Representación de estratigrafías arqueológicas en 3D

Estamos acostumbrados a ver reconstrucciones en 3D de estructuras, construcciones, ciudades enteras o piezas arqueológicas fragmentadas. Es cada vez más común, además, documentar la estratigrafía arqueológica mediante fotogrametría, de modo que conservemos la geometría original de todas las superficies de las UEs en un archivo tridimensional. Sin embargo, resulta poco frecuente encontrar interesantes infografías que combinen la técnica de reconstrucción mediante diseño 3D con los datos estratigráficos obtenidos en campo. 

Esto, sin embargo, puede ayudar mucho a hacer comprender a todo el mundo el yacimiento que estamos estudiando y los procesos culturales y deposicionales que han contribuido a crearlo. Además, se trata de una herramienta muy potente para difundir la metodología arqueológica y, por lo tanto, nuestro trabajo como profesionales. 

En la primera edición del curso online avanzado de Blender aplicado al patrimonio, que concluyó hace pocos días, quisimos incluir un bloque dedicado a la representación 3D de la estratigrafía arqueológica. Os dejamos a continuación con algunos de los trabajos de nuestros alumnos:

Aquí tenéis una infografía que representa una de las cremaciones ibéricas de Torre la Sal (Cabanes, Castellón), realizada por Enric Flors:

Otro de los trabajos, en este caso de Daniel Morisio, representa una estratigrafía fingida con el objetivo de probar distintas formas de representación de la misma, atendiendo a la indicación de la naturaleza de cada uno de los estratos, así como de los hallazgos llevados a cabo en los mismos:

Por último, os dejamos con un ejercicio de Alberto Fernández que representa un enterramiento ritual de la Edad del Bronce en el Cerro de la Atalaya de Lahiguera (Jaén). En este caso se ha optado por mostrar la misma estratigrafía desde distintos puntos de vista diferentes, compacta y despiezada, para hacerla más comprensible en conjunto:

Nosotros llevamos ya a cabo un ejercicio de representación estratigráfica en 3D para la realización del Proyecto "El Horno de Montesa" y los resultados fueron realmente buenos, demostrando las posibilidades de la documentación y representación en 3D de la estratigrafía arqueológica. Esperamos que gracias al bloque dedicado a este tema en el curso avanzado de Blender aplicado al patrimonio estemos ayudando a difundir esta rama de la arqueología virtual que, sin duda, va a dar mucho que hablar en los próximos años. 

Creación de una techumbre de paja en Blender (Tutorial)

Uno de nuestros alumnos del curso de Blender que impartimos en colaboración con la UBU nos preguntó hace poco sobre los modificadores, nodos, sistema de partículas de pelo, etc., que harían falta para recrear en este software una techumbre de paja tradicional. Éste es, en efecto, uno de los sistemas de cubrición más utilizados en el mundo prerromano y, en general, en el mundo rural y tarde o temprano todos los que nos dedicamos a la virtualización del patrimonio nos vamos a encontrar con la necesidad de recrear una techumbre de paja. 

He decidido realizar un ejemplo que no sea excesivamente pesado para que nos permita trabajar con facilidad una reconstrucción de ciertas dimensiones pero que a su vez sea notablemente realista. 

Siguiendo los siguientes videotutoriales podréis crear vuestra propia techumbre de paja: 

Desde aquí os podéis descargar la textura utilizada: 

http://www.cgtextures.com/texview.php?id=8956&PHPSESSID=l7qghkpt49bo8sg31sk1hncc25

Y desde aquí el archivo final del ejemplo en formato .blend:

https://www.mediafire.com/?511nnqe3sovl5ey

Reconstrucciones virtuales: la escala de evidencia histórica

Uno de los principales problemas con los que nos encontramos al realizar una reconstrucción virtual es cómo demostrar que no nos hemos inventado todo lo que mostramos en las imágenes, que existen ciertas evidencias detrás de cada elemento o, por el contrario, que hemos colocado algunos elementos para ambientar pero sin contar con indicios de su presencia. Debemos dejar clara la documentación que existe y que nos ha llevado a realizar de este modo y no de otro cada parte de la reconstrucción, de esta forma mostraremos el grado de fiabilidad de cada elemento. 

He dado hace poco con un trabajo de reconstrucción virtual muy interesante, que ya conocía desde hace tiempo pero del que había dejado de tener noticias: Byzantium 1200.  Se trata de un proyecto bastante avanzado para reconstruir la ciudad de Bizancio hacia el año 1200. En una de sus entradas en las que se comenta la reconstrucción del Puerto Teodosiano se presenta una interesante escala de colores para mostrar el grado de evidencia histórica que se dispone de cada una de las partes reconstruidas. Me ha parecido muy interesante tomarla prestada -citando aquí a sus creadores- y completarla levemente, para aplicarla también a las reconstrucciones virtuales que creemos nosotros. 

