Optimizando modelos fotogramétricos: la cabeza de Agripina de Segóbriga

La fotogrametría digital, que nos permite obtener modelos tridimensionales a partir de fotografías, en muchas ocasiones nos va a jugar malas pasadas. Es el caso de los modelos de objetos de mármol, por ejemplo, o, en general, de los objetos de cualquier material que produzca cierto brillo ante el impacto de la luz. A la hora de llevar a cabo un proyecto de documentación del patrimonio histórico nos vamos a encontrar, en muchas ocasiones, con que debemos realizar el levantamiento de un objeto de mármol o alabastro, frecuentemente esculturas, y una vez generamos la geometría nos sorprende una molesta multitud de pequeños bultos distorsionando la superficie de nuestro objeto.

Fig.1. Como se observa en la imagen, la geometría obtenida por PhotoScan genera multitud errores, los famosos "bultos".

Cuando creamos la textura observamos que, debido al enrojecimiento de las fotografías, la textura fotográfica sale también excesivamente oscura y teñida de un tono carmesí que no corresponde con el color original del mármol que nos muestra la pieza al observarla al natural. Por ello, para mantener el rigor en el proceso de documentación, debemos igualar el tono de la textura con el de las fotografías que muestren el tono más fiel de la pieza. 

Fig.2. Captura de pantalla del proceso de retoque de color de la textura en Photoshop.

Posteriormente debemos importar el .obj de nuestra pieza a Blender donde vamos a poder solucionar el problema de los molestos bultos que aparecen en la superficie del objeto. Usaremos para ello la herramienta de esculpido digital que nos ofrece este software y el pincel de alisado/suavizado para así ir poco a poco solucionando los problemas de malla que presenta nuestro objeto. Debemos tener cuidado, eso sí, de usar un pincel pequeño y con poca fuerza porque si no corremos el riesgo de modificar la geometría de nuestro objeto en exceso, eliminando la definición de sus formas y falseando parte de su información tridimensional.

Captura de pantalla del proceso de eliminación de bultos en Blender. A la izquierda el modelo sin modificar, a la derecha el modelo ya modificado. 

Además, podemos modificar el material de nuestro objeto para que la pieza gane un ligero brillo y que de la sensación de que estamos verdaderamente ante una pieza de mármol. Para ello podemos mezclar en nuestro objeto dos tipos de material: la textura fotográfica en mate y un material brillante de color blanco. Tenemos que dar muy poca predominancia a este último, eso sí, porque si no se vuelve excesivamente brillante nuestra pieza, acercándose más a la porcelana que al mármol. De cualquier modo, esto es algo que hay que hacer, de nuevo, fijándonos en la propia pieza e imitando sus propiedades físicas.

Configuración de nodos en Blender Cycles usada para el material de la pieza, combinando mate con un ligerísimo brillo.

El resultado final es bastante bueno y nos permite disponer de un modelo fotorrealista a partir del cual realizar infografías, exposiciones, paneles, animaciones, reconstrucciones de policromía, etc. En definitiva, podemos trabajar con un modelo optimizado que no presenta errores de geometría, textura ni material. 

Renderizado de la pieza tras su optimización.

Fotogrametría y Blender para la anastilosis de una columna romana

Anastilosis de una columna de la basílica imperial de Segóbriga.

Las columnas han sido siempre uno de los restos arqueológicos que más ha llamado la atención a anticuarios, arqueólogos y curiosos. Son en ocasiones los únicos vestigios de la vída en el pasado que han resistido en pie, surgiendo desde las entrañas de la tierra, como los dedos de una antigua civilización que se niega a ser sepultada en el olvido, que busca arañar siglo tras siglo nuestras conciencias. 

Así, a partir de las columnas se ha creado toda una teoría de la evolución de la arquitectura clásica, dando lugar incluso a los órdenes arquitectónicos con una fiebre tal que permitiría hablar a algún freudiano de síndromes de inferioridad sexual. Sea como fuere, estos elementos arquitectónicos constituyen la quintaesencia de la arqueología clásica y son la imagen de cualquier perfil de un yacimiento. 

Pese a todo, la inmensa mayoría de las columnas que hoy se observan en los yacimientos no se encontraron en pie sino fragmentadas bajo capas de estratos. Desde muy pronto, sin embargo, se puso de moda la anastilosis de las columnas romanas sobre los propios restos excavados, es decir, volver a reconstruirlas de nuevo en aquel lugar donde antaño se levantaron. Estos símbolos de la gloria dormida se erigían imponentes de nuevo para recordar que allí existieron antiguas civilizaciones. 

