ΙΟΝΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΤΜΗΜΑ ΑΕΡΧΕΙΟΝΟΜΙΑΣ &ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΟΝΟΜΙΑΣ Π.Μ.Σ. «ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ – ΟΡΓΑΝΩΣΗ & ΔΙΟΙΚΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΩΝ ΜΕ ΕΜΦΑΣΗ ΣΤΙΣ ΝΕΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ.

Παρουσίαση με θέμα: "ΙΟΝΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΤΜΗΜΑ ΑΕΡΧΕΙΟΝΟΜΙΑΣ &ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΟΝΟΜΙΑΣ Π.Μ.Σ. «ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ – ΟΡΓΑΝΩΣΗ & ΔΙΟΙΚΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΩΝ ΜΕ ΕΜΦΑΣΗ ΣΤΙΣ ΝΕΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΙΟΝΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΤΜΗΜΑ ΑΕΡΧΕΙΟΝΟΜΙΑΣ &ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΟΝΟΜΙΑΣ Π.Μ.Σ. «ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ – ΟΡΓΑΝΩΣΗ & ΔΙΟΙΚΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΩΝ ΜΕ ΕΜΦΑΣΗ ΣΤΙΣ ΝΕΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ» Εργασία στο Γνωστικό Αντικείμενο «Ψηφιακές Βιβλιοθήκες» Με θέμα “The Digital Michelangelo Project” Επ. Καθηγητής : Σαράντος Καπιδάκης Επιμέλεια : Iωάννα Κλωνάρη ΑΘΗΝΑ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 2005

2 Περιεχόμενα (1/2)  Συντελεστές  Γενικά  Χρονοδιάγραμμα  Εξοπλισμός  Πως αποφάσισαν τι θα σαρώσουν  Τι σάρωσαν ; - Τι δεν σάρωσαν ;  Πως γίνεται μια σάρωση ;  Μέγεθος & Ανάλυση των Δεδομένων  Σαρώσεις στην Accademia – Ο «Δαβίδ»  Σαρώσεις στο Medici Chapel

3 Περιεχόμενα (2/2)  Σάρωση του Forma Urbis Romae  To Project με αριθμούς  Τhe Digital Michelangelo Project Archive  Παράδειγμα εμπορικής-επιστημονικής χρήσης των computer modes & renderings  Computer Renderings που βρίσκουμε στο «The Digital Michelangelo Project Archive”  Οφέλη που προκύπτουν  Εφαρμογή του Project στην Ελληνική Πραγματικότητα  Παρουσιάσεις του Project  Η προσπάθεια της IBM  Ερωτήματα που προκύπτουν

4

5 Συντελεστές  Υπεύθυνος Προγράμματος : Marc Levoy (Associate Professor, Computer Science and Electrical Engineering). Κατέχει δύο πτύχια αρχιτεκτονικής, διδακτορικό δίπλωμα στην πληροφορική και αρκετών χρόνων εμπειρία ως διευθυντής στα Computer Animation της εταιρείας Hanan-Barbera. Έχει τιμηθεί πολλές φορές για τις δραστηριότητές του. Email:levoy@cs.stanford.edulevoy@cs.stanford.edu Web address: http://graphics.stanford.edu/~levoy/  Εργαστήριο : Palazzo Bargagli-Petrucci πρώην Palazzo Tempi στη Φλωρεντία (Stanford University Overseas Studies Center)  Χορηγοί : Stanford University Interval Research Corporation Paul G. Allen Foundation for the Arts

6 Γενικά (1/5)  Πρόγραμμα $2.000.000.  Στα πλαίσια του μαθήματος “Field Project in Computer Graphics” που διδάσκεται στο Stanford  Συμμετείχαν : 8 μέλη του διδακτικού και ερευνητικού προσωπικού 18 προπτυχιακοί φοιτητές & 11 μεταπτυχιακοί φοιτητές  Το Digital Michelangelo Project βασίστηκε στη διδακτορική έρευνα του Brian Curless [*], με θέμα μια προηγμένη τεχνική σάρωσης και μοντελοποίησης που θα παρήγαγε το πρώτο παγκοσμίως τρισδιάστατο fax. Ο Curless 1) σάρωσε ένα μικρό άγαλμα του Βούδα, 2) δημιούργησε ένα υψηλής ευκρίνειας 3D model αυτού, 3) το διακίνησε ηλεκτρονικά σε μια στερεολιθογραφική εγκατάσταση, που χρησιμοποιούσε τα δεδομένα αυτά, για να παράγει ένα όμοιο στη μορφή αντίγραφο του πρωτοτύπου. [*] University of Washington

7 Γενικά (2/5)

8 Γενικά (3/5) Ο αρχικός στόχος τους ήταν να παράγουν ένα σύνολο τρισδιάστατων υπολογιστικών προτύπων (3D computer models), υψηλής ανάλυσης και ακρίβειας – ένα για κάθε άγαλμα, αρχιτεκτονική σύνθεση, και θραύσμα του χάρτη που σάρωσαν – και να καταστήσουν αυτά τα πρότυπα [*] διαθέσιμα στους μελετητές, πληροφορικούς, καλλιτέχνες, ιστορικούς της τέχνης, αρχαιολόγους και απλούς παρατηρητές σε παγκόσμια κλίμακα. [*] Με τον όρο «πρότυπα» εννοούμε τα εικονικά αντίγραφα των γλυπτών ή αλλιώς τις πιστές αναπαραστάσεις των γλυπτών.