Como ejemplo de su uso práctico, aquí va la reconstrucción virtual de la Torre-puerta de Bejanque (Guadalajara):

¿Cómo podemos mostrar los grados de evidencia histórica de esta reconstrucción? Gracias a una infografía como la que se ve más abajo, en la que quedan determinados según su color y explicados, de forma somera, con una pequeña leyenda. 

El equipo de "Byzantium 1200" propone una escala similar a esta en la que se determine el grado de conocimiento que tenemos del objeto en cuestión que estamos reconstruyendo. De este modo no cabe duda acerca de lo que podemos entender como históricamente evidenciado. 

Esto no quiere decir, sin embargo, que aquello representado con colores más fríos y que corresponde a los grados inferiores de la escala sea poco riguroso históricamente. Es posible, por ejemplo, que no tengamos evidencias de la presencia de un rastrillo medieval en la puerta de acceso a la torre, por ejemplo, y que por ello tengamos que representarlo de azul oscuro, pero que en este contexto histórico su presencia quizás sea más que probable. Así mismo, la presencia de pequeños árboles, soldados u objetos cotidianos no está evidenciada pero históricamente es lo más probable y, por lo tanto, sigue siendo una reconstrucción rigurosa.

Este código de colores es sin duda discutible y mejorable pero constituye, en mi opinión, un paso importante para garantizar el rigor histórico en nuestros trabajos.  

Reconstrucción virtual de la torre-puerta de Bejanque (Guadalajara)

Cientos de coches pasan a diario por delante de un gran arco que se conserva hoy en el parking de Bejanque, al lado de una de las rotondas que configuran el tráfico entre las distintas partes de la ciudad de Guadalajara. Ese antiguo arco, de unos 10 metros de altura, se conservó oculto hasta 1989, formando parte de la estructura de una casa que aprovechó el abovedamiento de ladrillo del mismo para acoger su cuarto de baño (según nos ha comentado Antonio Herrera Casado, cronista de Guadalajara y familiar de los dueños de dicha vivienda).

Cuando se descubrió la existencia de esos restos se pensó de inmediato en la gran torre-puerta de la muralla que existíó hasta mediados del siglo XIX y se identificaron con el arco que daba entrada desde la torre al interior de la ciudad, restaurándose y haciéndose visibles al eliminar la casa. El levantamiento fotogramétrico que hemos realizado de estos restos puede verse en detalle en el siguiente enlace: 

http://pabloaparicioweb.blogspot.com.es/2014/06/levantamiento-fotogrametrico-de-los.html

A partir de ahí hemos seguido un proceso mediante el cual hemos realizado la reconstrucción virtual de este importante elemento de las murallas de Guadalajara, trabajando principalmente con Blender:

La torre-puerta de Bejanque era una gran torre pentagonal en proa con entrada acodada construida en piedra con un aparejo casi ciclópeo que aseguraba una fuerte defensa de la ciudad en ese punto. 

A falta de la publicación de un vídeo en el que pueda verse en movimiento esta reconstrucción -estamos trabajando en ello-, os dejamos los resultados del proyecto en distintos renderizados e infografías que explican el edificio.

Primero os dejamos con una infografía de la sección de la puerta en la que se observa cómo estaría dispuesto su interior:

Aquí tenéis otro tipo de sección, en este caso axonométrica:

 Aquí tenéis una fotocomposición entre un renderizado de la reconstrucción de la puerta y la única fotografía que se conserva de la misma antes de su demolición, de 1884:

Más renderizados de la reconstrucción virtual desde el exterior...

Y desde el interior...

Sobre la reconstrucción del rastrillo medieval se puede leer más en este enlace:

http://pabloaparicioweb.blogspot.com.es/2014/06/reconstruccion-virtual-de-un-rastrillo.html

Reconstrucción virtual de un rastrillo medieval

Estamos muy acostumbrados a ver reconstrucciones tridimensionales de edificios o piezas de cerámica, de estancias o espacios abiertos y en ocasiones olvidamos que el diseño 3D también puede ser una buena herramienta para explicar las partes y funcionamiento de algunos de los ingenios técnicos más importantes de nuestro pasado. Os dejo con este sencillo ejemplo que he realizado para la reconstrucción de la torre-puerta de Bejanque (Guadalajara). Se trata de un rastrillo medieval:

Los rastrillos eran unas unas fuertes rejas que impedían el paso a los enemigos mientras que permitían a los defensores defenderse lanzando flechas y otros proyectiles desde la parte superior y a través de la propia reja. El modo de funcionamiento era sencillo: la reja se encontraba sujeta con cadenas o fuertes sogas a una manivela y a unos contrapesos. Un sistema de poleas permitía bajar y subir la reja cuando fuera necesario. Mientras la reja se encontraba elevada, se sostenía -además de con los contrapesos, con unos fuertes topes que se insertaban en unos orificios hechos para este fin en el muro. Obviamente había muchos tipos de rastrillos, éste es uno de los más sencillos. 

