level of interest of the visitor are: a recent interest from the commercial sector in ambulatory the environment, e.g, sounds that can disturb the visitor, and the sensing for the health and fitness market (e.g. stress monitoring) digital guide (or augmented reality AR) that the system is there is a range of sensors currently available from which to providing, e.g. images and text. The latter are provided through choose. Our deployment will focus on using the following the iSTAR device (eyeglasses capable of projecting information psychophysiological measures: - (a) heartbeat activity, (b) skin in the visitor’s field of view, as a virtual overlay, Fig. 4) and conductance and (c) brainwave activity. Measure (a) is commonly acoustic recordings (audio commentaries and sound effects) used in ambulatory sensing as it is relatively robust to motion through headphones (Figure 2). artefacts. However this is dependent on the method of sampling Therefore, the artwork, the environment and the AR will be the the physiological signal. For example heartbeat activity can be inputs parameters for the visitor. Additionally, the outputs of the measured using a pulse oximeter. This sensor monitors the visitor that the system will monitor to determine the variation in the level of light that the blood absorbs and is psychological state will be the acoustic environment (sounds and typically designed for placement on the finger. However if the noise that can disturb), the gaze (where the visitor is looking at finger moves the background light changes and this can cause and how much time), and finally the biosignals, (heart rate, artefacts to appear in the signal. This makes finger based pulse breath rate, skin conductance level). The result of these modules oximeter unsuitable for an ambulatory environment. will be combined to obtain the psychological state of the visitor Physiological signals can be influenced by a variety of affective and determine the level of interest with regards to what the and cognitive processes as well as physical activity (among other visitor is looking at, or listening or by the other hand if he is not things). While we are interested in detecting the former, physical interested. activity is a major concern in ambulatory psychophysiological A great novelty of the project is the feedback loop between the evaluation as the user’s posture and level of locomotion will detected psychological state of the visitor and the provision of induce a physiological change. In order to remove this effect on content via AR (Fig. 1). This biocybernetic loop will allow the our measures we will need to track the user’s movements. We adaptation of information provided by the system as AR can do this using accelerometers placed around the body. content. For example, if the visitor is interested on the artwork Research on the project will focus on the psychophysiological he is looking at, more information and more details will be measurement of interest level, which incorporates elements of provided by the AR system. On the other hand, if the visitor cognitive and emotional processing. seems to be lacking interest, other artworks will be suggested and/or different content will be provided.

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position the recreated sound sources at a desired location in the 2.3 Acoustics artwork (Fig. 3). Regarding with acoustic part, two main tasks have to be developed: acoustic scene analysis of the visitor’s environment and the acoustic augmented reality. The first will consist of listening to and processing the acoustics surroundings of the visitor to determine if these sounds are disturbing the visitor. The second will improve the visitor experience by means of the audio contents relayed to the visitor.

The woman is speaking directly to me. Her voice comes from her head. 2.3.1. Acoustic monitoring Different kinds of sounds can be in the visitor’s environment: people talking, mobiles ringing, crowd, scholar groups etc. These Position 1 Position 2 Position 3 sounds can affect and disturb the visitor. Therefore, to Fig. 3. Representation of the holophony effect. determine the interest level of the user to the artwork, it is important to know what is happening in his acoustic proximity. To do so, the acoustic events and background noise are captured 2.4 Visual (iSTAR) in real-time using a set of omni-directional electret condenser microphones and a multichannel audio data acquisition unit To visualize the AR content provided by the ARtSENSE worn by the visitor (Fig. 2). system, special eyeglasses are used. The glasses have a novel see- The digitalized signals are transferred in real time to the through display which is capable of projecting information in the visitor’s field of view, as a virtual overlay. Additionally the processing unit, which is in charge to apply the signal algorithms. These algorithms are divided in three stages. The first one glasses have the ability to track the eye movements. This gaze information can be used to index the direction of interest for the consists of detecting the presence of any possible acoustic event that has occurred over the noise level (VERGARA 2010). When visitor. To be able to calculate the visitors gaze on an actual a sound source is detected, the second stage is responsible of watched exhibit, an additional scene camera is used which is attached to the eyeglasses. The scene camera can track objects in extracting more information about the event and to determine its level of disturbance (MORAGUES 2011). Finally, the third the field of view of the visitor and gives the possibility to assign stage determines if the visitor has turned towards the acoustic the gaze point of the visitor on the real exhibit. event or not (MACHMER 2009). The result of all these acoustic processing is encapsulated in a parameter vector denoted as Acoustic State (AS). The “User Engagement State” will be responsible of combining the AS with other visitor parameters (biosignals, gaze) in order to obtain the visitor’s level of interest.

