Lesperienza del CINECA nel campo della Virtual Archaeology

L’esperienza del CINECA nel campo della Virtual Archaeology di Antonella Guidazzoli

Sommario üRealtà Virtuale e Archeologia üIl Vis. I. T. e la Virtual Archaeology dal 1989 üGrafica Immersiva per la Virtual Archaeology üOrganizzazione del lavoro multidisciplinare üNuove prospettive üProgetti in corso üDivulgazione

Missione del Vis. I. T. üCreare applicazioni real-time basate su modelli digitali 3 D autenticate da storici e/o archeologi üFormare dottorandi, architetti, archeologi, storici, ecc. nel seguire una metodologia interdisciplinare finalizzata alla creazione di prodotti di Archeologia Virtuale

Realtà Virtuale e Beni Culturali Il concetto di Realtà Virtuale implica l’uso di visualizzazioni tridimensionali e di sistemi interattivi per creare ambienti immersivi generati in tempo reale dal calcolatore (Jaron Lanier). La Virtual Cultural Heritage fa riferimento all’uso di sistemi di Realtà Virtuale per generare, navigare ed esplorare ambienti storici ricostruiti. Nel campo specifico dell’archeologia nasce la Virtual Archaeology.

Il CINECA e la Virtual Archaeology Image Processing (1989 92) Modelli Digitali del Paesaggio (DTM) (1993 95) Shape from Motion (1995) Primi Ambienti Virtuali (1996 97) Il teatro Virtuale (1998 2001) Le Nuove Frontiere (2002 …)

Image Processing 1989 Acquisizione digitale di oggetti rinvenuti in uno scavo (Marzabotto, BO) 1990 Acquisizione digitale di immagini per la pre classificazione di impasti di bucchero (Marzabotto, BO) 1991 Elaborazione pattern matching cromatico di foto aerea (Ascoli Satriano, FG) 2001 Analisi di attributi di artefatti archeologici mediante Image processing

Modelli Digitali del Paesaggio (DTM) Digital Terrain Models

Modelli Digitali del Paesaggio (DTM) Digital Terrain Models 1993 DTM texture mapping e posizionamento dei siti (Marzabotto, BO) 1994 Integrazione di foto aeree e dati geologici nel DTM (Terramara di S. Rosa, RE) 1995 Navigazione realtime del DTM e integrazione coi GIS (Jaen Puente Tablas – Giribaile Entella, Spagna)

Shape from Motion 1995 Dalle sequenze filmate alla modellazione tridimensionale. Progetto per l’elaborazione 3 D di immagini video archeologiche. M. Forte (a cura di), Archeologia. Percorsi virtuali delle civiltà scomparse, Milano, Arnoldo Mondadori Editore, 1996.

1996 Museo Virtuale di Villa Verucchio, RN 1997 Integrazione nel DTM di rilievo geomagnetico e ricostruzioni 3 D degli scavi (Puente Tablas, Spagna)

Il Teatro Virtuale • Un supercalcolatore grafico traduce in tempo reale scene grafiche in immagini • La proiezione su uno schermo semicilindrico crea un’illusione di immersione nel mondo simulato • L’immersività è amplificata dall’uso di occhiali stereografici • Il tutto è una premessa alla creazione di ambienti sintetici (Virtual Environments - VE)

Metodo di lavoro interdisciplinare Validazione Archeologi Modelli ottimizzati Modellatori Informatici Dati Grafici Altre professionalità Texture Visualizzazione Interazione Fotopiani, Virtual Archaeology Scansioni e Modelli 3 D… On site – Off site

Modellazione ottimizzata per il realtime Disegnare/Importare la geometria • singoli oggetti = insiemi di poligoni • scalarli/ruotarli/traslarli Aggiungere colori, materiali e texture • texture (immagini utilizzate per ottenere un effetto fotorealistico) Produrre eventuali Livelli di Dettaglio

Visualizzazione Rendering Realtime Simulando una telecamera istante per istante il computer calcola • quali oggetti appaiono nella finestra (clipping, calcolo della proiezione) • gli attributi ad essi associati (calcolo delle luci, normali) generando l’immagine da visualizzare

Visualizzazione Rendering Realtime Stereografia • Ogni immagine viene • • proiettata due volte sfasata di un offset Gli occhi vengono oscurati alternativamente mediante occhiali a cristalli liquidi La sincronizzazione fra occhiali e schermo avviene mediante infrarossi.

