11) La composición “collage de ventanas”.

3)La composición “collage de ventanas”.

     “El efecto del espejo lente en la pintura holandesa fue crear un arte con muchas ventanas, o, como Dirk de Vos ha dicho en un libro sobre Memling: “es como si tuviera una tabla corredera”. Y pienso que quizá la tenía.” (Hockney, pág. 285).

      La investigación artística que David Hockney ha llevado a cabo a lo largo de los años muestra un interés perceptivo. El examen que realiza de los cuadros flamencos se apoya en su propia búsqueda artística y a la inversa. Como punto de partida para la comprensión de la idea del “collage de ventanas” se procede al análisis de dos de sus obras. La primera se trata de un collage realizado con fotografías polaroid, Pearblossom Highway (imagen 34). Las fotografías fueron tomadas de frente y en paralelo a los objetos. Imágenes con distintos puntos de vista se unificaron posteriormente mediante la perspectiva.

                        Imagen 35a  Pearblossom Highway, abril 1986                              

     Imagen 35b Tabla central del retablo del cordero místico de 1432

       En el collage de Hockney la idea compositiva de partida es la misma que la realizada por los primeros pintores flamencos, la unificación final a través de la perspectiva de múltiples puntos de vista, ventanas. En el cuadro de Jan y Huber van Eyck (imagen35b) cada grupo de personajes ha sido pintado con el máximo detalle desde una perspectiva frontal. Posteriormente se ha elaborado una composición unificada en perspectiva, donde los distintos grupos disminuyen de tamaños hacia el fondo del cuadro.

       En los experimentos que Hockney realizó con el espejo lente se dio cuenta de las limitaciones y la manera de solventarlas que debieron asumir los artistas flamencos: “Mis proyecciones de naturalezas muertas con un espejo-lente tenían un aspecto distintivo: los objetos vistos de frente, una totalidad unificadora, con fuertes toques de luz y sombras, un fondo oscuro y una profundidad limitada; todas las características debidas a las limitaciones de mi equipo. Como hemos visto, los artistas encontraron maneras de superar estas limitaciones por medio de “collagear” varios elementos juntos para hacer una pintura más grande, pero esos elementos están vistos de frente y próximos. Son las habilidades compositivas del artista las que nos convencen de que todo está colocado dentro de un espacio coherente.” (Hockney, pág. 113).

       En la interpretación histórica que realiza Todorov de la pintura flamenca La Natividad de Dijon pintada por Campin (Imagen 3), llega a un análisis semejante al comprobado por Hockney: “Sin duda el espectador actual experimenta ante esta imagen cierto malestar debido a la aglomeración de personajes y de detalles. Incluso estará tentado suprimir mentalmente algunos de ellos. (…) todos los cuadros de este grupo se caracterizan precisamente por acumular y yuxtaponer elementos aislados, lo cual da una impresión global de adición más que de integración” (Todorov, pág. 117). El cuadro de la Natividad data de 1420 y todavía los elementos aislados no se integraban en un especio coherente de perspectiva lineal. La unificación de las técnicas italianas y flamencas aparecen con el pintor Antonello da Massina, con su cuadro San Jerónimo (imagen 36). “En realidad parece combinar las nuevas técnicas del norte con las preocupaciones italianas. Las sombras intensa, por ejemplo, son inusuales en la pintura italiana de esa época, pero podrían explicarse mediante la luz necesaria para el espejo-lente. La habitación misma esta dibujada siguiendo la perspectiva lineal de Alberti, pero los objetos que hay en ella no, todos están vistos de frente. ¿Muchas ventanas dentro de una ventana?” (Hockney, pág. 99)

                                         Imagen 36 San Jerónimo 1460-65

     En el segundo ejemplo que proponemos del trabajo artístico de Hockney, basado en el uso de collage de ventanas, se introduce el movimiento. Se trata de una serie de cuadros y videos de paisajes(Hockney Wolds 9 camaras), grabados mediante nueve cámaras de video acopladas al capó de un coche y en donde cada cámara proporciona un punto focal diferente (imágenes 37, 38 ).

                                                    Imagen 37                                                                                                   

      Imagen 38    

  

 Hockney Wolds 9 camaras

       Según el autor el uso del ordenador facilita este tipo de disposición, semejante a las composiciones de los primeros cuadros flamencos y a diferencia de la perspectiva lineal italiana resulta más acorde con la visión fisiológica. “El ordenador también está cambiando la manera que tenemos de hacer y comprender las imágenes. Con su ayuda, los puntos de vista múltiples -perspectiva multiventana- ahora pueden volver a los cuadros” (pag 196 Hockney).

      Como ejemplo cinematográfico en donde el uso del ordenador ha sido utilizado para el estudio y composición de múltiples perspectivas integradas en una imagen única, presentamos la película de Majewski, El Molino y la Cruz (Majewski video) basada en el cuadro de Brueguel Camino del monte Calvario. (imagen 39, 40).

