Tradición e innovación: la documentación gráfica en arqueología

Los arqueólogos siempre hemos hecho gala de un interés inusitado por lo antiguo. Y no hablo, necesariamente, de cosas de cientos o miles de años. Las cartas de nuestros abuelos, los libros amarillentos con décadas sobre sus espaldas o las estruendosas máquinas de escribir también nos llevan de vuelta al pasado. Da la impresión de que quizás estemos dotados de una incómoda sensibilidad para volver atrás en el tiempo e imaginar, con mayor o menor acierto, la vida de aquellos que nos precedieron. 

A estos viajes al pasado no se puede acudir sin una cámara de fotos, una libreta y un lápiz, con los que registrar aquellos retazos de Historia que funcionan, precisamente, como engranajes para la acelerada máquina del tiempo que es nuestra mente. Los primeros "arqueólogos", con todas las comillas necesarias, empezaron así: ataviados con con sus taccuini o cuadernos de dibujo que les permitían quedarse con parte de aquella sensación de estar viviendo otras vidas. No en vano "puede ser más útil un lápiz pequeño que una memoria muy grande".

Según avanzaron los s. XIX y XX, y hasta la llegada de la fotografía, la única forma de registrar gráficamente las excavaciones arqueológicas fueron los dibujos a mano que realizaban arqueólogos o dibujantes profesionales (y no hay que olvidar que, en muchas ocasiones, estas figuras acababan fusionándose). El uso extendido de la fotografía en la práctica arqueológica no desterró los dibujos de campo ni las anotaciones a mano, que siguen resultando muy útiles, porque recogen las impresiones directas de los arqueólogos (los lectores del libro de la tierra) y conservan un encanto que siempre resulta especial. 

Todos los arqueólogos conservamos cuadernos repletos de anotaciones, croquis y dibujos tomados directamente sobre el terreno de las excavaciones que, como quien dice, nos han visto nacer.

En la actualidad, la escalada de las llamadas nuevas tecnologías (escáner láser, fotogrametría digital, diseño 3D, realidad aumentada, etc.) está llevando a su aplicación masiva en arqueología y, junto a ello, a la obnubilación de muchos arqueólogos, que quedan cegados por el destello de estas herramientas cercanas a la ciencia ficción. Obviamente las ventajas que las nuevas tecnologías aportan a nuestra disciplina son impresionantes y suponen un cambio, estoy seguro, tan grande como el que provocó el uso de la fotografía, pero eso no significa que debamos hacer borrón y cuenta nueva, montarnos en nuestros trajes espaciales y acabar con los métodos, técnicas y estética de la arqueología tradicional. 

La tecnología debe engarzarse con la práctica arqueológica, ser consciente de las necesidades de ésta y actuar en consecuencia, sin pisotearla. A partir de ahora, con seguridad, será cada vez menos necesario dedicar horas y horas a realizar precisos dibujos arqueológicos de forma manual en el campo, pues esta práctica puede ser sustituida con facilidad por levantamientos fotogramétricos que permitan obtener no sólo dibujos mucho más precisos de forma más rápida sino también modelos 3D con texturas fotográficas de alta calidad. Sin embargo, los cuadernos de campo no deberían desaparecer, ni los croquis de estructuras y unidades estratigráficas que se realizan en ellos, pues, por muchos modelos 3D que tengamos, los arqueólogos debemos entender primero el yacimiento real. Los modelos fotogramétricos no dejan de ser dibujos ultraprecisos: para realizarlos correctamente es necesario entender aquello que en ellos se representa.

Dicho esto, la última tecnología no tiene por qué estar en lucha con la tradición arqueológica. La infografía que tenéis más abajo busca precisamente los caminos de esa unión entre tradición e innovación. No se trata símplemente de un dibujo artístico que busque parecer una ilustración de campo y conservar parte del encanto que las caracteriza. Todo lo que hay en la imagen tiene su sentido arqueológico: los modelos fotogramétricos de la basílica y la columna que permiten observar el yacimiento con precisión; el fondo que ubica los restos de la basílica en el entorno real del yacimiento de Segóbriga; los personajes que permiten al espectador hacerse una idea del tamaño de lo representado; el croquis de la planta de la aedes que permite ubicar la columna levantada; la cota de altura aproximada de la columna; el título de lo representado; etc. De este modo, 3D y 2D se fusionan para ofrecer una imagen moderna que no desestima métodos, técnicas ni estética propios de la arqueología tradicional.

Hipótesis de anastilosis de una columna de la Aedes de la Basílica Imperial de Segóbriga.

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.

Diseño 3D + 2D: reconstrucción virtual de la Puerta del Mercado de Guadalajara

En muchas ocasiones se achaca cierta frialdad a las reconstrucciones virtuales realizadas por ordenador. Resultan quizás artificiales, desprovistas de la imperfección que caracteriza a la realidad. Pero esto no tiene porqué ser así. Una de las posibilidades para obtener una reconstrucción virtual más personal y sugerente es el combinar las técnicas de diseño 3D y diseño 2D. Así lo he hecho con el modelo de la Puerta del Mercado de Guadalajara, que se emplazaría donde hoy está la Plaza de Sto. Domingo:

El proceso seguido permite obtener una imagen atractiva pero totalmente rigurosa arqueológicamente. El modelo 3D está reconstruido en Blender a partir de las planimetrías diseñadas por los arqueólogos que estudiaron los restos de la puerta, posteriormente se ha añadido el escudo de Carlos V que se situaba sobre la puerta y que hoy se encuentra en el patio del Palacio de Antonio de Mendoza. Para ello ha sido realizado el modelo fotogramétrico del mismo mediante una buena toma fotográfica y su procesado en PhotoScan. Posteriormente se realiza un renderizado de la escena y sobre éste se lleva a cabo la fase de diseño 2D en Photoshop, añadiendo detalles como los personajes que sirvan para mostrar el tamaño de la construcción, el humo que emerge de la ciudad, la vegetación, el contorno de los objetos, etc.

En este pequeño vídeo podéis ver parte del proceso de creación de la imagen así como las distintas capas que se superponen para obtener el resultado final:

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.