En muchos otros casos, sin embargo, no se ha realizado una anastilosis real y se ha optado por dejar algunos restos in situ, en el lugar donde fueron encontrados, u organizados en almacenes. Dejando de lado la polémica sobre si debemos o no realizar reconstrucciones de este tipo sobre los yacimientos excavados, la arqueología virtual se presenta como una solución muy interesante para mostrar al público la posición original de las partes de una columna. Gracias a un proceso de anastilosis virtual -que incluye documentación fotogramétrica, mediante PhotoScan, y montaje de las piezas en un entorno 3D, en este caso valiéndonos del software Blender- se puede tener una idea no sólo de dónde se levantó determinada columna sino también del tamaño de la misma y de su presencia en el yacimiento, y todo ello sin intervenir directamente sobre el sitio o sobre las piezas. 

De este modo, podéis ver en la imagen inferior la anastilosis virtual de una de las columnas de la basílica de Segóbriga, realizada en base a levantamientos fotogramétricos de una basa, un tambor del fuste y un capitel -además del levantamiento del entorno de la Aedes-. De este modo se puede observar la altura que tendría el edificio que allí se levantaba hace 2000 años e incluso comenzar a plantear una anastilosis real a partir de estas pruebas que nos muestran cómo sería el resultado de esa actuación sobre el yacimiento.

Fotocomposición del modelo fotogramétrico de la Aedes de la basílica y de la columna reconstruida.

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:

Reconstrucción de la policromía en escultura romana

Una de las tareas más importantes de los arqueólogos e historiadores es ayudar a la sociedad a entender el pasado tal y como se entendía cuando era presente. De ahí que sea tan importante y se dé siempre tanto la brasa con el famoso "contexto". La escultura clásica ha sido tradicionalmente una de las partes de nuestro pasado más fuertemente descontextualizadas: normalmente no sabemos con exactitud dónde se encontraba cada pieza y las observamos agrupadas con criterios actuales -de estilo, cronología, temática, etc.- en  las salas de determinado museo. Pero, ¿dónde eran observadas estas imágenes? ¿qué uso tenían? ¿quién las disfrutaba? ¿cómo las disfrutaba? Todas estas preguntas permanecen habitualmente sin respuesta, creando una imagen falsa de la escultura en la Antigüedad, mostrando las piezas escultóricas como "obras de arte" cuando ni siquiera se entendía el "arte" como lo entendemos hoy en día. 

Reconstrucción de color del toracato hallado en Segóbriga (Saelices, Cuenca).

Uno de los aspectos que más ayudan a comprender las esculturas de la Antigüedad y a visualizarlas tan inmersas en la vida cotidiana como de verdad se encontraban es el de la policromía: por lo general, en las culturas de la Antigüedad tanto la decoración arquitectónica como los relieves y esculturas se encontraban policromados. Quizás no por completo, quizás no de forma totalmente realista, pero siempre tenía gran presencia el color. 

Otra de las posibilidades de la fotogrametría es la de reconstruir sobre las piezas documentadas una hipótesis de la policromía original que pudiera haberlas decorado y así acercar de una forma distinta al espectador a este tipo de piezas. Para demostrar el potencial de esta técnica he aprovechado un trabajo de documentación fotogramétrica llevado a cabo hace unas semanas en el Museo de Segóbriga y, basándome en ejemplos pictóricos romanos que han llegado hasta nosotros -como los famosos retratos del Fayum o los frescos de Pompeya y Herculano-, he realizado la hipótesis de policromía de dos piezas: un busto toracato y una cabeza de Agripina La Mayor.

Reconstrucción hipotética de la policromía de la cabeza de Agripina de Segóbriga.

Tras la toma de imágenes y la generación del modelo tridimensional de cada pieza con el software PhotoScan he reconstruido la policromía de cada pieza gracias a la herramienta de Texture Painting de Blender, por lo que el proceso, pese a ser complejo, se hace bastante intuitivo y produce la sensación de que se está pintando realmente sobre una pieza tridimensional y no sobre una textura expandida. 

Captura de pantalla de Blender durante el proceso de reconstrucción de la policromía del toracato.