9 Γενικά (4/5)  Η πρόκληση, φυσικά, δεν ήταν μόνο να παρέχουν ένα εργαλείο στην επιστημονική κοινότητα, αλλά και να υπερβούν τα όρια της τρέχουσας (τότε) τεχνολογίας για τρισδιάστατη απεικόνιση και της τεχνολογίας για την κατασκευή προτύπων.  Πράγματι η ομάδα του προγράμματος (στα πλαίσια του προγράμματος “3D faxing project”) ανέπτυξε νέες τεχνικές για το συνδυασμό πολύπλοκων εικόνων τραβηγμένων από διαφορετικές οπτικές γωνίες. Για αυτό το λόγο, μάλιστα, αναγκάστηκε να σχεδιάσει τον δικό της εξοπλισμό.

10 Γενικά (5/5)  Η ιδέα της ψηφιοποίησης αγαλμάτων δεν ήταν ολότελα νέα. Πρακτικές τεχνικές για τρισδιάστατη σάρωση υπήρχαν και χρησιμοποιήθηκαν πιο πριν από διάφορα μουσεία που επιτυχώς ψηφιοποίησαν τα έργα τέχνης τους. Παρ’ όλα αυτά, πριν την ομάδα του Stanford, κανένας δεν είχε : ψηφιοποιήσει μια μεγάλη και με συνέπεια συλλογή αγαλμάτων «συλλάβει» τόσο μεγάλα αντικείμενα, με υψηλή ανάλυση και λεπτομέρεια, που θα χρησίμευαν ως αρχικοί πόροι από την επιστημονική κοινότητα και σαρώσει το εσωτερικό περιβάλλον ενός μουσείου.

11 Χρονοδιάγραμμα  Προγραμματισμός : Ιανουάριος 1997 – Σεπτέμβριος 1998 Επιλογή προσωπικού Επιλογή καλλιτέχνη και γλυπτών Ανάπτυξη λογισμικού. Κατασκευή εξοπλισμού Ταξίδια Παρουσίαση του προγράμματος στις ιταλικές αρχές Απόκτηση των απαραίτητων αδειών Μετρήσεις γλυπτών Μαθήματα χαρακτικής Επίσκεψη στα λατομεία μαρμάρου της Pietrasanta  1η φάση: Galleria della Accademia. 25 Ιανουαρίου 1999 (Άγιος Ματθαίος)  2η φάση:Galleria della Accademia. 15 Φεβρουαρίου 1999 – 28 Μαρτίου 1999 (Δαβίδ)  3η φάση: Medici Chapel. 29 Μαρτίου 1999-αρχές Μαΐου 1999

12 Εξοπλισμός  Τριγωνικός laser scanner (Cyberware) : για σάρωση μεγάλων αγαλμάτων  Μηχανοκίνητος ατσάλινος σκελετός  Μικρός τριγωνικός laser scanner (Faro Technologies&3D Scanners Ltd)  Time-of-flight laser range scanner (Cyra Technologies) : για σάρωση αντικειμένων σε απόσταση μέχρι 100m μακριά με ακρίβεια περίπου 5mm., χρησιμοποιήθηκε για τη σάρωση εσωτερικών χώρων  Υψηλής ευκρίνειας ψηφιακή color camera

13 Πως αποφάσισαν τι θα σαρώσουν;  Όσο πιο πολλά αγάλματα ο χρόνος και οι πόροι τους επέτρεπαν  Η προσπάθεια να επισημανθεί από μουσεία και ιστορικούς της τέχνης  Εντοπισμός καλλιτέχνη υψηλού καλλιτεχνικού επιπέδου να είναι ευρέως γνωστός και να έχουν γίνει πολλές μελέτες γι’ αυτόν να έδρασε σε μια πόλη όπου το Stanford είχε ένα ερευνητικό κέντρο, ώστε να μπορέσει να το χρησιμοποιήσουν ως βάση κατά τη διάρκεια της έρευνάς τους  Εντοπισμός έργων να μην είναι πάρα πολλά να μην είναι πολύ μεγάλα να μην είναι πολύ στιλπνά να μην είναι γεωγραφικά διασκορπισμένα να παρουσιάζουν προκλήσεις ως προς την τεχνική και ιστορικό ενδιαφέρον Michelangelo

14 Τι σάρωσαν (1/2) Στην Galleria della Accademia (Φλωρεντία) : Και την Tribune del David

15 Τι σάρωσαν (2/2) Στο Medici Chapel (Φλωρεντία) : Στη Ρώμη: Και το Νέο Σκευοφυλάκιο

16 Τι δεν σάρωσαν ;  Το Σύμπλεγμα του Λαοκόωντα  Τον Μωυσή (St. Pietro στο Vincoli της Ρώμης)  Την “Pieta” (στη Βασιλική του Αγίου Πέτρου)

17 Πως γίνεται μια σάρωση; (1/7) Η διαδικασία ψηφιακής αποτύπωσης λειτουργεί ακριβώς όπως ένα υψηλής τεχνολογίας τρισδιάστατο φωτοαντιγραφικό μηχάνημα. Για να δημιουργήσουν μια matching επικάλυψη, η οποία να περιέχει τα χαρακτηριστικά της επιφάνειας που απαιτούνται για να αναπαράγουν την τρισδιάστατη εικόνα του αγάλματος σε μια οθόνη υπολογιστή, οι επιστήμονες πρέπει να στείλουν με έναν laser scanner μια λεπτή ακτίνα (6 ιντσών) κόκκινου φωτός κατά μήκος του στοιχείου που αντιγράφεται, έτσι ώστε να ζωγραφίζει μια λεπτή λωρίδα επάνω σε αυτό. Ταυτόχρονα μια video camera εξετάζει το αντικείμενο στο ίδιο σημείο. Όσο πιο ακριβής είναι η μονοχρωματική κόκκινη ακτίνα, τόσο πιο ακριβής είναι η ανάγνωσή της. Η δέσμη αυτή του φωτός αντανακλά στην επιφάνεια την οποία καλύπτει. Μετρώντας την αντανάκλαση του φωτός και αποτυπώνοντας περίπου 200 έως 300 σημεία της συγκεκριμένης επιφάνειας καθώς η δέσμη τη σαρώνει, υπολογίζεται η μορφή (το σχήμα) του αντικειμένου.