Omnidirectional microphones

Fig. 4. iSTAR see-through eyeglasses.

2.4.1. See-Through AR The see-through glasses consist of a bi-directional OLED micro

Digital acoustic card display and special see-through optic in form of a prism. Both components are integrated compactly into the spectacle frame of the eyeglasses. With the bi-directional OLED micro display it is possible to emit and capture light simultaneously. The emitted Headphones display-light is projected into the user’s eye. This technology Fig. 2. Acoustic components. allows the visitor to view a virtual display in front of himself. The display can show basic contents like text and drawings, as well as complex media such as videos and images. Fig. 5. See- through view, visitor example view Fig. 5 (a) shows the see-through 2.3.2. Acoustic Augmented Reality view of the display captured in laboratory scenario. ¡Error! No The other contribution related with acoustics is devoted to se encuentra el origen de la referencia. Fig. 5 (b) shows a improve the visitor experience by means of the audio contents composed exemplary museum use-case. In this use-case, the delivered to the visitors. The aim of this development is to ARtSENSE system has detected a high user interest level while provide the audio information in a useful manner, with enough he was looking at the cakes in the image. As a result of this variety of characters, situations and details. For that purpose, the detected increase of interest level, the system proposes to use of different audio effects (holophony, reverberation) is of present more information about the observed area/topic. The particular importance. Therefore, a multi-channel headphone see-through glasses visualize this question, and frame the system and a digital acoustic card with real time digital filtering cupcakes visually as an additional feedback.. (Fig. 2) are used to create a given auditory impression and to

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Complex Event Processing (CEP) subsystem: processes the data collected by the sensor system to find the situations of interest. 2.4.2. Eye-Tracking Procedure subsystem: reacts to the situation of interest, which The bi-directional OLED micro display houses not only OLED means the visitor is engaged by some artworks. It searches the pixels. It is enriched by photo pixels, which are using the same related metadata in the knowledge bases and plays the metadata optic to continuously record pictures of the visitor’s eye. These about the artwork to the visitor. eye-pictures are used to calculate the direction of gaze on the see-through display and on the real scenario. To get information where the visitor is looking at in the real world, the scene camera has to track known objects in the museum, e.g. the exhibit itself, 3. Use case to be able to localize the position and head orientation of the visitor. A scenario has been selected by Museo Nacional de Artes Decorativas (MNAD) for the first developments of the project. The selected artwork is a tiled kitchen from late 18th century Valencia (Fig. 3). This room is an exceptional piece with its rich iconography and representations of figures, animals, tools, etc. In this case, the actual information about the kitchen is really short in comparison with the contents and levels of information related with this item. For that reason, the possibilities that the AR prototype offers will help to MNAD to give to the visitor different explanations according to his/her interest in different aspects of the scene. The MNAD proposal is related with the big Fig. 5. See-through view, visitor example view. questions that usually a museum visitor makes: how, why, when and what. The questions want to connect an object (the kitchen) with its historical period, economic and social situation, trying to 2.4.3. Scene Camera give to the visitors a general idea, not only about the object but Above the nose bridge a small camera is attached at the spectacle also, about the general context explanations according to the frame. The camera is oriented in the same direction as the visitor’s interest. visitors view, allowing to track where the visitor is looking at. The MNAD has a great variety of pieces very similar to the ones With this scene camera the exhibit is recognized and the visitor depicted at the kitchen; even some of them are on display at the position relative to the exhibit is calculated. museums galleries. Therefore, when the device detects the visitor Additionally the scene camera is used to record and interpret is focused and interested on a special part of the artwork, for hand gestures, which the user can use to interact with the example, the dress of the lady, the system will provide more system. This gestures can be used to interact directly with the information about this part (portraits of ladies dressed in similar system, e.g. to accept or decline the information presented by way, give the opportunity to explain the social differences thanks the ARtSENSE system. to how they were dress) or even suggest visiting other rooms of the museum in which similar artworks are displayed. On the other hand, if the device detects that visitor is losing interest, it will attempt to determine if it is due to a disturbance event 2.5 Conceptual architecture (crowd, people talking) or due to a lack of interest for the topic As it can be concluded from the previous discussions the presented. In those cases, the system can do different actions, ARtSENSE system consists of several complex components for example, it may suggest another artwork or it may adapt the efficiently combined in order to enable real-time adaptation of level of the audio to avoid external noises. the information provided to a museum visitor based on her/his current interest. The high level conceptual architecture is presented in Figure 6. In the following we present more 4. Conclusions information about components depicted in the architecture.