                                                                   Imagen 39   El Molino y la Cruz  2010                                                        

Imagen 40 Camino del monte Calvario 1564

Video entrevista a Majewski sobre El Molino y la Cruz  

        En una entrevista realizada a Majewski el director analiza la perspectiva múltiple del cuadro: “Alguien me dijo que era el mejor 3D en 2D. Creamos el espacio de una forma muy compleja a partir de distintas capas. Eso viene del descubrimiento del espacio en Brueghel, es muy complicado pero trataré de explicarlo fácilmente. Tras varios intentos fracasados en los que trabajamos con telas, me di cuenta de que lo esencial es la perspectiva del renacimiento. Ese es su gran descubrimiento. Analizamos la pintura con ordenadores muy potentes y nos dimos cuenta de que la pintura está creada desde siete perspectivas distintas: arriba, abajo, derecha, izquierda... Brueghel veía la realidad desde diferentes lugares y ángulos y combina esos puntos de vista. Pero no lo explicaba todo. Entonces me di cuenta de que utilizaba una perspectiva fisiológica y la cámara es la herramienta con la que yo creo la perspectiva, es lo que crea la vida. Cuando miramos con nuestros ojos, vemos muchos ángulos, lo hacemos de forma natural, cuando analizamos el espacio muy rápidamente vemos todas las perspectivas para comprobar que es seguro para nosotros. Así que la combinación de perspectivas de Brueghel es el resultado de la aceptación de esa manera fisiológica de integrar el espacio. Así que cortamos la realidad en distintas capas y cada una refleja una perspectiva rodada con distintas lentes, había como mínimo 40 capas y como máximo casi 150”. (Majewski, El cultural)

      Hasta el momento se ha visto como la pintura, el video y el cine intentan resolver el problema de integrar múltiples puntos de vista en una sola imagen, que resulta más acorde a nuestra fisiología y como el ordenador facilita este tipo de representaciones. Mostraremos a continuación varios ejemplos aplicados al patrimonio y la arqueología.


      En el proyecto Obradoiro Libro de Pedra, realizado por Videalab con medios informáticos y fotográficos, se observa como la forma de generar la imagen 41 se asemeja al desarrollo de los primeros cuadros flamencos. En ambos casos cada fragmento de la imagen aparece con la máxima precisión. En las pinturas los detalles se forjaban de forma independiente, por medio del espejo lente, formando parte finalmente del cuadro. Ahora observamos como los detalles se fotografían en alta resolución de forma independiente para constituir la fotografía final. El proyecto Obradoiro se ha realizado con tecnología fotográfica de gigapíxel que proporciona una imagen digital integrada por miles de fotografías de alta resolución. Esto permite al usuario acercarse a los detalles sin pérdida de foco. El espacio bidimensional se muestra con la mayor resolución en todos sus detalles ya que está formado por un mosaico de fotografías (Imagen 41).

                      Imagen 41 Obradoiro Libro de Pedra

En el siguiente ejemplo se presenta otro proyecto de Videalab, un video inmersivo de la Plaza del Obradoiro, con una cobertura horizontal de 360º. A diferencia de las fotografías panorámicas de 360º, de carácter estático, las imágenes captadas en el fotograma panorámico fueron  grabadas en el mismo instante temporal. Para ello se utilizaron 10 videos cámaras digitales.  Al tratarse de un video inmersivo  el observador  va cambiando su punto de vista acorde al movimiento de su cuerpo, de forma semejante a la RV inmersiva. Los múltiples videos que conforman el proyecto no se observan  de forma conjunta en un plano, como en la obra de Hockney (imagen 37), sino que se muestran al espectador de forma temporal acorde a su elección y movimiento. (Videalab Obradoiro).  

                      Video de Videalab Obradoiro

       Desde un punto de vista más amplio, el concepto multiventana se puede relacionar con las diferentes perspectivas que un mundo virtual compartido proporciona a cada observador. Cada visitante verá en su pantalla del ordenador, con un punto de vista distinto, una parte de mismo mundo tridimensional.

       Por último, los proyectos multimedia interactivos descubren una gran variedad de ventanas de información que se van abriendo según las necesidades del espectador. Se trataría igualmente de un tipo de ventana, de carácter conceptual más que perceptivo, que amplía la información desde distintos punto de vista y proporciona una visión detallada de los elementos indicados.

       En el proyecto Diana Arcaizante (Balawat Panorama) se muestra como el acceso a la información, de forma interactiva, se obtiene mediante la apertura de ventanas de información situadas en una imagen panorámica de 360º. A través de distintos formatos: texto, 3D, planimetría, fotografía y video, se consigue una vista detallada del yacimiento, mediante el acercamiento a los lugares significativos de la imagen (Imagen 42).


                           Imagen 42 Diana Arcaizante

10) El ordenador entendido como una herramienta que vuelve a necesitar la mano del artista en detrimento de la veracidad fotográfica.

2)El ordenador entendido como una herramienta que vuelve a necesitar la mano del artista en detrimento de la veracidad fotográfica. 

David Hockney analiza en su libro la línea conductora que supuso  el uso de la óptica aplicada a la representación. Una manera de representar  la realidad que se ha mantenido a través de seis siglos, comienza con el espejo- lente utilizado por los artistas flamencos en la primera mitad del siglo XV y prevalece hasta la actualizad con la fotografía, el cine y la televisión.  Con la pintura la óptica necesitaba la mano del artista, hasta que la imagen se fijó a través de la emulsión química. En la actualidad, gracias a la informática la óptica se vuelve a utilizar como herramienta susceptible de manipulación, de manera similar al uso que los pintores le daban antes del nacimiento de la fotografía.

Ya no se trata de imágenes basadas en la tecnología analógica como la fotografía y el cine, sino de imágenes surgidas de la tecnología digital y esto conlleva que los datos obtenidos de la realidad no se consideren un fiel reflejo de ésta, se pueden manipular con facilidad.