El modelo 3D de este rastrillo ha sido realizado en base, principalmente, al ejemplo de una puerta de Carcassone, teniendo en cuenta la propia estructura del torreón de Bejanque según fue dibujado por ingenieros del siglo XIX, unas décadas antes de su demolición. 

Hemos realizado, además, una serie de renderizados del rastrillo en el lugar que ocuparía dentro de la reconstrucción virtual de la torre de Bejanque. Estas son unas vistas desde el interior de la torre, en el piso superior:

Así es como se vería, en cambio, desde el piso inferior de la torre (sin ese suelo reluciente, por supuesto, recordemos que esta es una versión de la reconstrucción todavía en beta):

Dentro de poco iremos poniendo más novedades de la reconstrucción virtual de la torre-puerta de Bejanque (Guadalajara).

Levantamiento fotogramétrico de los restos de la Puerta de Bejanque (Guadalajara)

Ayer mismo estuve documentando los restos que se conservan actualmente de la Puerta de Bejanque, una de las grandes torres-puerta de la muralla medieval de Guadalajara. Aunque realmente ha llegado muy poco hasta nuestros días, debido a los lamentables derribos llevados a cabo desde el s. XIX, conservamos el gran arco interior de esta puerta en recodo. A partir del modelo 3D obtenido mediante fotogrametría realizaremos la reconstrucción virtual de la gran torre-puerta que se levantaba en ese espacio.

El modelo ha sido llevado a cabo a partir de 108 fotografías que tuvimos que tomar desde la parte baja, por lo que algunas zonas no se han recreado convenientemente debido a que no se pudieron tomar imágenes desde arriba. Además, las imágenes tuvieron que tomarse en un momento del día en el que el sol golpeaba con fuerza contra el arco por lo que eso ha creado ciertos problemas en las texturas. Aun así, los resultados son notablemente buenos. 

Aquí podéis ver un despliegue de las ortofotos de cada uno de sus flancos:

A partir del modelo 3D obtenido mediante fotogrametría, con unas convenientes modificaciones para cubrir huecos y corregir parte de la textura, se pueden conseguir renderizados fotorrealistas que muestren, mejor que las propias fotografías de la estructura, los detalles de su geometría:

En este visor 3D podéis ver de forma interactiva una versión Low Poly del modelo:

Restos de la puerta de Bejanque (Guadalajara). by archeo_pablo on Sketchfab

A partir de ahora queda trabajar en la reconstrucción virtual de la torre-puerta de Bejanque. Para eso hay que tener en cuenta la documentación histórica y gráfica que se ha llevado a cabo hasta ahora, de forma que quede asegurado el rigor de la reconstrucción.

Cómo crear un pavimento de opus sectile romano con Blender

A raíz de una duda de un compañero he decidido hacer este pequeño tutorial en el que explicaré cómo llevar a cabo en Blender Cycles un pavimento de opus sectile realista. Es algo muy sencillo pero que puede quedar mucho mejor atendiendo a ciertos detalles en el sistema de nodos y a la hora del renderizado. Éste es el resultado final:

Lo primero que debemos hacer es observar ejemplos de opus sectile reales para analizar su superficie: se trata de un pavimento realizado con piezas de mármol trabajadas para dar lugar a formas geométricas. La parte superior de estas piezas está pulida y otorga ese brillo característico que no llega a ser de espejo. Además, en ocasiones se nota cierta rugosidad provocada o por las propia superficie del mármol y, con más frecuencia, por las distintas junturas o grietas entre las piezas. Aquí podéis ver unos ejemplos del Duomo de Ravenna:

Una vez tengamos claro qué tipo de superficie queremos conseguir debemos buscar la textura que vamos a utilizar. Debe ser una imagen tomada de forma perpendicular al suelo para que no esté deformada. En nuestro caso hemos seleccionado una de la página Atlante dell'arte italiana y la hemos modificado ligeramente en Photoshop para obtener finalmente esta textura tileable (que se puede repetir en una superficie):

Como hemos comprobado al observar los ejemplos de sectile reales, en las junturas y grietas de las piezas de mármol se producen unos pequeños rebajes que será conveniente remarcar con displacement en nuestro modelo de Blender. Para ello hemos realizado en Photoshop un dibujo de las grietas de esta textura:

Una vez tenemos preparados los materiales a utilizar vamos a crear una sencilla escena en Blender con una cámara, una luz tipo point y un plano. Extruimos dos de los ejes de este plano para crear dos paredes en los límites del mismo. 

