"El medio es el mensaje": 3D, patrimonio y transformación cerebral.

Hace poco escribía sobre cómo las nuevas tecnologías son simplemente unas herramientas que nos ayudan a transmitir un mensaje -cómo se prepara una momia egipcia o cuales son las partes de un monasterio cisterciense- y de que éste era realmente lo que nos debía interesar. Lo único relevante es diseñar bien el contenido aprovechando las posibilidades que, como herramienta, nos ofrece el canal. Pero, ¿y si esto no fuera completamente cierto? 

Ha caído en mis manos un libro realmente recomendable que me está ayudando a entender mejor el mundo de las nuevas tecnologías aplicadas al patrimonio: Superficiales: ¿qué está haciendo Internet con nuestras mentes?, de Nicholas Carr. En el se analiza cómo un fenómeno tan abrumador como Internet está cambiando la forma de trabajar de nuestro cerebro, nuestra forma de pensar. Esto nos tiene que llevar a preguntarnos: ¿Estamos inmersos en un proceso similar en lo que refiere a las herramientas que usamos en patrimonio? ¿Cómo pueden estar modificando las nuevas tecnologías nuestra forma de pensar el patrimonio?

¿Cómo se está modificando nuestra forma de pensar el patrimonio gracias a las nuevas tecnologías?  ...Imagen de QUO.

Es muy probable que lo más importante a medio plazo para nuestro cerebro, al contrario que para nosotros como arqueólogos, historiadores o interesados por la cultura, sea la tecnología con la que transmitimos contenido y no el contenido en sí. "El medio es el mensaje", sentenció Marshall McLuhan en su ensayo Comprender los medios de comunicación: las extensiones del ser humano y en cierto sentido no le faltaba razón. Para entendernos, nuestro cerebro es similar a una roca bajo una cascada: si nuestras costumbres hacen que cierta corriente de agua golpee con una intensidad determinada en una parte de esta roca, se comenzarán a hacer surcos y orificios que la modelarán para que el agua pase mejor. Esto no significa, en términos cerebrales, degradación sino símplemente transformación. Se comenzará a trabajar y modelar esta zona del cerebro mientras que otras quedarán más planas, carentes de actividad. Con el tiempo, si cambiamos la dirección del agua o la zona en la que la roca es golpeada, ésta se transformará poco a poco en algo diferente. Algo similar ocurre con nuestro cerebro: las herramientas tecnológicas  y de comunicación que utilizamos día a día modelan de forma física nuestro cerebro y transforman la manera en el que éste actúa, nuestra forma de pensar -todo ello ha sido estudiado dentro del controvertido proceso de neuroplasticidad cerebral-.

En el estudio del patrimonio nos encontramos ahora mismo en un punto de inflexión entre las viejas herramientas de trabajo -mapas en papel, grandes volúmenes de biblioteca, lápiz y plomada, papel de cebolla y horas de trabajo manual- y las nuevas herramientas -cámara fotográfica de precisión, ordenador, smartphone, tablet, escáner láser, Internet, redes sociales-. ¿Cómo va a afectar la incorporación masiva de este tipo de herramientas a la comprensión y estudio del patrimonio? Todavía no podemos saberlo. Incluso muchos se afanan en sostener que muchas de ellas son simplemente modas y que todo volverá a ser como antes. Sócrates también estaba seguro de que oralidad nunca iba a ser sustituida por la palabra escrita debido a las grandes ventajas que tenía la primera pero, para bien o para mal, se equivocó. La evolución tecnológica es un proceso irrefrenable que nos transforma con independencia de lo que queramos, en nuestras manos está trabajar para mejorar intelectualmente gracias a las tecnologías emergentes -perdiendo, claro está, parte de nuestras anteriores ventajas como "hombres del papel"- o quedarnos estancados en el pasado.