 Mediante el uso de programas de retoque fotográfico y la integración de información geométrica en programas destinados a la creación de mundos 3D, los datos ópticos tomados de la realidad se manipulan en base a un proyecto concreto. “En la década de 1970 llega el ordenador (la tecnología siempre parece tener un efecto en la representación). La manipulación por ordenador significa que ya no es posible  creer que una fotografía representa un objeto específico en un lugar específico, en un momento específico: creer que es objetivo y verdadero. La posición especial, incluso la posición legal, que la fotografía tuvo una vez ha desaparecido. (Manipular: “usar la mano”). La mano ha vuelto a las imágenes basadas en la lente. De nuevo el ordenador ha acercado más la fotografía al dibujo y la pintura. Su Software usa términos como “paleta”, “cepillo” “lápiz” y “caja de pinturas”. De manera que, ¿Dónde estamos ahora?” (Hockney pag 185).

La imagen que proporcionaba la fotografía y el cine se consideraba hasta hace poco tiempo un documento veraz, una imagen objetiva que recoge un instante de la realidad. No obstante,  según indica Martin Kemp: “En los retratos, el modelo nunca posa tan solo. Esta afectado por el acto de la observación, por no hablar del montaje del experimento visual. Dices que la prensa es la última en reclamar el punto de vista neutral. Pero, por extraño que parezca, la creencia central de mucha ortodoxia científica es la de la naturaleza neutral, desinteresada, sin valor para la observación empírica y la lógica científica: “extrañamente” porque es la ciencia la que ha demostrado la introducción del concepto de que el observador afecta al fenómeno. Me parece que hay un montón de caminos en los cuales la lente (cámara o cualquier otra cosa) es el observador intruso. Hace lo suyo (su propia  traducción según sus propios bienes). Es algo que alguien decide usar respecto a un tema en particular en una manera en particular” (Hockney, pág. 235).

Las nuevas imágenes digitales siguen manteniendo una apariencia realista  pero están muy lejos de ser un documento veraz. Simón Marchan en su libro real/virtual en la estética y la teoría de las artes explica que los primeros  experimentos artísticos que utilizaron el ordenador, en los años 60,  dieron por resultado imágenes abstractas, basadas en la propia estética de la información.  Actualmente los resultados muestran representaciones realistas, alejadas de nuevo del arte surgido con las vanguardias artísticas.  La semejanza con la realidad que proporcionaba lo analógico ha sido reemplazada por una semejanza digital, que se aleja de la realidad. Ahora las imágenes miméticas  se obtienen mediante transformaciones matemáticas que organizan la información espacial previamente introducida.  “(…) respecto a la mimesis, ya no es posible alegar la teoría clásica del reflejo ni la moderna de la expresión de la vivencia sino únicamente una producción de sentido que se altera sin cesar, una metamorfosis del mundo que reelabora de continuo la información almacenada y obtenida por diferentes medios: dibujo con el ratón sobre la pantalla, fotogrametría, scanners , etc. Un proceso que captamos con inusitada claridad en la fotografía digital, cuyo lenguaje esta formalizado por los algoritmos de un programa, a veces al alcance de cualquiera, dentro de los límites que permite la estructura subyacente. Aquí salta una contradicción, ya que a menudo, (…) el espacio abstracto virtual parece inspirarse en modelos de ambientes reales, incluso en mundos análogos: las arquitecturas, las calles, las plazas de una ciudad, etc.,” (Marchan pág. 43, 44).

Se acompaña como ejemplo el video "The Third & The Seventh"  (Román,video). Se trata de un trabajo de estética cinematográfica  pero realizado íntegramente de forma digital. Las herramientas a las que ha recurrido Alex Román son el programa 3D Studio Max para el modelado y la animación, V-Ray como motor de render, el programa  Photoshop para la creación de texturas y After Effects como programa de posproducción. Y como dice éste: “Ah! y una herramienta fundamental en nuestros días, Google”(Román, entrevista). 

enlace a video The Third & The Seventh

Alex Román ha realizado un video de arquitectura desde un punto de vista fotográfico. Desde los primeros minutos del video y como colofón muestra su engaño: una cámara fotográfica. El autor inclusive se introduce en el video con la cámara en la mano, de forma similar al tradicional autorretrato de pintor que se personaliza con sus herramientas de trabajo: paleta, pinceles etc. El artificio se encuentra  en que ahora la herramienta de trabajo es el propio ordenador no la cámara.

En ningún momento se ha utilizado una cámara pero el efecto visual es analógico: con distintos enfoques, efectos lumínicos y atmosféricos. El resultado  cinematográfico se utiliza como  garantía de veracidad. En este caso la apariencia cinematográfica se adhiere a la realidad, parece real porque simula estar grabada con un aparato analógico. Si bien las imágenes se han obtenido mediante la manipulación de la información espacial contenida en el ordenador.

En arqueología la idea de veracidad fotográfica y sus consecuencias en la investigación arqueológica fue analizada en la tesis La fotografía en la historia de la Arqueología española (1860-1960). Aplicación y usos de la imagen en el discurso histórico  de Susana González Reyero.  Actualmente el uso del ordenador pone en duda la veracidad de la imagen que probablemente estará teniendo consecuencias en la investigación arqueológica.

 Hoy en día los datos obtenidos de la realidad  se pueden manipulan con programas informáticos. Gracias a la facilidad en el suministro e intercambio de información se pueden generar  distintos usos de los mismos datos, dependiendo de un proyecto concreto. Esto proporciona una pluralidad de enfoques, una visión menos objetiva y unívoca, menos veraz.