Sensor subsystem: connects to the sensor hardware and collects the physical signals of visitors such as gaze, sound, heart rate and ARtSENSE is a project where CH Cultural Heritage and other bio signals from sensors. research institutions have joined efforts to achieve a novelty technology. This novel technology adapts the contents that Publisher/Subscriber subsystem: uses an Enterprise Service Bus museum visitor receives according to his psychological state. To (ESB) to implement the publish/subscribe mechanism in order estimate this state, the user is monitored by means his to transmit the information among all components of the psychophysiology, acoustic environment and gaze patterns. The ARtSENSE system. system will suggest to the visitor additional contents or action Knowledge base service subsystem: manages all knowledge bases based on his psychological state. The device will give a in the system such as, metadata storage (storage of metadata of personalized visit to the museums or CH institutions. the artworks), user information (storage of basic personal The ARtSENSE device represents a breakthrough in the information of visitors), feedback model (storage of historical application of new technologies to CH institutions and creates information of recommendations) and event storage (storage of new communication channels between museum visitors and all sensor events). It provides the knowledge query service with a artworks. The first prototype has been already presented in consistent interface to all ARtSENSE components. January 2012 at the French SimeSitem and the first trials with real artworks will take place the next year

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Fig. 6.High level architecture.

Acknowledgements

This work was supported by EU FP7 project No.270318 (ARtSENSE).

References

ARTSENSE (2011): http://www.artsense.eu DAMALA et AL. (2008): “Bridging the Gap between the Digital and the Physical: Design and Evaluation of a Mobile Augmented Reality Guide for the Museum Visit ”, DIMEA'08, 3rd International Conference on Digital Interactive Media in Entertainment and Arts, Athens, Greece, September 2008, ACM Press, New York, 2008, pp. 120-127 MACHMER, T. (2009): ” Impulsive Sound Source Localization by means of an Energy Detector for Temporal Alignment and Pre-classification ”, EUSIPCO 2009, Glasgow (UK), 2009 MORAGUES, J (2011): “ Acoustic detection and classification using temporal and frequency multiple energy detector features ”, ICASSP 2011, Prague, (Czech Republic) PROCTOR, N. (2011): “ From headphone to microphones: Mobile social media in museum as distributed network ”, in A. Ibáñez (ed.) Museos, redes socials y tecnología 2.0/ Museum, social media & 2.0 technology , pp. 27-53. VERGARA, L. (2010): “ Detection of signals of unknown duration by multiple energy detectors ”, Signal Processing, vol 90, no 2, pp. 719-726, 2010.

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