Posteriormente hemos realizado el mapeado UV de ese plano y hemos dispuesto un material sobre el mismo con la textura del sectile dispuesta de este modo:

Hemos hecho lo mismo con las paredes, dándoles un material distinto y una textura roja descargada de CGTextures: 

Lo importante, sin embargo, es la configuración del sistema de nodos de material del opus sectile. Os lo dejamos aquí para qué veáis cómo lo hemos montado (pulsad sobre la imagen para ampliar):

Aquí tenéis: a) renderizado con el material de sectile sólo con shader diffuse; b) renderizado con el material de sectile combinando diffuse y glossy; c) renderizado final con diffuse, glossy y displacement. (Ampliar para ver en detalle).

Para mejorar todavía el aspecto final es recomendable colocar en las propiedades de "world" una textura HDRI que ayude a crear un ambiente más creíble y cierto nivel de DOF (depth of field) que distorsione un poco el fondo. 

Como veis, son los detalles los que aportan de verdad calidad a un renderizado 3D.

[ACTUALIZACIÓN]

No quería enrevesar mucho el tema pero me han lanzado el reto de mejorarlo incluyendo textura especular. Además le he añadido una textura de normales. Ambas han sido realizadas con Crazy Bump, un software muy interesante para trabajar las texturas en diseño 3D. Estas son las dos nuevas texturas incorporadas:

El sistema de nodos utilizado en este caso es el que sigue:

El resultado, efectivamente, es todavía más realista. Aquí tenéis una comparación entre el anterior renderizado (a) y en renderizado actual, llevado a cabo con estas cuatro texturas (b):

Resultado final:

Curso online avanzado de Blender aplicado al patrimonio histórico y arqueológico - UBUabierta

Dado el éxito que ha tenido entre nuestros alumnos el curso online de introducción a Blender para la reconstrucción virtual del patrimonio hemos decidido llevar a cabo un curso avanzado de Blender donde se amplíen las herramientas que enseñamos sobre este software de tal forma que los alumnos puedan aprender a sacarle todavía más provecho en sus proyectos o desempeño profesional. 

Los contenidos, entre otros, son:

• Creación de MDT (modelos digitales del terreno) a partir de datos lidar, y su importación a Blender.
• Técnica de aproximación o reconstrucción facial mediante esculpido digital. 
• Bakeado de texturas y visores web para modelos complejos. 
• Camera tracking.
• Modelado de una excavación arqueológica a partir de datos fotogramétricos o cotas de nivel.

El curso se desarrollará del 1 al 20 de Julio de 2014 y tendrá un coste de 100€. Pueden participar alumnos tanto españoles como extranjeros.

Para llevar a cabo el curso se precisa tener conocimientos básicos de Blender. 

Desde este link podéis acceder a la información del curso en la página web de la UBU: 

       http://www3.ubu.es/ceu/?page_id=7606

La matrícula se puede llevar a cabo rellenando este formulario:

       https://tarjeta.ubu.es:18443/UbuAbierta/alumnoNuevo.jsp

Además, aquí os dejamos la guía didáctica del curso donde se amplia la información sobre su contenido y funcionamiento:

       https://docs.google.com/document/d/18E7AA9j5mY3wWQ3UamJkgWnStKAus-1gYgN6RaDb6fs

Aproximación facial de una mujer del siglo XVIII de Artxua (Kuartango, Álava)

Desde hace unos meses estoy trabajando con asiduidad en la técnica de aproximación (o reconstrucción) facial en 3D que sirve para volver a mostrar el rostro de personas fallecidas a partir de la información geométrica de su cráneo principalmente. Gracias a la disposición de la empresa de arqueología Ondare Babesa y a la ayuda de una de sus trabajadoras y compañera de profesión, Itxaso Azcune, puedo servirme de los restos de algunos de los individuos hallados en excavaciones para refinar una técnica forense que camina hacia la humanización de la arqueología. 

Ya realicé la aproximación facial de una mujer del s. XIV hallada en la pequeña aldea vasca de Artxua y en este caso os mostramos los resultados de otra aproximación llevada a cabo a partir de los restos de una mujer fallecida cuatro siglos después. 

Esta mujer fue hallada durante las excavaciones realizadas en la iglesia de S. Sebastián de Artxua hace pocos meses. Se trata de una iglesia del s. XIII que ha sufrido diferentes remodelaciones a lo largo de su historia y que acogió el enterramiento de la mujer que aquí nos ocupa en algún momento del siglo XVIII (pese a que los arqueólogos aún están a la espera de confirmar esta cronología). La excavación la encontró enterrada cerca de la cabecera del templo con un rosario entre las manos. 

Ortofoto de la necrópolis del s. XVIII excavada bajo la iglesia de S. Sebastián de Artxua (Kuartango, Álava) e imagen de los restos óseos de la mujer estudiada.  Autora: Itxaso Azcune (Ondare Babesa).

Levantamiento fotogramétrico del cráneo. Autora: Itxaso Azcune (Ondare Babesa).