Por ejemplo la utilización de los SIG  que facilitan una compleja información espacial 2D ha favorecido a la arqueología del paisaje. Las  tecnologías que aportan información espacial tridimensional y los programas informáticos que facilitan su manipulación no solo tienen como objetivo la difusión arqueológica, sino aplicaciones a la propia investigación.

  El carácter multidisciplinar de la investigación arqueológica actual está siendo favorecido  por la tecnología informática, surge un acercamiento entre disciplinas y facilita el uso y la integración de información en proyectos pertenecientes a distintos campos. 

En el caso que nos ocupa la información espacial que aportan distintas disciplinas se puede unificar de forma visual con la finalidad de una mayor comprensión espacial. La facilidad que internet  suministra en la transmisión de información espacial, las amplias bases de datos tridimensionales o de carácter geométrico, la conservación óptima de la información así como las modificaciones que se pueden llevar a cabo sin tener que empezar de nuevo todo el proceso, favorecen su utilización en múltiples investigaciones. Los datos se pueden utilizar desde distintos puntos de vista y con finalidades diferentes. 

9) Métodos geofísicos de captura por transmisión

Métodos geofísicos de captura por transmisión: 

 En los últimos años diferentes métodos de prospección geofísica se vienen utilizando en la exploración arqueológica. Proporcionan  datos espaciales de estructuras u objetos que no se encuentran  visibles al ojo y  facilitan información espacial para una futura reconstrucción 3D.  A continuación  hablaremos exclusivamente de las tecnologías  geofísicas más utilizadas en esta materia.  

El GPR Georradar, sirve para la localización de objetos y estructuras enterradas. Utiliza una onda electromagnética de alta frecuencia “basada en la emisión ordenada  de  pulsos  electromagnéticos  de  frecuencia  y  duración  conocidas  y  el registro de las reflexiones de estos pulsos procedentes del subsuelo”.  Se obtiene posteriormente la visualización de los resultados, “se trata de integrar la información de todos los perfiles para crear un bloque tridimensional de datos,  que  luego  se  puede  analizar  desde  todos  los puntos de vista. Gracias a esta técnica, la interpretación de las prospecciones queda abierta a la colaboración de los arqueólogos, ya que se describen los volúmenes y extensiones de las estructuras detectadas de forma más intuitiva.” (SOT)

Se acompaña como ejemplo de la utilización del georradar aplicado a una reconstrucción tridimensional arqueológica un video explicativo del proyecto la Casa de la Diana Arcaizante realizado por la empresa Balawat.

Prospección Geomagnética. “Los métodos magnéticos se basan en la detección de variaciones del campo magnético local debidas a la presencia de estructuras subsuperficiales. Las anomalías que se miden son debidas a la imanación inducida o remanente de los materiales.

     Esta técnica es especialmente útil para obtener información sobre estructuras arqueológicas que hayan estado sometidas a altas temperaturas y localización de cuerpos metálicos en general“ (Instituto andaluz de geofísica).

Como ejemplo de aplicación de tecnología geomagnética a la arqueología se cita el estudio del Kurgan Barsucij Log (Parzinger), perteneciente a la cultura de Tagar del siglo V al III a.C. (Republica de Jakasia, Federación de Rusia), realizado por el Instituto Arqueológico Alemán.  En este proyecto se ha realizado un levantamiento micro topográfico para la obtención de información gráfica tridimensional, los datos obtenidos por la tecnología geomagnética están superpuestos al  modelo digital del terreno. 

Imagen 32 donde se muestran anomalías causadas por saqueo y el recinto cuadrático. 

 Prospección Geoeléctrica, “La prospección eléctrica en corriente continua es una técnica basada en un dispositivo tetraelectródico que inyecta corriente en el terreno y mide la diferencia de potencial que se genera. Los cambios de la resistividad calculados permiten modelizar la estructura del subsuelo.

Se aplican métodos como el sondeo eléctrico vertical (SEV) para obtener imágenes profundas unidimensionales del terreno, y métodos de tomografía eléctrica que proporcionan perfiles bidimensionales. La profundidad máxima alcanzada con esta segunda metodología se sitúa en torno a los 70 m.” (Instituto andaluz de geofísica).

Por último, como ejemplo de la aplicación conjunta de distintas tecnologías geofísicas, que proporcionan ulteriormente un modelo virtual, se encuentra la Investigación del desarrollo urbano de la ciudad romana de Pompeya - Casa dei Postumii y Terme Stabiane (siglo V a.C hasta el 79 d.C.)( Pirson y Dickmann), realizada por el Instituto Arqueológico Alemán (departamento de Roma). Se ha utilizado tecnología geomagnética (2D), georadar (2,3D), geoeléctrica  (2D) y tomografía geoeléctrica (3D)(Imagen 33). El resultado final, la transformación de los datos geofísicos a un modelo virtual, fue realizado en cooperación con el arquitecto Christophe Barlieb (ZODIAC )(Imagen 34). 

Sección horizontal de los datos
   de georadar en las Terme Stabiane.

Terme Stabiane - el foso,
unas tuberías de agua y
restos de excavaciones
históricas.

AñaModelo virtual del foso localizado, calculado
      a base de los datos geofísicos. 

Imagen 33  

                                              

            Imagen 34 Modelo virtual del foso localizado en Terme Stabiane.