Esta técnica además nos permite conseguir efectos muy realistas que alejan la visión de la escultura policromada de aquellas piezas como el famoso Augusto de Prima Porta policromado que se puede observar en los Museos Vaticanos y donde la gradación de tonos está ausente. Creo que debemos huir de esa moda -afortunadamente cada vez más pasada- de intentar reconstruir la policromía de la Antigüedad con tonos planos y excesivamente chillones, como si los griegos o los romanos no hubieran conocido las técnicas de pintura realista. Lo más probable es que la policromía de las esculturas se pareciera más a los ejemplos de pintura mural o sobre tabla que todavía conservamos que al Augusto "drag queen" que nos quiere vender el Vaticano.

A la izquierda: la copia del Augusto Prima Porta del Vaticano donde se reconstruye, de forma muy poco afortunada, una posible policromía.  A la derecha: uno de los retratos romanos del Fayum. Yo soy de los que opinan que la policromía escultórica del mundo romano estaría más cerca de lo segundo que de lo primero.

Una de las ventajas más interesantes de este tipo de reconstrucciones de color es que, al tratarse de una textura en una pieza tridimensional virtual permite la realización de animaciones que pueden resultar interesantes, con todas las posibilidades divulgativas que esto conlleva y sin implicar grandes sumas de dinero en la realización de una copia tridimensional de la escultura y una hipótesis de color real sobre ella.

Restauración virtual de escultura: anastilosis y reconstrucción de partes perdidas

¿Cómo de costoso es realizar una restauración escultórica? ¿Qué daños puede provocar a la pieza original si no se cuenta con los materiales y profesionales adecuados? ¿Cómo podemos saber cual va a ser el resultado final de la restauración? Todas estas preguntas pueden tener una solución: el uso de la restauración virtual. Ésta no ha de sustituir nunca a los procesos de conservación necesarios para evitar el deterioro de la pieza original pero puede ser una buena ayuda para preparar una restauración real y mostrar de forma virtual la recomposición de la pieza. 

Águila de piedra tras la anastilosis y recomposición de fragmentos perdidos.

Para demostrar cómo se puede llevar a cabo la restauración virtual de una escultura he utilizado un águila de yeso de la que tenía dos copias: una completa y otra que me he encargado de destrozar para que se asemeje más a lo que podemos encontrarnos en una excavación. De este modo he llevado a cabo la anastilosis virtual, es decir, la recomposición de los fragmentos existentes de la pieza de forma virtual, gracias a la documentación fotogramétrica de todos ellos y al trabajo de restructuración de la pieza en Blender. Posteriormente, basándome en el modelo 3D del águila completa, he reconstruido las partes perdidas del águila fragmentada -también con Blender-, logrando así la restauración virtual de la pieza. Para reconstruir estos fragmentos inexistentes no hace falta que nos basemos en otro modelo 3D, también puede servir otro tipo de información: descripciones de la pieza, imágenes de la época en la que salga representada, fotografías antiguas, etc.

Una de las posibilidades más sugerentes de esta técnica es la de probar distintos tipos de materiales a la hora de reconstruir los fragmentos perdidos:

a) Águila reconstruida con resina translúcida. b) Águila reconstruida con material blanco mate.

En este pequeño minidocumental (5 mins) podéis ver el proceso de trabajo seguido para realizar la restauración virtual:

Reconstrucción esquemática de la Puerta del Perdón de Villafranca del Bierzo

Hace unos meses la historiadora del arte Sonia Martínez me pidió una pequeña infografía a partir de la cual ella pudiera explicar las distintas partes de la Puerta del Perdón de la iglesia de Santiago de Villafranca del Bierzo (León). En ese momento no tenía acceso a planimetrías de la puerta ni pude acercarme a Villafranca por lo que intenté obtener la mayor información gráfica posible de la red de redes para levantar un modelo esquemático preciso de la portada. De este modo, el primer paso fue el acopio de imágenes de la web en las que se viera la portada desde distintos ángulos:

Posteriormente realicé un levantamiento fotogramétrico con estas imágenes, siendo consciente de los fallos que podría dar el hecho de que fueran fotografías tomadas en momentos diferentes, con cámaras diferentes y luz diferente. El resultado, sin embargo, fue mejor de lo esperado y, pese a que no me permitió utilizar el modelo obtenido en la infografía, sí proporcionaba información geométrica suficiente para realizar un modelo 3D esquemático y preciso.

Vista de malla, geometría y texturizada del modelo fotogramétrico de la Puerta del Perdón de Villafranca del Bierzo obtenido mediante 25 fotografías de la web.