18 Πως γίνεται μια σάρωση; (2/7) Τα δεδομένα που προκύπτουν είναι ένα σύνολο από σημεία, τα οποία εάν συνδεθούν μεταξύ τους, παράγουν ένα πλέγμα εκατομμυρίων μικροσκοπικών τριγώνων (0.25 mm. κάθε πλευρά). Αυτό το πλέγμα από σημεία μέσα σε έναν τρισδιάστατο χώρο αποκαλείται «εικόνα σειράς» (range image). Αφότου η ομάδα καταγράψει τη μορφή του αγάλματος, το σαρώνει ξανά, αυτή τη φορά στέλνοντάς του λευκό φως. Συγχρόνως, χρησιμοποιείται μια πρόσθετη video camera για να καταγράψει το χρώμα. Με την επανειλημμένη σάρωση του αντικειμένου από διαφορετικές γωνίες, και στη συνέχεια με τον συνδυασμό των range images που προκύπτουν, παράγουν ένα νέο, μεγαλύτερο πλέγμα τριγώνων το οποίο περιγράφει ολόκληρο το αντικείμενο.

19 Πως γίνεται μια σάρωση; (3/7) Αναλυτικότερα : Με την σάρωση από διαφορετικές οπτικές γωνίες και με την ανάλυση της αλλαγής του φωτός, οι επιστήμονες δημιουργούν μια υψηλής ποιότητας αναπαραγωγή του γλυπτού. Στην οθόνη του υπολογιστή, δεκάδες αυτών των απόψεων συνδυάζονται για να δημιουργήσουν την τρισδιάστατη εικόνα. Οι πολλαπλές σαρώσεις λαμβάνονται για να εξασφαλιστεί ότι τα δεδομένα προέρχονται από όσο το δυνατόν περισσότερο τμήμα της επιφάνειας. Κάθε σάρωση τοποθετείται αρχικά δίπλα σε προηγούμενες σαρώσεις και συγκρίνεται σε σχέση με αυτές, στη συνέχεια ένα εξειδικευμένο λογισμικό αυτομάτως συγχωνεύει και ευθυγραμμίζει όλες τις σαρώσεις μαζί σε ένα, ολοκληρωμένο, τρισδιάστατο πρότυπο. Η διαδικασία συγχώνευσης επίσης μειώνει σε μεγάλο βαθμό το μέγεθος του χώρου και του χρόνου που απαιτείται για να αποθηκεύσεις και να μεταφέρεις το πρότυπο. Ουσιαστικά, επιτυγχάνεται η ένωση των επικαλυπτόμενων σαρώσεων μιας συγκεκριμένης περιοχής σε μια ενιαία παρουσίαση.

20 Πως γίνεται μια σάρωση; (4/7)

21 Πως γίνεται μια σάρωση; (5/7) Προβλήματα : Στάσεις αγαλμάτων - φως –σκιές – στιλπνότητα – δυσκολοπρόσιτα σημεία Τα χάσματα που προκύπτουν αντιπροσωπεύουν λιγότερο του 1 % της συνολικής επιφάνειας του γλυπτού και υπάρχει η δυνατότητα να συμπληρωθούν αργότερα με καλλιτεχνικό λογισμικό (Artistic Software).

22 Πως γίνεται μια σάρωση; (6/7) Εδώ βλέπουμε ένα κοντινό πλάνο του σαρωτή που συλλέγει range data. Καθώς ο σαρωτής ανεβαίνει και κατεβαίνει, η κόκκινη δέσμη λέιζερ σαρώνει όλο το άγαλμα. Κάθε σάρωση επιστρέφει εκατοντάδες τρισδιάστατα σημεία ανά διάστημα 0.29mm. Αφού τελειώσει μία σάρωση, ο σαρωτής γυρνάει προς τα αριστερά ή προς τα δεξιά και πραγματοποιεί άλλη μία σάρωση.

23 Πως γίνεται μια σάρωση; (7/7) Μόλις τελειώσει ο σαρωτής να συλλέγει τα range data, επιστρέφει στο ίδιο σημείο του αγάλματος για να συλλέξει το χρώμα. Για αυτό το λόγο χρησιμοποιούν μια υψηλής ευκρίνειας digital camera και μια τεχνητή πηγή φωτός. Σε αντιστάθμιση του φυσικού φωτός, συλλέγουν δύο σύνολα color images, ένα με την πηγή φωτός αναμμένη, και ένα με σβηστή. Όταν τελείωναν τη συλλογή του χρώματος, κινούσαν τον βραχίονα πάνω ή κάτω στο κάθετο στήριγμά του ή μετακινούσαν τον ατσάλινο σκελετό σε μια άλλη θέση και επαναλάμβαναν τη διαδικασία.