Una vez finalizado el análisis del primer punto referente a la fotografía y las nuevas tecnologías de captación de la realidad, y siguiendo los planteamientos expuestos por Hockney en su libro El conocimiento secreto se sucederá del examen del segundo punto:

8) Escáner 3D pasivos y sensores ópticos activos

Escáner 3D pasivos:

El escáner Estereoscopico u óptico en 3D. Se trata de un escáner de carácter pasivo que proporciona información a distancia y utiliza radiación capturada directamente del ambiente. Mediante dos cámaras de video o fotográficas,  separadas horizontalmente y dirigidas a la misma escena, se consigue información tridimensional. Analizando las diferencias entre las imágenes capturadas por cada cámara es posible determinar la distancia de cada punto de la imagen y proporcionar coordenadas en 3D. Resulta apropiado en proyectos donde la textura sea de gran importancia.

Sensores ópticos activos:

Scaner 3D activos:

Es un dispositivo que analiza la forma de un objeto y en algunos casos el color, mediante una medición directa de la superficie. Mide coordenadas polares, ángulos y distancias. Reúne  información referente a la  geometría de éste y describe la posición tridimensional de cada punto que analiza. Se define previamente un sistema de coordenadas, donde el escáner puede ser el centro de una esfera y todos los puntos se definen  tridimensionalmente en referencia al centro. Se suelen efectuar múltiples tomas desde distintas direcciones. Posteriormente mediante un proceso de alineación se integran en un sistema común de referencias.

El escáner  genera una nube de puntos inconexos que deberá ser transformada en polígonos tridimensionales mediante un proceso denominado reconstrucción. Una vez efectuada la reconstrucción se podrá utilizar en programas de dibujo CAD y de tratamiento 3D.

Proporcionan información a distancia y utilizan para ello algún tipo de radiación emitida previamente por el escáner, denominado por ello escáner activo. Éste medirá la señal de retorno una vez contactado con el objeto o espacio a escanear. Entre los tipos de radiación utilizada se encuentra la luz, que puede ser natural, laser o infrarroja, pero igualmente se trabaja con otras tipologías de radiación como ultrasonido, radiografía de rayos X, etc.

Dependiendo del proyecto arqueológico, como del tipo y tamaño del objeto fuente de estudio, se utilizarán escáneres de características diferentes. El escáner denominado Conoscopia se emplea en objetos milimétricos, para objetos pequeños el escáner de  triangulación, escáner de cambio de fase se destina a objetos intermedios, el escáner  de tiempo de vuelo se utiliza en grandes estructuras y paisajes y por último, para objetos en movimiento, el de luz estructurada.

La estación total que se maneja con frecuencia en una excavación arqueológica también se sirve de la tecnología láser, pero a diferencia de un escáner laser 3D no es capaz de emitir gran cantidad de pulsos laser en corto tiempo. Emplea un distanciómetro laser para mediciones y ángulos.

A continuación se tratará de forma resumida y mediante algunos ejemplos en la  investigación arqueológica los siguientes tipos de escáner activos:

El escáner de tiempo de vuelo mide la distancia al objeto cronometrando el tiempo de ida y vuelta de un pulso de luz emitido por un diodo láser. Puede operar a grandes distancias y permite escanear superficies amplias.

Se acompaña como ejemplo el video del proyecto: Diana Arcaizante realizado por la empresa Balawat en donde se muestra la utilización del escáner láser LMS-Z420i (Riegl). (Balawat Proyecto de Diana Arcaizante)

Una mención especial merece el escáner LIDAR aerotransportado. Facilita modelos digitales de yacimientos y del terreno (MDT) con gran definición y precisión y puede hacer visibles elementos arqueológicos  de difícil visibilidad. “El LIDAR también ha permitido la realización de planos de estructuras ocultas bajo masas forestales gracias a la penetración ocasional del haz hasta la superficie y la aplicación de algoritmos para la eliminación de las cotas correspondientes a la cobertura arbórea. (…) Igualmente, el LIDAR puede resultar de gran utilidad en la recreación tridimensional de yacimientos arqueológicos. Debido a su orientación perpendicular a la superficie terrestre resulta especialmente indicado para la creación de plantas de yacimientos en 3D. La conjunción de esta técnica con ortofotografías de gran definición puede presentar un gran avance en la representación gráfica del yacimiento” (Josep M. Palet … pag 78 y 79).

El proyecto Yrsum (Masini) , realizado por Nicola Masini  del CNR/IBAM, sobre una aldea medieval del sigo XII, del Monte Irsi (Yrsum) en Matera (Italia) ha utilizado tecnología LIDAR. Gracias a la interpretación de  imágenes proporcionadas por satélite y los datos generados por la tecnología LIDAR, se ha podido reconstruir la topografía de la aldea medieval sin necesidad de excavación. Se han obtenido diferentes componentes funcionales y espaciales de la aldea, suministrando información para la investigación histórica del lugar. Se trata de un proyecto completo, en donde por último se ha realizado una reconstrucción tridimensional fotorrealistica  y un video juego divulgativo  (imágenes 23-29).

                                                                       Imagen 23

                                                                         Imagen 24

Imagen 25

Imagen 26

Imagen 27

                                                                                               Imagen 28

Imagen 29

Escáner de diferencia de fase, se denomina así porque mide la diferencia de fase entre la luz emitida y recibida utilizando un haz continuo de potencia modulada. Se aplica a grandes superficies  donde se hace necesario un nivel alto de detalle, por ejemplo un templo con esculturas detalladas.