Posteriormente, a partir de este modelo tridimensional fue modelado poco a poco en Blender un modelo esquemático de la portada que eliminara irregularidades y sistematizara las distintas partes de la portada. Además, fueron coloreados los espacios protagonizados por distintos tipos de decoración para permitir una mejor explicación de la misma.

A la izquierda modelo esquemático de la puerta sin colorear. A la derecha, modelo esquemático de la puerta con las zonas ocupadas por al decoración coloreadas.

Este trabajo, además, nos ha permitido demostrar que es posible recuperar información geométrica de imágenes de archivo, es decir, de fotografías que nunca fueron realizadas con el objetivo de ser aplicadas a la generación de un modelo fotogramétrico. De nuevo, esta es otra de las capacidades de la "fotogrametría involuntaria" y, pese a que en este caso ha sido aplicada a un edificio que todavía se encuentra en pie, no debemos olvidar las posibilidades que tiene esta técnica para la recuperación de información sobre patrimonio destruido.

Podéis ver un vídeo sobre el proceso aquí.

Diario del curso (II): generando los modelos 3D fotogramétricos

Después de la primera semana, dedicada por entero a cómo se deben tomar las imágenes, en esta segunda semana nuestros alumnos han estado trabajando en la generación de los modelos 3D mediante dos software distintos: 123D Catch y PhotoScan.

El primero, Autodesk 123D Catch, es un software fotogramétrico de trabajo "en la nube", es decir, que los cálculos para la generación de los modelos se realizan en servidores externos a los que se envían las imágenes, posteriormente se te envía el modelo ya creado a tu ordenador. Esto tiene una serie de ventajas, como que no necesitas disponer de un ordenador muy potente para obtener buenos resultados, pero también una serie de inconvenientes ya que realmente careces de muchas opciones de control del proceso fotogramétrico.

Modelo fotogramétrico de un horno romano del s. I d.C. realizado por Yolanda Jiménez.

Sin embargo, Agisoft PhotoScan es un software de escritorio, es decir, que va a utilizar los recursos de tu propio PC para realizar todo el proceso de creación del modelo 3D. Esto, como hemos dicho, tiene el inconveniente de que si no dispones de un ordenador muy potente el proceso será lento y difícil, y quizás no te permitirá crear modelos en calidad alta o muy alta. Nos permitirá, sin embargo, tener un control mucho mayor en el proceso de creación de la nube de puntos, la geometría, la textura, etc.

Modelo fotogramétrico de una estatuilla realizado por Raúl Balsera.

Como podéis observar, los resultados que están consiguiendo nuestros alumnos son muy buenos y nuestro objetivo no es otro que darles la posibilidad de usar esta técnica con facilidad en sus futuros proyectos, conscientes de que las nuevas tecnologías nos proporcionan unas herramientas a las que no podemos dar la espalda si queremos que siga avanzando nuestra disciplina.

Modelo 3D de una pieza cerámica generado por Helena Torres.

Durante la semana que hoy comienza se abrirán los últimos bloques del curso en los que enseñaremos a los alumnos a editar sus modelos 3D, a realizar renderizados fotorrealistas y ortofotos de los mismos y a difundir estos resultados gracias al PDF 3D y a los Visores Web, por ejemplo. 

Análisis fotogramétrico y colorimétrico de una estela romana

No me canso de intentar demostrar que la fotogrametría y los modelos 3D del patrimonio no sólo sirven para hacerte el guay delante de tus colegas. Es cierto que suelen ser impresionantes pero quizás no más de lo que hace 40 años lo era una fotografía a color. Dentro de poco el uso de modelos 3D se estandarizará en muchas profesiones y será entonces cuando de verdad se valore como merece la información que aporta el modelo de turno, más que su impacto visual. En el curso de iniciación a la fotogrametría y su uso en patrimonio se estudiarán todas las posibilidades de esta técnica, entre las que se encuentra la que explicamos a continuación.