24 Μέγεθος & Ανάλυση των Δεδομένων (1/3)  Ο βαθμός της λεπτομέρειας και της ακρίβειας των εικόνων ήταν ίσως το πιο σημαντικό πρόβλημα που απασχόλησε την ομάδα. Ο συνδυασμός μεγέθους και ανάλυσης δημιουργεί πολύ μεγάλα σύνολα δεδομένων (data sets). Όσο πιο λεπτομερές είναι το πρότυπο, τόσο περισσότερη μνήμη στον υπολογιστή καταλαμβάνει και τόσο πιο δύσκολο είναι να παρουσιαστεί, να περιστραφεί, και να τροποποιηθεί.  Πόσο μεγάλα είναι τα σύνολα δεδομένων; Ανεπεξέργαστα δεδομένα από κάθε άγαλμα : από 16 GB (μικρό άγαλμα) έως 30GB («Δαβίδ») από 500.000.000 τρίγωνα έως 2.000.000.000 τρίγωνα Τελικά υπολογιστικά πρότυπα : από περίπου 8GB έως 15GB από 250.000.000 έως 1 δις τρίγωνα (τελικό πλέγμα τριγώνων)

25 Μέγεθος & Ανάλυση των Δεδομένων (2/3)  Μερικές από τις εικόνες περιέχουν τόσα GB, περισσότερα από όσα ένας μέσος προσωπικός υπολογιστής θα ήταν σε θέση να αποθηκεύσει.  Κανένας υπολογιστής δεν είναι αρκετά μεγάλος για να δει ένα και μόνο άγαλμα στο σύνολό του με ανάλυση ενός τετάρτου του χιλιοστόμετρου. Όμως, τμήματα του έργου μπορούν να εξεταστούν σε αυτό το επίπεδο της λεπτομέρειας.  Υπάρχει η δυνατότητα να απλοποιηθούν τα πρότυπα, π.χ. με το να αφαιρεθούν τα τρίγωνα που βρίσκονται μέσα σε σχετικά επίπεδες περιοχές. Χρησιμοποιώντας αυτή την τεχνική, μπορούν να κάνουν τα πρότυπα όσο πιο μικρά σε χωρητικότητα επιθυμούν, αλλά θα φαίνονται αντίστοιχα πιο “σκληρά”.

26 Μέγεθος & Ανάλυση των Δεδομένων (3/3)  Τα πρότυπα είναι διαθέσιμα σε CD; Κάτι τέτοιο σήμερα δεν μπορεί να συμβεί. Και αυτό γιατί η αποθήκευση των σαρώσεων των αγαλμάτων ξεπερνά σε χωρητικότητα κατά πολύ τα 700 MB ενός CD. Το σύνολο των δεδομένων που συνέλεξαν στη διάρκεια αυτού του προγράμματος ήταν 250GB. Τον χειμώνα του 2002, το μεγαλύτερο τρισδιάστατο πρότυπο ήταν αυτό του ημιτελούς αγάλματος του «Αγίου Ματθαίου», το οποίο περιέχει 372 εκατ. πολύγωνα και καταλαμβάνει 3.7 GB. Αυτό το πρότυπο θα μπορούσε να αποθηκευτεί σε ένα DVD, αλλά όχι σε ένα CD.  Τ ο ψηφιακό αρχείο τους περιέχει και διάφορα πρότυπα χαμηλής ανάλυσης. Για παράδειγμα, υπάρχει ένα πρότυπο 1 εκ. πολυγώνων του Δαβίδ το οποίο καταλαμβάνει μόνο 10 MB. Με αυτή την ανάλυση, θα μπορούσαμε να αποθηκεύσουμε τα πρότυπα δέκα αγαλμάτων σε ένα CD. Όμως, δυστυχώς, δεν έχουν συγκεντρώσει ακόμα όλα αυτά τα πρότυπα. Επίσης, πρέπει να διευκρινιστεί ότι, δεν μπορούν τα δεδομένα να διανεμηθούν ευρέως.

27 Σαρώσεις στην Accademia «Δαβίδ» (1/2)  15 Φεβρουαρίου – 28 Μαρτίου 1999  Από τις 19.00 μ.μ. έως τις 08.00 π.μ., 22 άτομα  Αφαιρέθηκαν τα γυάλινα προστατευτικά, κατασκευάστηκαν σκαλωσιές, «ξεσκονίστηκε», συναρμολογήθηκε ο ατσάλινος σκελετός, τοποθετήθηκαν οι σαρωτές  Συμπεράσματα : 91,44 cm πιο ψηλός. Στέκεται σε ύψος 5,1816 μ. χωρίς το βάθρο του και με αυτό σε ύψος 7,01 μ. Παραμορφώσεις: Μάτια : Απόκλιση ματιών, εξογκωμένα φρύδια Λεπτή μαρμάρινη πτυχή μεταξύ των χειλιών και του υπόλοιπου προσώπου Το κεφάλι και το δεξί χέρι είναι μεγαλύτερα σε σχέση με το υπόλοιπο σώμα

28 Σαρώσεις στην Accademia «Δαβίδ» (2/2)

29 Σαρώσεις στην Accademia «Δαβίδ» Στατιστικά στοιχεία (1/2) 480 σαρώσειςΓια κάθε σάρωση, ο ατσάλινος σκελετός μετακινούνταν σε μια νέα θέση. Στο μέγιστο μέγεθός του, ο σκελετός ζύγιζε 725 κιλά. Μπορούσε να κυληθεί με δυσκολία από δύο εύσωμους άνδρες. 2 δις πολύγωναΚάθε μέρος του αγάλματος καλύφθηκε από τουλάχιστον δύο σαρώσεις. Δύσκολα σημεία καλύφθηκαν 5 ή και περισσότερες φορές. 7000 color imagesΚάθε εικόνα έχει ανάλυση 1520 x 1144 pixels. Για κάθε θέση, τραβήχτηκε μία εικόνα με το calibrated spotlight τους και μία χωρίς αυτό. Έπειτα γίνονταν συνδυασμός των δύο για το τελικό αποτέλεσμα.