Imaginemos cómo puede cambiar nuestra forma de pensar si se hace recurrente y común observar las piezas arqueológicas, las obras de arte o los monumentos arquitectónicos de forma tridimensional y dinámica. En muy poco tiempo hemos pasado de aprender con enrojecidas diapositivas a hacerlo con trabajadas animaciones, fotografías de alta precisión y complejos mapas tridimensionales. Muchos de los niños de hoy en día entran en contacto con smartphones y tablets, de interfaz basada en entornos 3D, desde sus primeros años de vida y esto modifica su forma de pensar y prepara el camino a su cerebro para entender mejor y más rápido cierto tipo de información: la concisa, fragmentada, frenética, tridimensional, dinámica, interactiva, etc. ¿Hacia donde va a caminar entonces la tecnología aplicada al patrimonio si los niños y jóvenes de hoy en día hablan un lenguaje definido por estas características? 

Quizás me equivoque pero al igual que una mente educada para leer libros tiende a producir libros, una mente educada para consumir información de forma rápida, gráfica y conectada también tenderá, en un futuro, a producirla. Todo esto se debe a las transformaciones que las costumbres y el uso de una determinada tecnología hacen en las conexiones neuronales de nuestro cerebro, que tenderá siempre a escoger el camino más fácil, el más usado.

Esto no tiene porqué ser negativo. Bien es cierto que perderemos muchas cosas por el camino, tal y como nuestros antepasados perdieron la necesidad y la capacidad de aprenderse de memoria poemas épicos como La Ilíada, pero también ganaremos muchas otras: la capacidad de acceder a cantidades ingentes de información de forma instantánea; la posibilidad de conectar al momento con profesionales de todo el mundo gracias a las redes sociales; probablemente una forma más rápida y concisa de analizar y comprender la información; la democratización masiva de la cultura; etc. 

Creo, además, que es beneficioso para el estudio del patrimonio modificar nuestra forma de acercarnos a él, de comprenderlo e investigarlo. Es hora de cambiar el chip y proponer, desde nuevos puntos de vista, nuevas soluciones. Es probable que estemos caminando también, de forma neuronal, hacia una mayor socialización del patrimonio, posibilitando un acceso más democrático y sensorial al mismo que permitirá, a largo plazo, la sensibilización de grandes capas de la sociedad y, por lo tanto, la necesidad de protegerlo, disfrutarlo y amarlo. 

Si algo nos han demostrado la Ciencia y la Historia es que nuestro cerebro evoluciona en gran parte gracias a la tecnología que utilizamos. Nuestra forma de pensar y de actuar cambia de forma importante gracias a la tecnología. Nosotros transformamos la tecnología tanto como ella nos transforma a nosotros. Es más, sabemos que no podemos prever los cambios que una tecnología va a producir en nosotros a medio o largo plazo y, por lo tanto, que no podemos negarnos a utilizarla por las consecuencias neuronales que pueda tener en nosotros. Sólo cuando ya estamos inmersos en el proceso irrevocable de cambio es cuando podemos empezar a intuir algunas de las modificaciones cerebrales que este está produciendo.

Estamos condenados a que nuestra forma de pensar se modifique según la tecnología que utilizamos. ¿Cómo está esa tecnología modificando la forma en la que trabajamos con el patrimonio?

Espejismos y limitaciones de la fotogrametría aplicada al patrimonio

No creo que a mí se me pueda tachar de sospechoso de ludismo, de crítico frenético hacia la informatización de las humanidades ni de acérrimo defensor de una metodología arqueológica desvirtualizada. Los que me conocen sabrán que es más bien al contrario: trabajo fundamentalmente en el campo de la tecnología aplicada al patrimonio y me emocionan los cachivaches que rozan la ciencia ficción buscando el Pasado y las reconstrucciones virtuales. Dicho esto, se puede entender que me encuentre en una posición privilegiada para permitirme criticar los excesos de nuestra propia rama de estudio. Que los hay. Y muchos. 

La fotogrametría digital es una de las técnicas que más se están imponiendo en la actualidad en proyectos de documentación, análisis, conservación y divulgación del patrimonio pero su amplia difusión tiene un rostro oscuro: se está desatando una lucha desbocada por acoplar los resultados de esta técnica de forma inmediata a los más variados proyectos. Supongo que con el paso del tiempo podremos sentarnos con más frecuencia a reflexionar sobre lo que de verdad importa: para qué es útil esta técnica, qué problemas nos puede solucionar (ya adelanto que son muchos) y cuales son sus limitaciones. 

