Documentación fotogramétrica de piezas arqueológicas de La Alcudia de Elche (III)

La primera entrada del año viene cargada de novedades, ya no sólo en cuanto al proyecto de documentación de piezas arqueológicas de La Alcudia de Elche sino en relación con uno de los software fotogramétricos más importantes del mercado actual: Agisoft PhotoScan. Ha sido publicada recientemente la versión 1.0.0 del programa, que incluye importantes cambios a la hora de crear nuestros modelos fotogramétricos.

Quizás el más importante es la existencia de un nuevo paso intermedio: la creación de la nube de puntos densa. Anteriormente se pasaba directamente de la alineación de las imágenes, que te creaba una nube de puntos sencilla, a la creación de la geometría, por lo que se tenía menos control del resultado final de todo este proceso y nuestro modelo 3D podía tener ciertos fallos que se hacía complejo eliminar. Ahora podemos crear la nube de puntos densa después de alinear nuestras imágenes y limpiarla con precisión, es decir, eliminar aquellos grupos de puntos erróneos, para después crear la geometría. 

A parte de que la posibilidad de trabajar con esta nube de puntos densa permite tener un control mucho mayor sobre el proceso de creación del modelo 3D, también hace que cambie el sistema de tiempos de este proceso. Es decir, ahora la mayor cantidad de tiempo se invierte en la creación de esta nube de puntos mientras que antes era en la geometría y, en general, da la impresión de que se PhotoScan se ha vuelto más rápido a la hora de llevar a cabo los cálculos matemáticos de creación del modelo. 

Los modelos que consigue PhotoScan son ahora de mejor calidad que nunca y esto va a hacer que de otro paso más frente al resto de software fotogramétricos, que se siguen quedando a la zaga. Es posible probar la versión completa del programa durante un mes descargándola de su página web: 

http://www.agisoft.ru/products/photoscan/professional/

En la segunda edición del "Curso de Introducción a la Fotogrametría Digital y su uso en Patrimonio" se explicará éste software además de otros de libre acceso pues creemos que ésta es una de las herramientas fotogramétricas más útiles que existen por el momento.

Por otro lado, sigo trabajando con algunas de las piezas que fotografiamos hace unos meses en La Alcudia de Elche, realizando los modelos 3D no sin dificultades debido a la complejidad de algunas partes de las piezas (por ejemplo, la zona interior de las asas o de la propia pieza cerámica), que hacen que el trabajo sea tedioso pero que los resultados finales sean muy buenos. 

Aquí tenéis el renderizado del modelo 3D de una crátera íbera de la Alcudia fechada en el s. I a.C. que se ha identificado con un vaso ritual. Representa el rostro de una mujer alado en una de sus caras y, en la otra, dos rostros masculinos entre los que se disponen dos serpientes cruzadas. Hay quien dice que estamos ante una escena de epifanía de una diosa. 

Disponer del modelo 3D de esta pieza de cerámica nos daría la posibilidad, por ejemplo, realizar un dibujo arqueológico preciso de la misma con gran facilidad y precisión pues podemos seccionar el modelo de la pieza para obtener la sección y dibujar sobre ortofotos de la misma. Esto permite además que nos demos cuenta de las irregularidades que tiene en ocasiones la cerámica de la antigüedad, sobre todo la protohistórica, pese a que esté hecha a torno.

Además, nos permite obtener también, de forma sencilla, el despliegue de la decoración de toda la pieza. Estas imágenes son muy útiles para publicaciones y, en definitiva, para entender mejor la pieza en su conjunto:

Documentación fotogramétrica de piezas arqueológicas de La Alcudia de Elche (II)

Como ya comenté en una entrada anterior, hace unas semanas estuvimos en La Alcudia de Elche documentando mediante fotogrametría algunas de las piezas arqueológicas que se conservan en su centro de interpretación. Ya podemos mostrar los primeros resultados de una de las piezas documentadas: el famoso torso del guerrero (s. IV a.C.) o, como se le comenzó a llamar desde su descubrimiento en 1897, el Rey Lobo de la Alcudia. Aquí tenéis algunos de los primeros renderizados, es decir, imágenes del modelo 3D de la pieza llevado a cabo mediante fotogrametría:

Este fragmento de escultura fue encontrado reutilizado en el pavimento de la ciudad: cuando ésta fue conquistada por los romanos no dudaron en usar algunas de estas firmes rocas, estuvieran o no esculpidas, para cimentar sus pasos. Los romanos hicieron muchas calzadas pero ¡a qué precio! Realmente no podemos saber si, como dijo Martín Almagro, este torso pertenece a una representación del mítico héroe fundador de la dinastía ilicitana y primer rey de la ciudad de Ilici (es decir, el yacimiento de la Alcudia), pero sí podemos asegurar que se le quiso representar como un guerrero temible, adornado con esa rodela apotropaica diseñada para amedrentar a sus enemigos. En el artículo que se reproduce a continuación (y al que se puede acceder desde este link), publicado en El País del 13 de mayo del 2000, se cuenta algo más sobre la pieza pero si queréis profundizar en ella os recomiendo la pequeña monografía de Gabino Ponce Herrero titulada El Rey Lobo de La Alcudia de Elche (Universidad de Alicante, 1999).