En el Museo Provincial de Guadalajara se puede observar esta estela romana (s. I d.C.), que se encuentra en un estado de conservación bastante pobre, en la que resulta realmente difícil observar la inscripción milenaria que se encuentra en su cara frontal:

Pese a que contábamos con una luz nada propicia para la realización de un levantamiento fotogramétrico de la pieza al completo, sí hemos podido llevar a cabo la documentación de la cara frontal para iniciar un análisis de la geometría que nos permitiera observar mejor la inscripción. Para ello hemos generado el modelo 3D a partir de 33 imágenes gracias al software PhotoScan:

Posteriormente, hemos exportado este modelo con su textura fotográfica en .obj y lo hemos importado a Blender, donde se ha llevadeo a cabo el renderizado de la pieza con distintos tipos de luz, de forma que pudiéramos obtener ortofotos frontales de este ara votiva en las que se marcaran con precisión las distintas incisiones presentes en ella:

Además, hemos realizado varios análisis colorimétricos de una imagen de la pieza para detectar todas las anomalías posibles en su geometría y su color. Estos han sido realizados gracias al software gratuito ImageJ y a su plugin DStrech, pensado para el análisis de información pictórica en abrigos prehistóricos fundamentalmente:

El uso combinado de renderizados con luz rasante y análisis colorimétricos nos ha ayudado para individualizar las posibles incisiones pertenecientes a la inscripción romana y así ha sido reflejado de forma vectorial en un archivo de AutoCad:

De este modo, se han podido registrar partes de la inscripción que no están reflejadas en la transcripción que aparece en la cartela del museo. Sería necesaria la colaboración de un epigrafista para desencriptar a la perfección las letras a las que pertenecen todos esos trazos. Si alguno se anima, será bienvenido.

[AMPLIACIÓN]

Según nos ha comentado Alejandro Beltrán, es muy probable que esos puntos que aparecen dentro de las "O" y las "C" sean la consecuencia de usar el compás por parte del lapicida.

Nos ha indicado, además, que la lectura más probable de esta inscripción sea:

Herculi /Lucius / Iunius / Proculus / v(otum) f(ecit) l(ibens) m(erito).

Es decir: "A Hércules, Lucio Iunio Próculo le hizo este voto de buen grado."

¡Muchas gracias a Alejandro por su colaboración!

Otra posible interpretación se encuentra en la web de Hispania Epigraphica, donde tiene ficha esta estela, con la lectura realizada por Helena Gimeno. Podéis acceder a ella pulsando aquí.

Reconstruyendo el patrimonio perdido de Guadalajara

Como ya comenté algunas entradas más atrás, a finales del siglo XIX fue destruido el frontón renacentista que se levantaba sobre la fachada del Palacio de Antonio de Mendoza de Guadalajara, diseñado por Lorenzo Vázquez. Fue eliminado por Velázquez Bosco para abrir un balcón durante la remodelación del edificio, que se estaba organizando para cumplir las funciones de lugar de enseñanza que hoy en día todavía sustenta. Actualmente es el instituto Liceo Caracense.

Gracias a las técnicas de diseño 3D por ordenador he podido reconstruir de forma fiel el aspecto de la portada antes de su destrucción, tal y como aparece en una de las fotografías antiguas que todavía se conservan de la misma. 

Para ello he comenzado modificando el modelo fotogramétrico de la portada, realizado con PhotoScan, y eliminando las partes que no me interesaban. Posteriormente he modelado con Blender, a partir de dibujos e imágenes antiguas, el frontón perdido.

De esta forma podemos comprobar cómo sería el frontón en su entorno, las proporciones que guardaría con la portada desde los diferentes ángulos, etc. La posibilidad de reconstruir el patrimonio perdido es una de las más importantes características de las técnicas de virtualización del patrimonio. De este modo se pueden crear efectivas video-guías, aplicaciones de realidad aumentada, enriquecedores discursos expositivos, etc.

Esto nos permite, además, realizar animaciones y vídeos de presentación como el que os dejo a continuación. En el podréis ver, en movimiento, el modelo fotogramétrico de la portada y la reconstrucción del frontón perdido.

Reconstrucción virtual de la Puerta del Mercado de Guadalajara

Siempre he defendido que los levantamientos fotogramétricos no se deben quedar en el simple modelo 3D que es posible girar y aumentar de forma espectacular: es necesario presentarlos de forma que ayuden a comprender mejor el objeto real. Esa debía ser una de las bases de la fotogrametría aplicada al patrimonio. En el curso de introducción a la fotogrametría y su uso en patrimonio explicaremos y estudiaremos todo esto.

Con esta intención realicé el modelo fotogramétrico del escudo heráldico de Carlos V (s. XVI) que todavía se conserva en el Palacio de Antonio de Mendoza de Guadalajara. Esta, sin embargo, no fue su ubicación original: el escudo fue realizado para presidir la Puerta del Mercado (s. XIII-XVI), una de las puertas de la antigua muralla de Guadalajara que fue derruida a finales del siglo XVIII.