Para realizar con rigor la aproximación facial de este cráneo he contado también con la colaboración del antropólogo físico y arqueólogo Alfonso Mosalve Romera que ha realizado un pequeño informe antropológico del cráneo de forma preliminar, facilitando así la realización de un levantamiento correcto. El informe en cuestión aclara algunos datos fundamentales para la realización de una aproximación facial más rigurosa: probablemente estemos ante una persona de sexo femenino de entre 40-50 años de edad, con una nariz prominente y múltiples problemas bucales. El aspecto de su pelo sería probablemente canoso, dado su edad y la época en la que vivió. Es este último factor el que me ha hecho proponer también una apariencia que para nosotros resultaría de una señora más mayor, pues la calidad de vida era también mucho menor.

Hasta que dispongamos de un estudio antropológico más exhaustivo hemos realizado a partir de todos estos datos la aproximación facial, siguiendo un sistema basado en marcadores de espesor de tejido blando (soft-tissue thickness markers) y reconstruyendo de este modo las capas musculares, de grasa y piel que forman el rostro. La forma de las orejas, labios y nariz, así como el color de los ojos, es más cuestionable pues es mucho más complicado -si no imposible- conocerla con precisión.

A continuación os dejo con los resultados de la aproximación facial, llevada a cabo totalmente con el software Blender:

Evolución de la aproximación facial. Autor: Pablo Aparicio Resco.

Aproximación facial de una mujer de Artxua. Autor: Pablo Aparicio Resco.

La técnica de aproximación facial usada para conseguir estos resultados se enseñará en el Curso online avanzado de Blender y su uso en Patrimonio que impartimos desde la UBUabierta. Para más información: aparicio.pablo89@gmail.com

Road to Portugal. Cursos online de arqueología y patrimonio de la UBU.

En estos días parece que todo lo que nos une con Portugal es un partido en el que dos equipos madrileños se disputan, en la capital lusa, la copa de la Champions. Banderas blancas y rojiblancas toman Lisboa durante un par de días para abandonarla como quien se acerca a casa del vecino a echarse una copa, entra sin saludar y se va sin despedirse. 

Desde la organización de los cursos online de la UBU creemos que tenemos mucho en común con nuestros compañeros de península y que es importante trabajar unidos. Por ello, vamos a intentar abrir caminos de colaboración entre los arqueólogos españoles y portugueses porque, al fin y al cabo, compartimos casa, jardín y cielo. Nos vamos a embarcar en una aventura que esperemos que de buenos resultados y vamos a empezar a impartir también en portugués algunos de nuestros cursos online dedicados a arqueología y patrimonio. 

Para ello contaremos con la colaboración de João Ribeiro, arqueólogo por la Universidade do Minho, y ex-alumno de nuestros cursos de Fotogrametría y Blender aplicados al patrimonio, que trabaja con ilusión para que este proyecto sea exitoso.  

El primer curso que vamos a llevar a cabo de este modo se realizará en su versión en castellano y en portugués de forma simultánea del 9 al 29 de Junio y será la segunda edición del curso de introducción a Blender para la reconstrucción virtual del patrimonio:

Introdução ao Blender para a reconstrução virtual do património. 2ª Edição
http://www3.ubu.es/ceu/?page_id=7361

También podéis acceder a la web de su versión en castellano desde este link. 

El objetivo es doble: difundir las últimas técnicas de la arqueología virtual en nuestro país vecino y permitir a los alumnos de las distintas nacionalidades (pues en nuestros cursos también contamos con muchos alumnos latinoamericanos) tejer lazos de contacto y aprender gracias a la riqueza que ofrece la diversidad.

Vivimos en un mundo interconectado y debemos aprovechar las posibilidades que nos ofrece la educación online o e-learning para llegar más allá de nuestras fronteras con el objetivo principal de compartir conocimiento. Apostamos por una educación cercana, accesible, profesional y personalizada que permita disfrutar de una experiencia online que rompa fronteras y distancias. Estáis todos invitados a acompañarnos en este camino. 

Para contactar con nosotros:  aparicio.pablo89@gmail.com ; ivandiazsm@gmail.com

Curso online de Blender y Patrimonio (Nivel Avanzado) y 2ª Ed. de Introducción a Blender

Os confirmamos la puesta en marcha de otras dos ediciones de los cursos de la plataforma online de la Universidad de Burgos (UBUabierta) dedicados a técnicas de la arqueología virtual. En este caso presentamos dos cursos:

- Curso online de introducción a Blender para la reconstrucción virtual del patrimonio (2ª Ed.).

- Curso online de Blender y Patrimonio (Nivel Avanzado).

Nuestro objetivo principal, con estos cursos, es extender entre los profesionales del patrimonio el conocimiento y uso de Blender. Se trata de unos cursos eminentemente prácticos que permitirá, a aquellos que los cursen, dominar las herramientas de Blender que más posibilidades pueden tener para su uso en arqueología y patrimonio. 