El levantamiento fotogramétrico de la pieza no ha sido sencillo: hemos realizado la toma de imágenes al menos desde tres puntos diferentes para poder posteriormente unir todas las partes de la geometría del objeto pero, aun así, hemos tenido varios problemas a la hora de que las distintas nubes de puntos reconocieran su posición original en el espacio. De cualquier modo, al final el resultado es bastante bueno y nos permite hacernos una idea de la configuración no sólo geométrica sino también de color de la pieza. Gracias al modelo fotogramétrico, por ejemplo, podemos tener toda la textura de la pieza acoplada sobre nuestro modelo 3D y realizar las pertinentes modificaciones de color para que los restos de policromía queden a la vista.

Además, podemos realizar animaciones y pequeños vídeos que permitan tener una idea más clara de cómo es realmente la pieza, pudiéndola rodear y observar todas sus partes con precisión:

Finalmente, otro de los posibles usos en el que vamos a trabajar a partir de ahora es en la reconstrucción de las partes perdidas de la pieza basándonos en distintos paralelos y que nos permitan recrear la cabeza, brazos, piernas, etc., que se nos han perdido de esta escultura y así poder realizar una hipótesis de cómo era este guerrero. Se realizaría mediante una recreación virtual de los fragmentos perdidos a partir del modelo 3D fotogramétrico.

Visor web en 3D del modelo fotogramétrico (low poly):

Torso del Guerrero - Alcudia de Elche (Alicante) by archeo_pablo on Sketchfab

Documentación fotogramétrica de piezas arqueológicas de La Alcudia de Elche (I)

El pasado viernes aprovechamos una visita del Título de Especialista en Virtualización del Patrimonio (UA) al yacimiento de La Alcudia de Elche (Alicante) para realizar en el centro de interpretación la documentación gráfica de tres piezas arqueológicas: el famoso torso del guerrero (una de las piezas escultóricas más singulares del yacimiento); un kalathos íbero y un cráneo visigodo. De este modo, además de obtener tres nuevos modelos 3D con los que trabajar en el desarrollo de nuevas técnicas de virtualización, mostramos en directo a los alumnos de este año cómo realizar el levantamiento fotogramétrico de pequeños objetos.

Daniel Tejerina y Javier Esclapés llevando a cabo una de las tomas fotográficas.

Para llevar a cabo la fotogrametría de estas piezas nos servimos de dos focos que, orientados al techo, conseguían proyectar una luz abundante y difusa, adecuada para tomar las imágenes a partir de las que reconstruiríamos las piezas en 3D. Este tipo de iluminación es necesaria para lograr un modelo fotogramétrico de buena calidad.

Todo el proceso de toma de imágenes, así como la visita de los alumnos al yacimiento, fue documentado en vídeo por José Antonio Moya, experto en producción audiovisual y profesor del curso de virtualización, con el objetivo de obtener material para la posterior realización de ejercicios de producción y montaje.

Además, debemos resaltar la importancia de documentar bien nuestro proceso de trabajo para mostrar lo que se esconde detrás de los modelos tridimensionales que posteriormente se presentan como producto final. Los vídeos del proceso y las imágenes que acompañan a este post, por ejemplo, constituyen un material muy valioso para presentar ante otros profesionales y ante el público en general el método de trabajo usado y así poder aprender entre todos. De este modo realizamos también un ejercicio de "arqueología en directo", que no consiste en presentar de forma precipitada los resultados de una investigación sino en divulgar el desarrollo de la misma. 

La fotogrametría, sin embargo, no puede entenderse únicamente como la toma de unas buenas imágenes que se cargan a un software automático para generar, como por arte de magia, el modelo 3D. Realmente se trata de un proceso más complejo. Queda por hacer un importante trabajo de laboratorio en el que se modifican los tonos de las imágenes, se seleccionan las partes que nos interesan de cada una de ellas (realizando máscaras) y se comienza a generar la nube de puntos de los distintos objetos, uniendo diferentes levantamientos para obtener finalmente un modelo 3D correcto del objeto. 

Imágenes de las tres piezas documentadas mediante fotogrametría el pasado viernes.

Los modelos obtenidos se podrán utilizar para realizar anastilosis virtuales, recreaciones de policromía o reconstrucciones faciales, por ejemplo, lo que supone nuevas vías de investigación para obtener mayor información de las piezas de la Alcudia así como establecer estrategias más efectivas para su musealización y divulgación.