Escáner de triangulación, utiliza un haz de luz láser que incide con el objeto, gracias a un emisor que se encuentra a distancia conocida de una cámara con sensor CCD que recoge la información. Este último  es capaz de determinar angularmente la procedencia del punto luminoso o “sopt” una vez ha impactado con el objeto. Se denomina así porque el emisor del láser, el objeto y la cámara forman un triángulo. Proporciona  gran precisión pero no permiten operar a mucha distancia. De utilidad en objetos con dimensiones que oscilan entre unos pocos centímetros y tres metros.

Se muestra como ejemplo arqueológico de reconstrucción 3D, donde se ha utilizado escáner de triangulación, el proporcionado por Daniel Rubio Gil, José Martínez Rubio, Javier Baena Preysler, Juan José Fernández Martíny Javier Finat Codes en el artículo: Nuevos métodos para viejas tecnologías: análisis y documentación de los materiales arqueológicos mediante la aplicación de sistemas Láser –scanner.  

Para la reconstrucción de objetos cerámicos campaniformes del yacimiento Calcolítico  “El Camino de las Yeseras” (San Fernando de Henares, Madrid) se ha utilizado el escáner de triangulación Minolta Vivid910.  Dicho escáner proporciona  información  geométrica del objeto y además al funcionar como una cámara fotográfica que permite el uso de distintas lentes, dota de color a cada punto registrado por el escáner. Durante el proceso de escaneo la pieza se instala en una plataforma giratoria gobernada por el programa informático del escáner.

Según los autores del proyecto  “existen numerosas vías de análisis posteriores al modelado 3D del objeto, entre las cuales reseñamos estas (Imagen 30):

- Aprovechamiento de la precisión métrica, para la delineación correcta de los perfiles/secciones, que tanta complejidad presentan en las producciones cerámicas elaboradas a mano (Figura 3-A).

-Estudios de carácter tecnológico y de manufactura del objeto, por medio de secciones radiales desde el eje de simetría y equidistantes entre sí (Figura 3-B).

-Reconstrucción 3D a partir del fragmento (si es posible), con la finalidad de crear galerías virtuales, y de realizar analíticas relacionadas con la potencialidad de uso del artefacto, como son el cálculo de volumen, centro de gravedad, etc. (Figura 3-C)”. (Rubio Gil …pág. 171, 172)

Imagen 30

Escáner de luz estructurada: proyecta un patrón (de luz blanca)  sobre un objeto y mide la deformación con una cámara similar a la del escáner de triangulación. Su ventaja es la rapidez, ya que permite escanear múltiples puntos a un tiempo, incluso puede llegar a escanear objetos en movimiento de forma instantánea.

Holografía conoscópica: facilita la medición de ángulos pronunciados y cavidades profundas y suministra un escaneado de alta precisión. “Es una técnica interferométrica que consiste en hacer pasar un rayo reflejado en una superficie a través de un cristal birrefringente, esto es un cristal con dos índices de refracción, uno fijo y otro dependiente del ángulo de incidencia, el resultado son dos rayos paralelos que se hacen interferir con una lente cilíndrica, esta interferencia es capturada por un sensor CCD, la frecuencia de esta interferencia determina la posición del objeto en el que se proyectó el rayo láser. (…). La ventaja de esta técnica es que puede utilizar luz no coherente, esto quiere decir que la fuente de iluminación no tiene porqué ser un láser, la única condición es que sea monocromática” (S.A.B.I.A.). 

7) Definición de fotografía y nuevas tecnologías de captación de la realidad utilizadas en las reconstrucciones arqueológicas actuales.

1) Definición de fotografía y nuevas tecnologías de captación de la realidad utilizadas en las reconstrucciones arqueológicas actuales.

El término fotografía se define de manera frecuente como una imagen que se obtiene gracias a la acción de la luz sobre un material fotosensible.  Procede del griego foto: luz, y grafos: escritura o dibujo, pero habitualmente se omite el uso gráfico a favor de la utilización química.

Doifel Videla en su artículo: Detrás de la lupa: ¿pintores o fotógrafos? propone una definición más amplia, en donde se concibe a la fotografía como  el registro de una imagen proyectada ópticamente, ya sea fijada de forma manual (dibujo), por medio de una emulsión química o de manera electrónica.  Videla formula el termino fotóptica,  que significa “luz organizada ópticamente”. Lo importante no es el sistema de registro en sí, sino la relación con esta organización óptica que permite enfocar, encuadrar, elegir un punto de vista o distintas perspectivas, como hace nuestra visión.  “Las imágenes ópticas, por su parte, son mapeos  punto a punto de algún sucedáneo análogo, como la imagen proyectada. Estas necesitan generar un “molde” para trabajar y es esto precisamente lo que la pintura Renacentista hizo; apartándose de su concepto tradicional. Al someterse al patrón óptico, inconscientemente se transformó en una suerte de fotografía.”  (Videla)

La hipótesis que D. Hockney  defiende sobre la utilizaron de la lente desde el Renacimiento se enmarcaría en esta definición más amplia de la fotografía.  La lente proporcionaba una imagen proyectada de la realidad  que sirvió de molde  para que los artistas  realizaran el dibujo. En este caso la imagen se fijaba de forma manual. Este método ha sido  utilizado habitualmente por los pintores hasta el siglo XIX que trajo consigo el nacimiento del Daguerrotipo. Según Hockney con el nacimiento de la fotografía la “mano” del artista desapareció hasta  el reciente  surgimiento del ordenador que vuelve a incluirla.