Interattività Navigazione camminare, tour automatico, punti di vista, … Gestione dei dispositivi di input in modo che il sistema reagisca a eventi da essi generati Tracker Guanti PDA Tuta

PDA (Personal Digital Assistant) in collaborazione con DEIS – Università di Bologna üInterazione remota üVisualizzazione di dati 2 D üMulti-utenza

Nuove frontiere Teatri Virtuali in rete. ü I dati sono immagazzinati e processati in un luogo ü E’ possibile accedere ed interagire con essi mediante qualsiasi apparecchiatura e da qualsiasi altro luogo attraverso la rete Data

Verso il concetto di Augmented Archaeology Ambiente Virtuale come interfaccia per: Ambiente Simulazione Virtuale Data Base üVisualizzazione di Comportamenti dinamici üSimulazioni del territorio üAnalisi statistiche üInterrogazioni Data. Base (anche di tipo GIS)

Aksum Ethiopia – Virtual Archaeological Landscape üComportamenti dinamici: Simulazioni del cambiamento di luci üNavigazione in ambienti virtuali dinamici üGIS di scavo

La Via Appia Antica: Archeologia e Restauro üInterattività delegata al sistema remoto üCollegamento a informazioni grafiche e testuali

Ricostruzione del viso di una Mummia üInformatizzazione di procedura manuale del campo antropologico üTrasferimento tecnologico tra aree disciplinari üSimulazioni numeriche üInterdisciplinarietà

Il territorio della Bologna Romana üNavigazione virtuale e interattiva nel territorio üIntegrazione di GIS e database üFruizione desktop ed immersiva

Ricostruzione Virtuale della Casa del Centenario üUtilizzo dei fotopiani digitali üArcheological texture painting üModelli temporali üModelli filologici e divulgativi üPorting per ambienti a più bassa risoluzione

Divulgazione Virtual Set in collaborazione con RAI Studio TV 1 MI ü Integrazione con riprese reali ü Nuove forme di comunicazione ü Streaming video

Organizzazione e gestione del patrimonio dei mondi digitali 1 - Classificazione e validazione dei modelli Mondi digitali 2 - Definizione delle convenzioni per indicare ciò che non può essere modellato per mancanza di informazioni 3 - Accesso al patrimonio delle fonti alla base dei mondi digitali

Il VIS. I. T ringrazia: Roberto Ansaloni, Dean Abernathy, Luca Benini, Marilina Betrò, Francesca Bocchi, Marco Brocco, Antonella Coralini, Francesco Corlaita, Monica De Simone, Simone Iozzi, Mauro Felicori, Elisabetta Farella, Maurizio Forte, Bernard Frischer, Rossana Gabrielli, Marco Gaiani, Enrico Gamberini, Francesco Geminiani, Luis M. Gutierrez Soler, Maria Chiara Liguori, Iacopo Ortalli, Silvio Palombella, Riccardo Perani, Sofia Pescarin, Bruno Riccò, Maria Angeles Roho Encarnacion, Tullio Salmon, Daniela Scagliarini, Phil Stinson, Francesco Serafini, Donatella Vasetti, Erika Vecchietti, Kim Veltman, Sorin Hermon …

Bibliografia M. Forte, A. Guidazzoli, Fotointerpretazione aerea digitale e archeologia, in "Pixel", n. 10, ottobre 1991, pp. 11 14. M. Forte, A. Guidazzoli, Archeologia e tecniche di eidologia informatica, in "Archeologia e calcolatori", 3, 1992, pp. 37 76. M. Forte, A. Sarti, Un esperimento di visualizzazione scientifica per l'archeologia del paesaggio: la navigazione nel paesaggio "virtuale", in "Archeologia e Calcolatori" 4, 1993, pp. 137 152 M. Forte, A. Guidazzoli, Archeologia e visualizzazione scientifica, in Notizie dal CINECA, n. 17, maggio agosto 1993, pp. 1 3. M. Forte, A. Guidazzoli, Considerazioni preliminari sul bucchero di Marzabotto: qualche esempio di classificazione di immagini digitalizzate, in "Produzione artigianale ed esportazione nel mondo antico. Il bucchero etrusco". Colloquio internazionale, 10 11 maggio 1990, Milano, 1993. M. Forte, A. Guidazzoli, Archeologia e visualizzazione scientifica, in Scienza e supercalcolo, CINECA, Bologna, 1994. M. Forte, A. Guidazzoli, Archeologia computazionale tra Visualizzazione Scientifica, computer vision e realtà virtuale, in Atti della Seconda Giornata Internazionale sulle applicazioni della realtà virtuale e delle tecnologie avanzate all'edilizia e all'architettura, Bologna, 1995, . pp. 14 23. M. Forte, A. Guidazzoli, Archaeology and Virtual Reality: Experiments and Applications, in CAA 95 proceedings, 1995.