Para más información podéis contactar con nosotros en las siguientes direcciones: edsmster@gmail.com; aparicio.pablo89@gmail.com

Objetivos del curso de introducción a Blender:

• Familiarizar al alumno con el concepto de reconstrucción virtual.
• Enseñar al alumno el diseño y planificación de una hipótesis reconstructiva.
• Dominio de las herramientas principales de Blender.
• Introducir al alumno en el levantamiento arquitectónico en 3D a partir de planimetrías en Cad.
• Mostrar los pasos necesarios para recrear piezas de cerámica en 3D a partir de perfiles.
• Edición e incorporación en entornos 3D de modelos láser o fotogramétricos.
• Difusión de los resultados mediante vídeo y renderizados.

Objetivos del curso de Blender y Patrimonio (Nivel Avanzado):

• Permitir al alumno profundizar en el conocimiento de Blender y sus herramientas.
• Mostrar los pasos necesarios para obtener un modelo digital del terreno en el que incluir nuestras reconstrucciones a partir de datos lidar y ortofotos.
• Enseñar al alumno el método de aproximación o reconstrucción facial en 3D.
• Realizar bakeados de nuestras escenas y modelos 3D para permitir su correcta exportación a visores web y otros software.
• Mostrar cómo podemos incluir nuestros modelos 3D en vídeos reales gracias a la técnica de camera tracking.
• Enseñar la técnica de recración de una estratigrafía arqueológica en 3D de forma que podamos, gracias a Blender, hacer virtualmente reversible una excavación.

El periodo de matriculación se abrirá dentro de poco y podréis encontrar las indicaciones para inscribiros en la página web de la UBU. Ante cualquier duda contactad con nosotros.

¿Es imprescindible el fotorrealismo? Arqueología virtual "freestyle"

En la mayoría de los casos los que realizamos reconstrucciones virtuales de nuestro patrimonio intentamos alcanzar un realismo fotográfico que permita sorprender al espectador y ponerle ante el dilema de si lo que está viendo es real o "virtual". Esto no se debe simplemente al narcisismo acusado de los profesionales de la materia sino que se busca, en la mayoría de los casos, por el poder empático que tiene este modo de representación y que permite que el patrimonio llegue mejor a todo el mundo. 

Otra forma de representación gráfica que permite una divulgación también muy efectiva es a representación no fotorrealista: dibujos a mano alzada, imágenes en estilo cómic, animaciones 2D, etc. ¿Es posible -y deseable- realizar este tipo de trabajos a partir de modelos 3D? Rotundamente sí. 

Sin que debamos abandonar el fotorrealismo -hay que usarlo cuando sea necesario- en ocasiones puede ser más útil y efectiva una estrategia de representación que, pese a estar basada en entornos 3D, tiene apariencia de imagen 2D. Las ventajas de esta técnica "freestyle" son muchas:

• Tiene un gran atractivo en vídeos divulgativos que pretendan mostrar el patrimonio de forma más amena, acercándoselo especialmente a los niños.
• Son representaciones que se hacen en base a un entorno 3D metricamente correcto -si el trabajo de reconstrucción virtual está bien hecho, claro- y ello nos permite hacer representaciones desenfadadas que, sin embargo, conservan su carácter científico.
• Su estilo diferente se puede combinar con representaciones fotorrealistas y, de este modo, hacer los trabajos más amenos y atractivos.
• La velocidad de renderizado generalmente es mucho mayor por lo que el tiempo de realización será menor y puede reducir, así mismo, el coste de los proyectos. 
• Continúa de forma más palpable la tradición del dibujo que se ha usado de forma tradicional, en especial durante el s. XX, para la representación de reconstrucciones arqueológicas. 

Aquí os dejo algunas vistas de la reconstrucción virtual del templo A de La Illeta dels Banyets (El Campello, Alicante) realizadas gracias al modo "freestyle" que incluye Blender en sus últimas versiones. Estas complementan, en un estilo diferente, la representación fotorrealista del mismo.

Reconstrucción facial digital - Test ciegos y aplicación práctica del protocolo

Hace poco publicaba Cicero Moraes en su web un interesante artículo sobre unos test ciegos que indican el grado de precisión que pueden tener las reconstrucciones o aproximaciones faciales realizadas con Blender siguiendo determinado protocolo. Os presento aquí este artículo íntegro traducido porque me parece muy importante para entender las posibilidades de esta técnica de reconstrucción virtual.

Aprender a modelar un rostro en un ordenador no es una tarea fácil. En el mundo hay más de seis billones de personas y ningún rostro es igual a otro. Por más que un artista estudie, nunca conseguirá modelar todas las formas, nunca conseguirá dominar los complejos matices que todos tenemos en esta importante parte de nuestro cuerpo.