En las reconstrucciones  virtuales en 3D el modelo se puede crear mediante dibujo,  con programas de dibujo por ordenador CAD o de modelado 3D, pero también es posible utilizar un nuevo tipo de “molde”.  Molde que se obtiene con las nuevas tecnologías de fotogrametría, escáner y técnicas geofísicas que proporcionan la captura de datos espaciales de la realidad.  Se trataría de una nueva tecnología  heredera de la lente renacentista de la que difiere fundamentalmente por su tridimensionalidad, proporcionando una nueva imagen “proyectada” de la realidad. La captura del movimiento por medio de sensores se presentará en el último apartado dedicado a la expresión corporal, pero se trata igualmente de una nueva herramienta de captura de la realidad.

Con las nuevas tecnologías  de captura espacial la posición de los puntos del objeto real se trasladan a los ejes cartesianos  X,Y y Z.  Se incorporan en un espacio tridimensional virtual, diferente del plano bidimensional renacentista que utilizaba los ejes X y Y. Este nuevo espacio tridimensional se hace visible gracias a la tecnología informática, que con un alto nivel de abstracción matemática se materializa en el ordenador.

Mediante la síntesis de herramientas informáticas y las nuevas tecnologías de captación de la realidad se obtiene un molde tridimensional, que formará parte con escasa o notable transformación del futuro mundo virtual. El cuadro, como resultado final de un proceso de trabajo que utilizaba la óptica, es equiparable al mundo virtual, como resultado final obtenido con la ayuda de las nuevas tecnologías de captación de la realidad. En ambos casos el pintor-operador utiliza una herramienta que transfiere información del mundo real, molde bidimensional o tridimensional, para posteriormente utilizando “la mano” crear un cuadro o mundo virtual.

Nuevas tecnologías de captación de la realidad.

A continuación se muestran diferentes tecnologías que proporcionar datos tridimensionales de la realidad. Información geométrica indirecta que resulta de utilidad en las reconstrucciones virtuales arqueológicas.  Se mostrarán únicamente las que tienen interés para este trabajo.

Algunas de estas nuevas tecnologías utilizan radiación lumínica y otras parten de otro tipo de radiación o registro. Se incluirán finalmente algunas técnicas geofísicas, que facilitan información de estructuras enterradas, suministran información bidimensional y permiten ampliar la información tridimensional previa.

Se partirá del protocolo de actuación redactado por el Instituto Andaluz de Patrimonio Histórico (Consejería de Cultura)  de la Junta de Andalucía Recomendaciones técnicas para la documentación geométrica de entidades patrimoniales.  Artículo que proporciona  la metodología necesaria para la generación de modelos geométricos y visuales tridimensionales de las entidades patrimoniales. 

Dicho protocolo enumera los objetivos que hacen necesaria la documentación geométrica en las entidades patrimoniales y la tecnología a utilizar:

Objetivos:

“- Documentar la geometría de la entidad patrimonial (forma, dimensiones, contexto espacial y temporal).

- Constituir un testigo del estado de conservación de la entidad patrimonial en un momento dado. Si se llevan a cabo diferentes trabajos de documentación a lo largo del tiempo, es posible tener una serie temporal que facilite el análisis de posibles deterioros, aberraciones y afecciones que estén afectando a la entidad.

- Conformar un soporte estructural que permita a un equipo de documentación tener una documentación de referencia sobre la que enlazar y contextualizar información temática sectorial sobre el bien.

- Generar cartografía auxiliar de calidad de la entidad patrimonial y su entorno.

-Producir materiales multimedia con objetivos de difusión.”  (Instituto Andaluz de Patrimonio Histórico)

Tecnología:

La toma de datos geométricos  se realiza  actualmente por medio de técnicas indirectas que suelen estar acompañadas de tomas directas previas, ya que estas últimas  proporcionan una infraestructura espacial de referencia.

Al tratarse de una técnica indirecta facilita información geométrica a distancia, sin contacto físico con el objeto. Por ello se hace necesario utilizar algún tipo de radiación, que puede ser capturada directamente del ambiente, los denominados sensores ópticos pasivos, o emitida previamente por un sensor, los sensores ópticos activos.

Sensores ópticos pasivos:

Fotogrametría:

Tecnología muy utilizada en la práctica arqueológica y en las reconstrucciones virtuales. Su origen en los años 60  está ligado a la cartografía y a la topografía pero actualmente se utiliza en muchos otros campos. La fotogrametría terrestre o cercana se aplicó con anterioridad a la fotogrametría aérea, también llamada de vuelo fotogramétrico.

La palabra proviene del vocablo fotograma: de photos: luz,  gramma: dibujo y metron: medir,  es decir: “midiendo sobre fotos”.  Ya se trate de fotografías terrestres o aéreas se puede obtener información geométrica de ellas, de carácter  bidimensional  o tridimensional.  “ Según Boneval, la fotogrametría se define como:  la técnica cuyo objeto es estudiar y definir con precisión la forma, dimensiones y posiciones en el espacio de un objeto cualquiera, utilizando esencialmente medidas hechas sobre una o varias fotografías de ese objeto.