Para entender mejor el contexto original de este objeto llevé a cabo el modelado 3D de esta puerta, basándome en la planta y el alzado hipotéticos que presentan Pradillo y Estéban y Martínez Peñarroya en este artículo.

Posteriormente fue posible incorporar el modelo fotogramétrico del escudo heráldico a la reconstrucción virtual de la Puerta del Mercado para mostrar exactamente dónde estaba colocado y una aproximación a lo que debía ser su contexto. Esto me ha permitido realizar animaciones de calidad sobre el complejo que permiten acercarse un poco más a la historia de Guadalajara.

El levantamiento fotogramétrico está realizado con PhotoScan y el modelado 3D junto con las animaciones con Blender. La modificación de las texturas se llevó a cabo con Photoshop.

Una parte de la historia de Guadalajara

La ciudad de Guadalajara, situada en el límite norte de la Alcarria, es una de las menos valoradas de nuestro país y una de las más desconocidas. Su momento de esplendor, probablemente, tuvo lugar en los albores del Renacimiento, al ser sede de una de las familias más importantes de la época: la de los Mendoza. 

De aquella época todavía se conservan importantes vestigios en la capital de la provincia. Entre ellos destaca el Palacio de Don Antonio de Mendoza, cuya portada, realizada a finales del s. XV por el arquitecto y escultor Lorenzo Vázquez es una de las primeras obras renacentistas de la Península. En estas semanas voy a intentar devolverle de forma virtual su aspecto original gracias al levantamiento fotogramétrico y al modelado del frontón que hoy, desgraciadamente, se ha perdido.

Con este pequeño proyecto pretendo poner en valor el patrimonio de Guadalajara así como destacar las posibilidades que tiene la fotogrametría digital para su documentación.

Estado actual de la portada (izquierda) y fotografía antigua de la misma (derecha). Gracias a la reconstrucción virtual devolveré a la portada su presencia original.

Aquí os dejo un pequeño vídeo de presentación del proyecto, que va viento en popa: 

Levantamiento fotogramétrico de las gárgolas de las Atarazanas de Valencia

Tras estudiar físicamente el edificio de las atarazanas consideré conveniente modelar las gárgolas, únicos elementos decorativos que quedan de la construcción original del siglo XIV, mediante fotogrametría debido a su complejidad geométrica. A continuación resumo el proceso seguido para la realización de uno de estos modelos.

Antes de nada diseñé la estrategia de captura de fotos y esperé a una mañana nublada y luminosa para realizarlas. En total, 30 fotografías desde diferentes ángulos. Posteriormente procedí a la identificación de puntos comunes, creación de geometría y cálculo de la textura fotorrealística gracias al software fotogramétrico Agisoft PhotoScan, del que se puede obtener una versión operativa de prueba.

En el curso de introducción a la fotogrametría digital aplicada al patrimonio explicaremos con detalle todas estas fases.

Posteriormente tuve que proceder al limpiado de la malla para eliminar aquellas partes que no me interesaran y que me fueran a entorpecer la unión de este modelo con el del edificio de las atarazanas. Después exporté en .obj el archivo para poder importarlo de forma eficaz a Blender (siempre acompañado de su textura en .mtl y .tif). Dentro de Blender completé mediante modelado manual aquellas partes que no había sido posible reconstruir mediante la fotogrametría, en especial la parte superior de la gárgola. 

Posteriormente sólo queda acoplar este modelo fotogramétrico al edificio modelado con Blender a partir de la planimetría de AutoCad.

Proyecto: "Las Atarazanas de Valencia: virtualización y reconstrucción"

Como trabajo final del Título de Especialista en Virtualización del Patrimonio, me tuve que ocupar del estudio y virtualización de las Atarazanas de Valencia, uno de los edificios bajomedievales que conserva la ciudad. Para ello, se siguió un planing como el que se esboza a continuación:

• Analisis previo del edificio.
• Documentación histórica.
• Planificación de las fases de trabajo.
• Toma de datos y levantamientos fotogramétricos (PhotoScan).
• Levantamiento 2D de la planimetría (Autocad).
• Levantamiento 3D del modelo a partir de la planimetría (Blender).
• Reconstrucción virtual (Blender).
• Recreación del entorno hacia 1425 (Blender).
• Guión y montaje de un mini-documental explicativo (Camtasia, Adobe Premiere).