30 Σαρώσεις στην Accademia «Δαβίδ» Στατιστικά στοιχεία (2/2) 32GBΤα δεδομένα αποθηκεύονταν σε σκληρούς δίσκους. Κάθε πρωί, οι βραδινές σαρώσεις αντιγράφονταν σε έναν δεύτερο σκληρό δίσκο, ο οποίος επέστρεφε πίσω στο εργαστήριο. 1080 ώρες σάρωσηςΔεν περιλαμβάνονται οι 1000 ώρες της έκδοσης, ευθυγράμμισης και σύνδεσης των σαρωτών, και οι 1500 και περισσότερες ώρες για την δημιουργία κατάλληλου λογισμικού για τη διαχείριση όλο και περισσότερων μεγάλων data sets. 22 άνθρωποι2 καθηγητές, 1 επιστημονικός σύμβουλος, 1 τεχνικό προσωπικό, 6 PhD φοιτητές, και 12 προπτυχιακοί φοιτητές.

31 Σαρώσεις στο Medici Chapel  Ταφικό μνημείο του Giuliano di Medici με τα αλληγορικά αγάλματα της Νύχτας και της Ημέρας  Ταφικό μνημείο του Lorenzo di Medici με τα αλληγορικά αγάλματα της Αυγής και του Σούρουπου  Με την χρήση του Cyra scanner σάρωσαν τους εσωτερικούς τοίχους του παρεκκλησίου.  Δυσκολίες: Ο χώρος ήταν περιορισμένος λόγω εργασιών αποκατάστασης. Τα γλυπτά ήταν ιδιαίτερα στιλπνά. Γι’ αυτό το λόγο αναγκάστηκαν να αυξήσουν την ένταση του λέιζερ, να αναζητήσουν τέτοιες θέσεις για τις σαρώσεις ώστε να αποφευχθούν οι αντανακλάσεις του φωτός και να φιλτράρουν τέλος τα δεδομένα που συνέλεξαν ώστε να μειωθούν τα «κατασκευάσματα» που προκλήθηκαν από την subsurface scattering.

32 Σαρώσεις στο Medici Chapel (1/4) Αφήνοντας τους επισκέπτες να «παίξουν»  Στις 6/5/1999, γύρισαν το μόνιτορ ενός τερματικού σταθμού προς τους επισκέπτες του μουσείου, αφού πρώτα είχαν φορτώσει ένα πρόγραμμα που θα τους επέτρεπε να κάνουν πλοήγηση ενός μερικώς ολοκληρωμένου προτύπου της «Αυγής», και περίμεναν να δουν τι θα συμβεί. Και ιδού,  «Παιδιά» όλων των ηλικιών κατέφθασαν. Ο χρήστης ήταν ελεύθερος να περιστρέψει το άγαλμα, να το σμικρύνει ή να το μεγεθύνει, και να αλλάξει τον εικονικό φωτισμό, όλα αυτά χρησιμοποιώντας απλά το ποντίκι. Οι κινήσεις περιορίστηκαν ώστε να μην αισθανθούν οι άνθρωποι κάποια στιγμή ότι έχουν χαθεί, δεν υπήρξαν επί της οθόνης μενού επιλογών, και το πληκτρολόγιο δεν ήταν διαθέσιμο. Επίσης οι οδηγίες χρήσης μεταφρασμένες σε διάφορες γλώσσες ήταν τοιχοκολλημένες σε κοντινή απόσταση και η οθόνη ήταν τοποθετημένη περίπου 3 μέτρα μακριά από το πραγματικό άγαλμα της «Αυγής».

33 Σαρώσεις στο Medici Chapel (2/4) Αφήνοντας τους επισκέπτες να «παίξουν» Μερικές παρατηρήσεις :  Πλήθος παιδιών μαζεύτηκαν αμέσως γύρω του ενώ μερικοί ενήλικοι στέκονταν απλά κοντά του. Οι περισσότεροι ενήλικοι χρειάστηκαν να παρακινηθούν από μέλη της ομάδας ή άλλους επισκέπτες.  Μερικοί πατούσαν μία ή δύο φορές το ποντίκι και έπειτα έφευγαν : οι περισσότεροι έμεναν περίπου 5-15 λεπτά.  Μια γυναίκα το δοκίμαζε μόνο όταν κανένας άνδρας δεν ήταν κοντά, το ίδιο πράγμα συνέβη και με τα κορίτσια και τα αγόρια.  Οι ενήλικοι συνήθως περιέστρεφαν το άγαλμα αργά, σε αντίθεση με τα παιδιά που το περιέστρεφαν με ιδιαίτερη ευκολία πιο γρήγορα.  Ήταν ενθουσιασμένοι με την προβολή των ανεπεξέργαστων τρισδιάστατων σημείων, τα οποία μπορούσαν να δουν όταν το πρότυπο ήταν εν κινήσει.

34 Σαρώσεις στο Medici Chapel (3/4) Αφήνοντας τους επισκέπτες να «παίξουν»  Παρατηρήθηκε ότι όταν έκαναν επανειλημμένες μεγεθύνσεις σε ένα σημείο μπλέκονταν και έφταναν σε αδιέξοδο.  Μερικοί άνθρωποι νόμισαν ότι με το ποντίκι θα μπορούσαν να μετακινήσουν τον σαρωτή που βρίσκονταν κοντά.  Οι άνθρωποι απόλαυσαν την αλλαγή του φωτισμού τόσο όσο και με την περιστροφή του αγάλματος.  Οι άνθρωποι ξόδεψαν πολύ χρόνο κοιτώντας μία την οθόνη και μία το πραγματικό άγαλμα.  Πολλοί άνθρωποι ρώτησαν εάν μπορούσαν να δουν τα e-mails τους.