Una definición más actualizada nos la da la Sociedad Americana de Fotogrametría y Teledetección (ASPRS)  es: el arte, ciencia o tecnología para la obtención de medidas fiables de objetos físicos y su entorno, a través de grabación, medida, e interpretación de imágenes y patrones de energía electromagnética radiante y otros fenómenos. Esta última definición es más amplia, abarcando técnicas modernas y  eliminando casi la diferencia existente entre la Fotogrametría y la Teledetección” (Sanchez, pág. 1).

Debido a la comparación que se está llevando a cabo en este trabajo, entre la utilización de tecnología óptica renacentista y las nuevas tecnologías de captación de la realidad, esta segunda definición de carácter amplio resultaría apropiada si englobamos a todas las tecnologías que se detallarán en este apartado como un tipo de fotogrametría.  En esta definición amplia estarían incluidas las tecnologías que proporcionan información geométrica sin la necesidad de utilizar la luz radiante y las técnicas geofísicas que proporcionan información bidimensional. No obstante para este capítulo de fotogrametría se seguirá la primera definición basada exclusivamente en el uso de fotografías.

Los medios tecnológicos necesarios para la aplicación de esta tecnología son sencillos y económicos y por ello bastante utilizados en la práctica arqueológica.  Actualmente de manera profesional se manejan cámaras fotogramétricas digitales de alta resolución, pero de manera económica  es posible utilizar una cámara digital común. En algunos proyectos se recurre al escáner fotogramétrico, encargado de digitalizar imágenes analógicas de alta calidad. Actualmente este último  tiende a desaparecer con el avance tecnológico de las cámaras digitales que proporcionan aplicaciones de teledetección de forma directa.

Fotogrametría a partir de una única imagen: La información que proporciona una sola fotografía es de carácter  bidimensional y se necesita una medición topográfica previa para determinar las coordenadas espaciales que se correspondan con algún punto de la imagen fotográfica.

Mediante la rectificación fotográfica  se puede corregir la deformación de la perspectiva generada por la lente. Se toman fotografías en paralelo al objeto de investigación, fundamentalmente se aplica a objetos planos. Se requiere cuatro puntos de apoyo y la utilización de un programa de retoque. La imagen corregida proporciona información métrica bidimensional del objeto que se podrá importar a un programa CAD o formar parte de una base de datos. Se adjunta un ejemplo del blog: dibujo arqueológico en 3D. Nuevas técnicas en la documentación gráfica del patrimonio  (Imagen 18). 

                                   Imagen 18

La información tridimensional se obtiene mediante el uso de dos o más fotografías, con una zona común de solape, que permitirá a su vez generar una posterior información planimetría y altimétrica del objeto. A continuación se presentaran las técnicas de fotogrametría tridimensional:

Fotogrametría a partir de imágenes estereoscópicas: al igual que la vista humana que proporciona información tridimensional se utilizan pares de imágenes.  “Es necesario calibrar previamente la cámara y orientar los pares estereoscópicos, generalmente mediante dianas sobre la superficie o mediciones directas de la entidad a documentar. Es una técnica que requiere la interpretación de un operador de restitución cualificado, que interpreta y selecciona los elementos más significativos”( Instituto Andaluz de Patrimonio Histórico ).

Fotogrametría a partir de múltiples imágenes: Esta técnica está siendo muy utilizada actualmente para generar modelos 3D y en la investigación  arqueológica,  debido a la facilidad y economía que conlleva. Gracias al uso masivo de la fotografía digital y los numerosos programas que hay en el mercado: proveedores on-line, software libre y programas de bajo coste, esta técnica está resultando uno de los mejores métodos  para generar modelos geométricos texturizados en 3D. No obstante debe estar acompañada de un trabajo topográfico previo de georeferencia y escalado.  Se puede utilizar  cualquier cámara digital y efectuando numerosas fotografías entorno al objeto o espacio de interés (imagen 19) se obtiene un modelo digital tridimensional. Gracias al solape de las imágenes fotográficas se minimizan los errores y se optimiza la obtención de datos geométricos y texturas.

                         Imagen 19 Toma de fotografías

Con este sistema se adquiere la siguiente información de interés arqueológico:

“1.- Generación del modelo 3D mediante software fotogramétrico (Imagen 20).

                         Imagen 20  Modelo 3D 

2.-Generacion de planimetría arqueológica basada en la vectorización de ortoimágenes obtenidas del modelo tridimensional. (Imagen 21).

                                    Imagen 21

3.- Integración de los modelos tridimensionales en bases de datos virtuales que contengan toda la información del proceso de  documentación

4.- Integración de los modelos 3D en motores de videojuego para su difusión y divulgación, tanto científica como lúdica”( dibujo arqueológico en 3D)

El usuario debe realizar las fotografías digitales de forma correcta: mediante solape e iluminación homogénea. Posteriormente con la ayuda de un programa informático podrá obtener modelos tridimensionales. En el blog de dibujo arqueológico 3D se analiza y recomienda de forma detallada algunos servicios on- line y programas existentes en el mercado.  Los proveedores on-line ofrecen un servicio que permite subir las fotografías a sus servidores para ser procesadas, mediante archivos de puntos, triangulación y texturizado. Posteriormente podrán ser descargadas directamente por el usuario en su ordenador aunque ofrece dificultades a la hora  de transferir gran cantidad de datos. Un ejemplo de proveedor on-line es: ARC3D Web (Imagen 22).  

                 

                 Imagen y video 22 Toma de fotografías y modelo 3D

Como ejemplo de programa gratuito se encuentra el Photosynth, como programa de bajo coste de carácter semi-automatico el Photomodeler y por último un programa automático reciente es Z-Scan.