Incluso hablando de estas características tan distintas, confieso que no había reflexionado sobre este tema con la profundidad que merece antes de comenzar a trabajar con reconstrucción facial. En este caso, el artista o el científico que hará la reconstrucción casi nunca sabrá exactamente qué resultados va a obtener de la misma hasta que no vea el trabajo acabado. Cuanto más practica esta técnica y compara los resultados con la apariencia de el individuo en vida, más se da cuenta de que no puede parar de estudiar.

Existen profesionales en este área que son excelentes reconstructores de caucasianos, negroides o malayos. Dificilmente un artista/científico es bueno reconstruyendo a todos nuestros ancestros. ¿La razón? Simple. Tras la complejidad de la forma de un rostro tenemos multitud de detalles que diferencian la imagen de nuestros antepasados. ¿Podrías describir qué diferencia un nativo japonés de un aborigen brasileño? Y, más allá de describirlo, ¿podrías dibujarlo? Además de dibujarlo, ¿podrías crearlo en 3D? Realmente no es nada fácil. Incluso cuando hablamos de gente conocida, como parientes o amigos, es difícil reconstruir mentalmente cada detalle de sus rostros. ¡Imagina tener que modelar todo ello únicamente con el cráneo como base!

Observaciones generales

A lo largo de estos años de estudio tuve la oportunidad de reconstruir rostros en test ciegos, donde recibía únicamente el cráneo, con los datos estimados de sexo, edad y ascendencia. Con esta información sobre la mesa aplicaba los conceptos estudiados y, etapa por etapa, modelaba una aproximación basada en datos estadísticos y anatómicos.

Desafortunadamente no puedo mostrar todos los casos, porque carezco de la licencia de imagen de algunos de ellos, pero en general fueron experiencias exitosas. A pesar de que el resultado no da un 100% de fiabilidad, los datos generados por las comparaciones muestran que los rostros modelados de forma digital no difieren mucho de aquellos llevados a cabo mediante técnicas científicas sobre los rostros vivos.

Existen muchas dificultades relacionadas con esa realidad heterogénea de la forma del rostro humano. Debido a esto es importante contar siempre con la ayuda de profesionales relacionados con las áreas de odontología, antropología forense y medicina. Tener acceso a libros y artículos sobre cirugía plástica puede ayudar bastante porque además de mostrarnos un punto de vista distinto al de los libros de anatomía clásica también ofrece una vasta literatura sobre ascendentes humanos.

Después de algunos estudios, he desarrollado un protocolo para la realización de reconstrucciones faciales mediante el uso de software libre. Este trabajo fue hecho en colaboración con el Dr. Paulo Miamoto y el Dr. Rodolfo Melani, ambos dentistas especialistas en Odontología Legal del Laboratório de Odontología Forense da Faculdade de Odontologia da Universidade de Sao Paulo (OFLAB-FOUSP). Uno de los principales aspectos del protocolo es que, una vez que un usuario tenga un entrenamiento básico en los software podrá dar sus primeros pasos en esta técnica gracias al seguimiento de las indicaciones del mismo. Otro dato importante es que el protocolo aborda desde la digitalización del cráneo a partir de tomografías/fotografías digitales a la finalización de la reconstrucción. El artículo puede ser encontrado en el siguiente link:

http://www.portaldeperiodicos.unisul.br/index.php/JR_Dentistry/article/view/1993

Pese a todo, es preciso tener experiencia en lo relacionado con el modelado de algunas regiones del rostro. Un problema clásico que afecta a las reconstrucciones faciales es el del área de los puntos craneométricos supra e subM2 (refiriéndonos a la zona localizada en los segundos molares), también conocido como problema de la "borrachera".

La nariz es otra parte difícil de la aproximación cuando hablamos de precisión volumétrica. Sin embargo, si seguimos los principales protocolos disponibles en las publicaciones, al menos conseguimos una proyección bastante cercana a la realidad.

El paso de los años también influye en la reconstrucción porque la piel humana se vuelve más laxa con la alteración de sus fibras colágenas a lo largo del tiempo. En los individuos de mayor edad, por ejemplo, existe una tendencia de leve inclinación de la nariz para abajo, influyendo en las proyecciones basadas en la literatura científica.

Estudios, colaboración y experiencia. Esta es la santa trinidad de una buena reconstrucción facial fuertemente comprometida con la imparcialidad.

Cómo funcionan los test ciegos

La gran mayoría de los trabajos aquí presentados fueron llevados a cabo en colaboración con el Dr. Paulo Miamoto.