35 Σαρώσεις στο Medici Chapel (4/4) Αφήνοντας τους επισκέπτες να «παίξουν» Στην πραγματικότητα φαίνεται παράξενο να τοποθετήσει κανείς έναν Η/Υ μπροστά σε ένα άγαλμα, και σε μία οθόνη να φαίνεται ένα τρισδιάστατο πρότυπο του ίδιου αγάλματος. Όμως ο υπολογιστής, φαίνεται να επικεντρώνει εκ νέου την προσοχή του επισκέπτη στο άγαλμα, και του επιτρέπει να το δει με έναν νέο τρόπο. Είναι ενδιαφέρον και διδακτικό να εξετάσει κανείς τα αγάλματα από άλλες απόψεις. Γενικά, επιτρέποντας στους επισκέπτες των μουσείων να εξερευνήσουν ένα άγαλμα από διάφορες οπτικές γωνίες, ή να αλλάξουν τον εικονικό φωτισμό του, καταστούμε την θέαση της τέχνης ως μια ενεργητική παρά παθητική εμπειρία.

36 Σάρωση του Forma Urbis Romae

37 To Forma Urbis Project (1/3)  Λεπτομερής γιγαντιαίος μαρμάρινος χάρτης της Αρχαίας Ρώμης  200 π.Χ., 15x22 μ.  Μια από τις βασικότερες πληροφοριακές πηγές σχετικά με την τοπογραφία της αρχαίας Ρώμης. Γρίφος της αρχαιολογίας  Σώζεται μόνο το 15 % του αρχικού χάρτη, 1.163 θραύσματα  Πάχος : από 3cm έως 10 cm. Μήκος : από μερικά cm έως περισσότερο του 1m. Βάρος : αρκετές εκατοντάδες κιλά. Περίπου τα μισά ζυγίζουν τουλάχιστον 45kg. Δυσκολία περιστροφής τους.  Από τα 1163 θραύσματα, λιγότερα από 200 ήταν προσδιορισμένα, περίπου 500 δεν είχαν προσδιοριστεί και τα υπόλοιπα δεν είχαν καμία χαραγμένη γραμμή, πράγμα το οποίο καθιστ ούσε τον προσδιορισμό τους αδύνατο. Εντούτοις, η έλλειψη χαραγμένων γραμμών δεν καθιστά τη συναρμολόγηση αδύνατη.

38 Το Forma Urbis Romae (2/3) Τέσσερα χαρακτηριστικά θραύσματα. Έχουν περίπου 7,62 cm πάχος και ζυγίζουν περίπου 22,68kg. Οι ενώσεις μεταξύ των θραυσμάτων δεν είναι προφανείς από μια απλή εξέταση των άκρων των επιφανειών τους, οι οποίες συχνά είναι διαβρωμένες. Αυτές ακριβώς τις άκρες προγραμμάτισαν να σαρώσουν. Εφαρμόστηκαν οι τεχνικές της τρισδιάστατης σάρωσης με λέιζερ για την ψηφιοποίηση όλων των σωζόμενων θραυσμάτων και τη δημιουργία τρισδιάστατων προτύπων κάθε κομματιού του χάρτη. Με την βοήθεια αλγορίθμων και κατάλληλου λογισμικού, ένα υπολογιστικό σύστημα θα μπορούσε με αυτόματο τρόπο να βοηθήσει στη διαδικασία συναρμολόγησης αυτού του παζλ.

39 Το Forma Urbis Romae (3/3)

40 Το Project με αριθμούς (1/2) Αριθμός αντικειμένων που σαρώθηκαν10 αγάλματα + 2 εσωτερικοί χώροι + 1,163 θραύσματα του χάρτη Μικρότερα και μεγαλύτερα αντικείμενα που σαρώθηκαν 2,54 εκ. (θραύσμα χάρτη) και 7,0104 μ. (ο «Δαβίδ») Ανάλυση των δεδομένων0.29mm για τη γεωμετρία, 0.125mm για το χρώμα Πολυπλοκότητα του μεγαλύτερου συνόλου δεδομένων 2 δισεκατομμύρια πολύγωνα + 7,000 εικόνες (ο «Δαβίδ») Μέγεθος του μεγαλύτερου συνόλου δεδομένων 32 GB (ο «Δαβίδ») Συνολικό μέγεθος των δεδομένων που συλλέχθηκαν 250 GB Μέγεθος του μεγαλύτερου σαρωτή7,3152 μέτρα, 816,47 κιλά Συνολικό βάρος του εξοπλισμού4 τόνοι

41 Το Project με αριθμούς (2/2) Αριθμός των ανθρώπων που απασχολήθηκαν 32 (δεν συμπεριλαμβάνονται οι υπεργολάβοι και οι συνεργάτες) Μέσος όρος για να σαρωθεί ένα άγαλμα1 εβδομάδα (εκτός από τον «Δαβίδ» που χρειάστηκε 1 μήνα) Συνολικός χρόνος που χρειάστηκε για τις σαρώσεις 5,000 ανθρωποώρες Συνολικός χρόνος που ξοδεύτηκε για την επεξεργασία των δεδομένων 4,000 ανθρωποώρες Κόστος του Προγράμματος$2,000,000

42 The Digital Michelangelo Project Archive (1/3)  Αν και ο στόχος της δημιουργίας τρισδιάστατων προτύπων από τα ανεπεξέργαστα δεδομένα που συνέλεξαν, δεν έχει μέχρι τώρα πλήρως επιτευχθεί, εντούτοις, δέχονται πολλές αιτήσεις για αυτά τα πρότυπα. Για να ικανοποιήσουν αυτή την απαίτηση, έχουν δημιουργήσει ένα αρχείο τρισδιάστατων προτύπων και δημοσίευσαν το κατάλογό του στο διαδίκτυο.  Αν και το αρχείο τους είναι ελλιπές, αποφάσισαν να κάνουν τα πρότυπά τους και ολόκληρο το σύνολο των ανεπεξέργαστων δεδομένων σειράς διαθέσιμα στην επιστημονική κοινότητα, με την ελπίδα ότι θα κεντρίσουν και άλλους ερευνητές να εξετάσουν τα προβλήματα που έχουν να αντιμετωπίσουν. Αναμφισβήτητα, αυτές οι προσπάθειες θα οδηγήσουν σε νέες λύσεις αυτών των προβλημάτων και πιθανόν σε καλύτερα πρότυπα αυτών των αγαλμάτων.