Bibliografia M. Forte (a cura di) Archeologia. Percorsi virtuali delle civiltà scomparse, Arnoldo Mondadori Editore, Milano, 1996, pp. 288. M. Forte, A. Guidazzoli, Archeologia Computazionale tra Visualizzazione Scientifica, Computer Vision e Realtà Virtuale, in "Technographics", Tecnologie innovative per progettazione, grafica e design, n. 5 6, 1995, pp. 36 41. M. Forte, A. Guidazzoli, AIACE non è solo un guerriero, in "Notizie dal CINECA", n. 24, settembre dicembre 1995, pp. 8 9. M. Forte, A. Guidazzoli, VRML per navigare a vista nel passato, in "Notizie dal CINECA", n. 25, gennaio marzo 1996, pp. 3 4. L. M. Gutièrrez Soler, M. A. Royo Encarnacion, L. Calori, A. Guidazzoli, Remote Sensing and 3 D Navigation through the Iberic Archeological Landscape of the Guadalquivir Region (Spain), CAA 96 proceedings, 1996. M. Forte, A. Guidazzoli, Shape from motion: dalle sequenze filmate alla modellazione tridimensionale. Progetto per l'elaborazione 3 d di immagini video archeologiche, in Atti del III Convegno Internazionale di Archeologia e Informatica, Roma, 1995 in "Archeologia e Calcolatori 7, 1996. M. Forte, A. Guidazzoli, The ARCTOS project: archaeology, GIS and desktop virtual reality, in "Scienza e Supercalcolo", luglio 1996, Bologna, pp. 3 8. M. Forte, A. Guidazzoli, L. Calori, 3 D Virtual scientific visualization of archaeological sites: new navigation metaphores, in "Scienza e Supercalcolo", luglio 1996, Bologna, pp. 9 12.

Bibliografia M. Forte, A. Guidazzoli, L. Calori, F. Fraticelli, S. Simani, Shape from motion project: 3 d modelling by analogic video input data for the reconstruction of archaeological sites, in "Scienza e Supercalcolo", luglio 1996, Bologna, pp. 13 19. M. Forte, A. Guidazzoli, Archaeology, GIS and Desktop Virtual Reality: the ARCTOS Project, in “Interfacing the past: Computer Applications and Quantitative Methods in Archaeology”, CAA 96, Leiden 1996, 439 451. G. Attardi, M. Betrò, M. Forte, R. Gori, A. Guidazzoli, S. Imboden, F. Mallegni, 3 D facial reconstruction and visualization of ancient Egyptian mummies using spiral CT data. Soft tissues reconstruction and textures application in stampa (CD e Atti a stampa) nei Proceedings SIGGRAPH 1999, Los Angeles. G. Attardi, M. Betrò, M. Forte, R. Gori, A. Guidazzoli, S. Imboden, F. Mallegni, 3 D virtual facial reconstruction and visualization of ancient Egyptian mummies using spiral CT data in stampa egli atti di Eurographics 99, Milano, 1999. Virtual Reality in Archaeology Edited by J. A. Barcelo, M. Forte and D. H. Sanders Oxford, Archeo. Press (BAR International Series S 843), 2000. Attardi G. , Imboden S. , Forte M. , Gori R. , Guidazzoli A. , Computerized 3 D facial reconstruction of ancient mummies, in International Proceedings “High Performance Graphics Systems and Applications European Workshop”, 2000, 35 38.

Bibliografia M. E. Bonfigli, L. Calori, A. Guidazzoli, M. A. Mauri & M. Melotti; "Tailored virtual tours in Cultural Heritage worlds", ACM SIGGRAPH 2000 Conference Abstracts and Applications, New Orleans, July 2000, p. 264. M. E. Bonfigli, A. Coralini, A. Guidazzoli, M. A. Mauri, D. Scagliarini Corlaita, A data description model for Cultural Heritage Hypermedia and Virtual Environments authenticated by archaeologists in ICHIMInternational Cultural Heritage Informatics Milan, Italy, 3 7 September 2001. M. E. Bonfigli, A. Guidazzoli, M. C. Liguori, From Museum to Mouseum. The Virtualisation of Daily Life Museums, Franco Niccolucci (ed. ), Virtual Archaeology Proceedings of the VAST 2000 Euroconference held in Arezzo, November 2000. Oxford, Archaeopress, 2002. A. Guidazzoli, Experiences of Immersive Graphics in Cultural Heritage, in Franco Niccolucci (ed. ), Virtual Archaeology Proceedings of the VAST 2000 Euroconference held in Arezzo, November 2000. Oxford, Archaeopress, 2002. D. Scagliarini Corlaita, A. Coralini, A. Guidazzoli, T. Cinotti Salmon, E. Vecchietti, Virtual Archaeology. La Casa del Centenario, in D. Scagliarini Corlaita – A. Coralini (a cura di), L’Alma Mater a Pompei. Il progetto “Insula del Centenario”, University Press Bologna, Imola, 2002.