Los resultados fueron muy satisfactorios y se resumen a continuación con varias imágenes:

Vista del frente de las atarazanas antes de colocar el tejado. Se pueden a`preciar, en detalle, las gárgolas modeladas mediante fotogrametría e incluidas en el modelo 3D realizado con Blender.

Vista final del modelo 3D de las Atarazanas de Valencia.

Recreacción 3D de Vilanova del Grao y el complejo de las Atarazanas hacia 1425.

Animación 3D de la reconstrucción de las atarazanas:

Proyecto "El Horno de Montesa"

Infografía del horno de cal de Montesa.

Para aprovechar todas las capacidades de la virtualización enmarcada en una investigación arqueológica escogí el estudio de un horno excavado cerca de Montesa como objeto de mi trabajo de fin de máster. Se trata de una gran estructura de combustión hallada durante los trabajos de la línea de AVE cerca de Montesa (Valencia) por la empresa que se encargaba de los trabajos, Global Mediterránea S.L.

A lo largo de este proyecto se usaron las herramientas de la arqueología virtual en procesos que abarcan desde la documentación a la reconstrucción 3D, pasando por el análisis geométrico y la creación de un modelo tridimensional de la propia estratigrafía. 

Pese a que conté con el modelo 3D del horno realizado gracias a un escáner láser, decidí hacer modelo fotogramétrico del mismo gracias a fotografías de la excavación. Esto nos ofreció la posibilidad de comparar ambas mallas con Geomagic:

Cálculo de la desviación de la malla fotogramétrica con respecto a la obtenida con el escáner láser. Como se puede ver, la mayoría del modelo presenta una desviación menor a 1 cm, lo que demuestra las posibilidades de la fotogrametría digital.

La investigación histórico-arqueológica me llevó a desvelar que se trataba de un horno de cal o calera, así como a estudiar sus diferentes fases. Gracias a esto fue posible llevar a cabo también la reconstrucción de los diferentes periodos y explicar el funcionamiento de este tipo de hornos mediante multitud de infografías, que incluyeron la representación de la estratigrafía para una mejor comprensión del contexto:

Ejemplo de infografía de la estratigrafía arqueología del Horno de Montesa.

Por otro lado, con toda esta información se llevó a cabo una aplicación informática gracias al motor de juegos Unity que permite la visita virtual interactiva tanto de la excavación arqueológica como del horno de Montesa en su época de uso. En la primera se puede interactuar con la estratigrafía y en la segunda con las partes del hipotético horno de cal que allí se levantó:

De forma paralela a este estudio de arqueología virtual se realizó un blog, "El Horno de Montesa", desde el que fui realizando la divulgación de la investigación arqueológica en directo. En pocos meses ha tenido más de 6000 visitas y se ha desvelado como una buena forma de socialización del patrimonio arqueológico y de la metodología de nuestra disciplina:

Captura de pantalla del blog "El Horno de Montesa"

Arqueología de la Arquitectura en el Mas d'Is

Una de las prácticas del Máster de Arqueología en la Universidad de Valencia consistió en la documentación de un muro contemporáneo del Mas d'Is (Penáguila, Alicante) para posteriormente realizar su dibujo arqueológico e individuar cada una de las UUEE constructivas que lo componían. En definitiva, un ejercicio de Arqueología de la Arquitectura. 

Para realizarlo decidí valerme de las técnicas fotogramétricas en vez del dibujo tradicional, realizando una serie de fotografías que después fueron alineadas en el software PhotoScan para obtener así el modelo tridimensional a partir del cual llevar a cabo una ortofoto y realizar el dibujo arqueológico.

A continuación se puede interactuar con el modelo tridimensional de la parte inferior del muro -aquella que más nos interesaba-:

A parte de ello, reconstruí también el resto del muro, realizando las mallas por partes y uniéndolas en una malla de conjunto.

Captura de pantalla de PhotoScan duran el proceso de creación del modelo 3D.





Gracias a esto pude realizar finalmente en AutoCad el dibujo arqueológico con todas las UUEE e individuar las diferentes fases de la construcción:

Posteriormente, toda esta información, junto con los modelos tridimensionales, puede ser usada para reconstruir las diferentes fases y realizar la virtualización y recreación arqueológica.

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Especiales agradecimientos al arqueólogo Crispín Atiénzar, con el que colaboré para la realización de este trabajo.