Para bajar un poco la fiebre fotogramétrica que parece haberse extendido a lo largo y ancho de nuestro ámbito profesional -e intentando que esto sea un aliciente para usar mejor esta técnica en más proyectos y, por lo tanto, para impulsar a los profesionales del patrimonio a conocerla mejor-, voy a exponer aquí algunos de los espejismos y limitaciones que nos asaltan a la hora de trabajar con esta técnica en proyectos patrimoniales:

• El estupor ante un modelo 3D. Este es uno de los síntomas más comunes del uso de la fotogrametría por primera vez en uno de nuestros proyectos. Nos encontramos con que, de forma relativamente sencilla (y aquí metería todas las comillas del mundo), hemos generado un modelo 3D de un objeto, yacimiento o monumento, con el que estamos trabajando y nos produce tal sensación de asombro, tal encanto su belleza, que sentimos el impulso incontrolable de compartirlo así, tal cual, a los cuatro vientos. Primer error. Parémonos antes a pensar: ¿Qué información aporta realmente el modelo? ¿Cómo podríamos mejorarlo? ¿Debemos eliminar parte de su geometría porque no nos interesa y va a despistar al espectador? ¿Con qué información adicional podemos acompañarlo para que sea realmente didáctico?
• "El 3D es el futuro, va a acabar con todo, estamos salvados". Otro de los pensamientos que a todos se nos pasan por la cabeza cuando nos comenzamos a interesar por este mundo. Sí, a mí también me pasó y debo decir que hoy no pienso exactamente así. Es indudable que el 3D es una parte importante del futuro de los estudios patrimoniales pero no hay que olvidar que muchas cosas se entienden mejor con una fotografía, con una infografía en 2D o con un texto bien estructurado. La clave está, probablemente, en saber combinar el 3D con el resto de herramientas tradicionales que se han usado, con muy buenos resultados, en los estudios del patrimonio. Es muy probable -y quizás deseable- que esta fiebre del 3D sea transitoria, una moda, y que dentro de unos años sólo nos quedemos con lo verdaderamente fundamental (como sus capacidades de documentación, de análisis, de recreación, etc.).
• "Esto del 3D fotogramétrico es fantástico para la divulgación". Sí.... y no. En varios sentidos. Por un lado remito de nuevo al punto anterior: en ocasiones un dibujo o una película de animación en 2D pueden resultar mucho más didácticos y divulgativos que algo hecho en 3D. Por otro: esta afirmación hace que nos olvidemos en demasiados casos que la fotogrametría es una herramienta potentísima para muchos otros cometidos: documentación precisa, análisis topológico y colorimétrico, conservación y restauración, etc. Hoy en día el uso de técnicas de visualización tridimensional en patrimonio no está únicamente relacionado con la divulgación sino que abarca un campo mucho más amplio y debemos tenerlo en cuenta.
• Creer que la fotogrametría permite conseguir un modelo 3D de absolutamente todo. Esto es bastante común para aquellos que sólo saben que esta técnica sirve para conseguir modelos tridimensionales. En realidad cada objeto de trabajo es un mundo y habrá ocasiones en las que no se podrá conseguir el modelo deseado. Por ejemplo, la toma de imágenes y la luz son el factor que más influye a la hora de obtener un modelo fotogramétrico y si estos son de mala calidad (imágenes tomadas desde puntos no adecuados, con una estrategia errónea; luz muy oscura o focos muy marcados sobre la pieza) el resultado del levantamiento fotogramétrico no se puede esperar perfecto. Habrá en ocasiones en las que no podamos realizar correctamente ciertos modelos, debemos tenerlo en cuenta. La fotogrametría es una técnica científica, no de Howarts. 