1. Inicialmente yo le envío el modelo 3D de un cráneo realizado mediante un CT-scan (o tomografía de rayos X)
2. El Dr. Miamoto analiza el material y me informa, dentro de las limitaciones de los modelos 3D, de los parámetros que él estimaba que indican el perfil biológico del individuo, como el género, la edad o la ascendencia racial. Además, aportaba otra importante información como posibles lesiones ante-mortem, patologías y otras alteraciones dentocraneofaciales que pudieran causar modificaciones en la apariencia facial.
3. Con estos datos sobre la mesa inicio el proceso de reconstrucción facial, esculpiendo los músculos principales del rostro y otras estructuras, así como la nariz y los labios a partir de las tablas de espesor de tejido (tissues depths tables).
4. Tan pronto como finalizo el modelado básico del rostro envío el resultado al Dr. Miamoto. Después de un análisis preliminar para revisar los parámetros anatómicos, antropológicos y odontológicos, el trabajo es completado.
5. Para realizar la comparación con el verdadero rostro del individuo, se exporta el modelo 3D de la piel del sujeto del programa de la tomografía. Este modelo de la piel "real" y el modelo de la piel modelada son abiertos en un software de comparación de mallas. Los resultados se muestran en un mapa de colores, a modo de gráfico que representa cuantitativamente las diferencias de profundidad entre ambas. Cuanto más tiende el tono hacia el verde más se aproxima esta diferencia a los 0 mm. 

Conclusión

A pesar de nuestra gran satisfacción con los resultados obtenidos, somos cautelosos. Como hemos explicado más arriba, ejecutar bien el modelado de un grupo o ascendencia concreta no significa que la técnica esté dominada. No significa que el éxito acompañará siempre todos nuestros trabajos. Sólo tendremos una certeza más amplia si seguimos estudiando con profundidad el tema durante el resto de nuestros días. Hoy por hoy sabemos bien poco de todas las posibilidades que este mundo de la heterogeneidad facial nos puede ofrecer.

Agradecimientos

Al Dr. Marcos Paulo Salles Machado, por las oportunidades ofrecidas en torno a estudios relacionados con la reconstrucción facial forense. A la Dra. Adriana Dal'Acqua por los materiales de investigación y por las valiosas informaciones relacionadas con la geometría facial.

Autor: Cicero Moraes

Artículo original (en brasileño): http://www.ciceromoraes.com.br/?p=1632

Versión en inglés: http://arc-team-open-research.blogspot.com.br/2014/03/digital-facial-reconstruction-blind.html 

Blender + Patrimonio. Primeros resultados de nuestros alumnos. #UBUabierta

Dentro de poco comenzará la segunda edición del curso de Blender para la reconstrucción virtual del patrimonio que llevamos a cabo desde la plataforma online de la Universidad de Burgos. A lo largo de este curso introducimos a nuestros alumnos en el manejo de este software de diseño 3D y en su uso en proyectos relacionados con el patrimonio, en el modelado de escenas y piezas a partir de planimetrías CAD e imágenes, en su correcto texturizado y en el renderizado de las mismas. 

A continuación os dejamos algunos de los ejercicios realizados por nuestros alumnos en ediciones anteriores. Estos son sólo algunos de los muchos que podríamos poner aquí ya que sorprende en muchos casos la buena calidad de los trabajos de todos los alumnos.

Uno de los temas más interesantes es la creación de modelos 3D de piezas cerámicas a partir de perfiles de las mismas. Este es uno de los temas que hemos tratado en el curso y estos son algunos de los resultados obtenidos:

Modelo de ánfora ebusitana realizado por Joao Ribeiro, arqueólogo portugués.

Modelo de ánfora ibérica realizado por el arqueólogo Raúl Balsera Moraño.

Además, propusimos como ejercicio optativo la realización del ambicioso modelado de un capitel jónico de época helenística que algunos de nuestros alumnos también se han atrevido a abordar. 

Captura de pantalla del proceso de realización del capitel jónico por parte de Elena Torres Herrera.

Uno de los ejes que vertebraron el curso fue el trabajo con el Templo A de la Illeta dels Banyets (El Campello, Alicante), un sencillo edificio de culto íbero que ha permitido a nuestros alumnos aprender a usar las distintas herramientas de Blender con mayor soltura. Os dejamos también un impresionante renderizado del mismo realizado por uno de nuestros alumnos:

Renderizado del Templo A de la Illeta dels Banyets llevado a cabo por Jorge García de Pedro.

Para acabar, os dejamos también con una imagen realizada por otro alumno. En ella se ve cómo se ha practicado con los diferentes materiales que ofrece el motor de renderizado Blender Cycles y con sus capacidades lumínicas. Esta se corresponde, en concreto, a un ejercicio realizado a partir de un tutorial de Karan Shah.

Escena realizada por Manuel Moreno Alcaide.

El último bloque del curso, que se abrirá en breves a nuestros alumnos, les va a permitir recrear efectos de telas, viento, agua, fuego, etc., de los que seguro que también consiguen sacar buen partido.