43 The Digital Michelangelo Project Archive (2/3)  Τα πρότυπα σε αυτό το αρχείο είναι διαθέσιμα σε οποιονδήποτε, αλλά μόνο για επιστημονική χρήση, αφού βέβαια πρώτα οι χρήστες λάβουν την απαραίτητη γραπτή άδεια. Αν και αυτές οι άδειες απαγορεύουν την εμπορική χρήση αυτών των προτύπων, άδεια για τέτοιες χρήσεις μπορεί να δοθεί μόνο από την ιταλική κυβέρνηση.  Αν και οι μεθοδολογίες που απαιτούνται για τη δημιουργία και τη διαχείριση ψηφιακών αρχείων δισδιάστατων έργων τέχνης έχουν ωριμάσει ουσιαστικά τα τελευταία δέκα χρόνια, ανακάλυψαν ότι η μετάβαση από τις δισδιάστατες στις 3D μορφές δημιουργεί νέα προβλήματα. Αυτά είναι προβλήματα μεγάλης κλίμακας και ουσίας, και αγγίζουν κάθε πτυχή την ψηφιακής αρχειοθέτησης : αποθήκευση, ευρετηρίαση, αναζήτηση, διανομή, viewing, και προστασία από την πειρατεία. Προσπάθειες για να εξεταστούν και να λυθούν αυτά τα προβλήματα, γίνονται στα πλαίσια του πειραματικού ερευνητικού προγράμματος Creating archives of 3D artworks, που χρηματοδοτείται από το National Science Foundation (Digital Libraries Initiative). Μια απόρροια αυτού του προγράμματος είναι το ScanView : ένας ασφαλές υπολογιστικό σύστημα πελάτη / εξυπηρετητή που επιτρέπει στους χρήστες που δεν έχουν άδεια να εξετάσουν τα 3D models, αλλά όχι να εξάγουν τα υπάρχοντα δεδομένα.

44 The Digital Michelangelo Project Archive (3/3)  Τι περιέχει το αρχείο Τα καλύτερα 3D models των 10 αγαλμάτων του Michelangelo Απλουστευμένα πρότυπα του «Δαβίδ» Ανεπεξέργαστα range data (περίπου 10 δις range data + 2000 range images)  Τι δεν περιέχει το αρχείο 40.000 color images – ελεγχόμενος φωτισμός (πεπαλαιωμένο υλικό) Τις σαρώσεις και τις έγχρωμες φωτογραφίες δύο αρχιτεκτονικών εσωτερικών χώρων: του Tribune del David στην Galleria dell'Accademia, και του Νέου Σκευοφυλάκιο στο Παρεκκλήσι των Μεδίκων (Medici Chapels) το οποίο σχεδίασε ο Michelangelo. Το μεγάλο φωτισμένο τμήμα της «Νύχτας» Τα color και τα range data των θραυσμάτων του Forma Urbis Romae, ο όποιος έχει τη δική του διαδικασία για χορήγηση άδειας πρόσβασης.

45 Παράδειγμα εμπορικής-επιστημονικής χρήσης των computer models & renderings

46 Computer Renderings που βρίσκουμε στο “Digital Michelangelo Project Archive”(1/7) Δαβίδ:

47 Computer Renderings που βρίσκουμε στο “Digital Michelangelo Project Archive”(2/7)

48 Computer Renderings που βρίσκουμε στο “Digital Michelangelo Project Archive”(3/7) Άγιος Ματθαίος:

49 Computer Renderings που βρίσκουμε στο “Digital Michelangelo Project Archive”(4/7)

50 Computer Renderings που βρίσκουμε στο “Digital Michelangelo Project Archive”(5/7) Τέσσερις Σκλάβοι:

51 Computer Renderings που βρίσκουμε στο “Digital Michelangelo Project Archive”(6/7) Τέσσερις Αλληγορίες :

52 Computer Renderings που βρίσκουμε στο “Digital Michelangelo Project Archive”(7/7)  Tribune del David

53 Οφέλη που προκύπτουν…(1/2)  Οι εικόνες είναι υποστηρικτικές της θέασης. Μπορούμε να δούμε τα γλυπτά με τρόπους που ήταν αδύνατοι από τις τωρινές τους τοποθεσίες.  Μετάβαση από τα φυσικά μουσεία στους προσωπικούς υπολογιστές. Δημιουργία μιας εικονικής πινακοθήκης  Αλλάζει ο τρόπος με τον οποίο οι άνθρωποι βλέπουν την τέχνη Οποιαδήποτε οπτική γωνία και προοπτική Αλλαγή του φωτισμού Εστίαση στις λεπτομέρειες Περιστροφή του γλυπτού  Εργαλείο για την επιστημονική κοινότητα  Εργαλείο για ακαδημαϊκή χρήση  Βοηθά στην αποτύπωση της κατάστασης των έργων τέχνης ή στην αναδημιουργία τους σε περίπτωση που τα πρωτότυπα υποστούν φθορές  Δημιουργία ενός CD-ROM το οποίο θα μπορούσε να επισκιάσει τις δισδιάστατες εικόνες που κυκλοφορούν σήμερα.