• Nada de objetos transparentes, translúcidos o reflectantes. En la línea del punto anterior, otra de las limitaciones de esta técnica se encuentra en el tipo de material que queremos documentar. La fotogrametría se basa en la correlación de puntos idénticos entre varias fotografías raster y los tonos de los objetos transparentes, translúcidos o reflectantes varían según la posición desde la que tomemos la foto por lo que los software fotogramétricos se vuelven completamente locos y crean engendros si les obligamos a ello. Para documentar objetos de este tipo hay que aplicar a su superficie algún tipo de producto que los convierta en opacos, lo que puede suponer problemas o la imposibilidad de documentar estos objetos en 3D con esta técnica por no poder actuar sobre la pieza. Es algo a tener en cuenta.
• "¡Con hacer unas simples fotos ya tienes un modelo 3D!". Habréis oído muchos esta afirmación en boca de aquellos que se topan por primera vez la fotogrametría digital o incluso pronunciada por vosotros mismos. Pues bien, digamos desde ya que es falsa. El proceso para la realización de un modelo tridimensional decente, es decir, lo suficientemente correcto y preciso para que nos sirva en nuestros estudios de patrimonio, es relativamente complejo. Pese a que la fotogrametría sfm (structure from motion) ha conseguido automatizar el proceso, la realización de un buen modelo 3D nos va a requerir una buena toma de imágenes, un correcto postproceso de las mismas (creando, por ejemplo, máscaras) y un postproceso de las nubes de puntos, las mallas y las texturas generadas. Es una tarea que cualquier profesional del patrimonio puede aprender (no se necesitan conocimientos técnicos muy elevados) pero requiere tiempo y esfuerzo.
• Libertad completa del espectador ante el modelo 3D. Los modelos fotogramétricos, convenientemente subidos a un visor web, pueden permitir que el espectador los mueva con completa libertad, algo que no puede hacer ni en una foto ni en un vídeo por razones obvias. ¿Es ventajoso? En ocasiones sí, pero no siempre. Debemos tener en cuenta que esto sólo sirve para los espectadores ("interactuadores") más avezados pero lo más probable es que el resto se pierda. Para ello suele ser más recomendable montar un discurso lógico y guiado gracias a una aplicación que de cierta libertad pero muestre un camino o, símplemente, a un vídeo. De este modo nuestros modelos fotogramétricos van a cobrar un sentido mucho mayor y nos van a dar mucha más libertad a nosotros para transmitir las ideas que queremos que lleguen al espectador.
• La fotogrametría es una herramienta, no un fin. Éste es el punto más importante y engloba en cierto modo a todos los anteriores. Quizás a muchos de vosotros os parezca redundante e innecesario pero la experiencia, y la ebullición diaria de las redes sociales de arqueología y patrimonio, me dice que nunca debemos cansarnos de recordarlo. Un modelo fotogramétrico en sí no sirve para mucho, es como una simple foto de un objeto. Sí, podemos verlo desde todos los puntos de vista, ¿y qué? Es absolutamente necesario que nos preguntemos ¿para qué necesitamos este modelo fotogramétrico? ¿lo queremos para acompañar la descripción de una pieza? ¿quizás buscamos realizar a partir de él una reconstrucción virtual que explique mejor su contexto original? ¿lo necesitamos para realizar análisis métricos de precisión? ¿quizás para obtener una ortofoto sobre la que podamos tomar medidas? Como veis las posibilidades son abrumadoras pero en muchas ocasiones seguimos encontrando proyectos que enarbolan con orgullo la bandera de "tenemos un modelo fotogramétrico" sin saber muy bien qué hacer con él y sólo mostrándolo por lo bonito e impresionante que es (ver el primer punto). Así que juguemos con cabeza.

Seguro que me he dejado en el tintero muchos otros espejismos de la fotogrametría pero también muchísimas de sus ventajas (éstas las podéis ver por doquier a lo largo de mi web, no hace falta repetirlas aquí) pero espero que al menos haya servido para recordar "buenas prácticas" y hacer tambalear ciertos mitos de esta técnica. Que no nos quepa duda de que la fotogrametría es una técnica con mucho futuro por delante en el campo del patrimonio y por ello es importante que desde ya mismo la usemos de forma correcta intentando siempre que sea una herramienta que nos ayude a transmitir mejor un buen mensaje. Si no, no sirve para nada.

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.