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.
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