54 Οφέλη που προκύπτουν…(2/2)  Με την τοποθέτηση των 3D models σε κάποιο ιστότοπο θα υπήρχε η δυνατότητα, σε εμπόρους έργων τέχνης να παραπέμπουν από τους online καταλόγους τους σε αυτά όπου αυτοί το κρίνουν απαραίτητο.  Να βοηθήσουν την βιομηχανία της ψυχαγωγίας  Να βοηθήσουν τους αρχιτέκτονες που ανακατασκευάζουν / αναπαλαιώνουν ή κάνουν προσθήκες σε κτήρια. Θα μπορούσαν να σαρώσουν την υπάρχουσα δομή του κτηρίου, και να την ελέγξουν εάν ταιριάζει με το αρχικό σχεδιάγραμμα του κτηρίου, πριν τη χρησιμοποιήσουν ως βάση για τα νέα σχέδιά τους.  Μουσεία τέχνης Για να δημιουργήσουν αντίγραφα των αριστουργημάτων τους και τα οποία θα μπορούν να διατεθούν προς πώληση

55 Εφαρμογή του Project στην Ελληνική Πραγματικότητα…  Χώρα με πλήθος αρχαιολογικών ευρημάτων  Έχουν διασωθεί γλυπτά με ίχνη χρώματος  Αρχαϊκής και Ελληνιστικής Περιόδου  Μουσείο Ακρόπολης  Εφαρμογή του Project για την αναδημιουργία των τμημάτων που είχαν ζωγραφιστεί  Κατανόηση της «αρχαίας ζωγραφικής».

56 Παρουσιάσεις του Project Το Πρόγραμμα έχει παρουσιαστεί κατά καιρούς σε διάφορες εκδηλώσεις ή συνέδρια. Στην ιστοσελίδα του Προγράμματος παρατίθενται σε μορφή PowerPoint οι διαφάνειες των παρουσιάσεων και το πλήρες κείμενο των διαλέξεων.  Παρουσίαση (με την Kari Pulli): Siggraph 2000 technical paper Τόπος και Ημερομηνία: New Orleans, July 26, 2000 Τίτλος του Paper: The Digital Michelangelo Project: 3D Scanning of Large Statues  Παρουσίαση : Siggraph 2000 course on 3D photography Τόπος και Ημερομηνία: New Orleans, July 24, 2000  Παρουσίαση : General Research Colloquium, Bell Laboratories Τόπος και Ημερομηνία: Murray Hill, New Jersey, May 19, 2000  Παρουσίαση : Eurographics '99 keynote address Τόπος και Ημερομηνία: Milan Italy, September 9, 1999  Παρουσίαση : Siggraph '99 course on 3D photography Τόπος και Ημερομηνία : Los Angeles, August 9, 1999  Παρουσίαση : Stanford Computer Forum conference Τόπος και Ημερομηνία : Stanford University, March 19, 1998

57 Η προσπάθεια της IBM Μια παρόμοια προσπάθεια με αυτήν του Digital Michelangelo Project ήταν το “Pieta Project” της ομάδας του IBM Thomas J. Watson Research Center (Yorktown Heights, New York).  Συμμετείχε στις εργασίες και ο Brian Curless.  “Pieta” του Michelangelo (Museum of the Opera del Duomo, Φλωρεντία). Καταστράφηκε το 1555 από τον ίδιο τον καλλιτέχνη.  Χρησιμοποιήθηκε σχεδόν η ίδια τεχνική σάρωσης  Όμως το πρότυπο της «Florentine Pieta» δεν ήταν τόσο ακριβές όσο τα πρότυπα που παρήγαγε η ομάδα του Stanford, αν και οι δύο ομάδες επανέλαβαν πολλές φορές τις σαρώσεις τους για να καλύψουν ολόκληρη την επιφάνεια. Η διαφορά βρίσκεται στην διαφορετική τεχνική της ένωσης των σημείων για τη δημιουργία πλέγματος.

58 Ερωτήματα που προκύπτουν…  Η ποιότητα του διαθέσιμου φωτός έχει επιπτώσεις στην ακρίβεια της σάρωσης με λέιζερ;  Σε ποια σημεία το 3D laser scanning διαφέρει από το 3D medical scanning;  Η τεχνολογία που χρησιμοποιείται ενισχύει την άποψη ότι τα σημαντικότερα γλυπτά του κόσμου θα ψηφιοποιηθούν;  Θα δημιουργηθούν αντίγραφα των γλυπτών;  Τα computer models θα αλλάξουν τον τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι βλέπουν την τέχνη ;  Τα computer models θα αντικαταστήσουν τα φυσικά μουσεία με εικονικά μουσεία;  Πώς ιστορικοί τέχνης που βρίσκονται στα πανεπιστήμια θα δουν το τελικό προϊόν;  Γιατί θέλουν οπωσδήποτε να συλλάβουν τα σημάδια της σμίλης του Michelangelo;  Ποιος έχει τον έλεγχο των πνευματικών δικαιωμάτων των computer models και των Computer renderings;

59 Πηγές (1/2) Digital Michelangelo Project http://graphics.stanford.edu/projects/mich/ Forma Urbis Romae Project http://graphics.stanford.edu/projects/forma-urbis/ “Pieta Project” / IBM Research http://www.research.ibm.com/pieta/

60 Πηγές (2/2)  Levoy, Marc et al., “ The Digital Michelangelo Project: 3D Scanning of Large Statues”. Siggraph 2000, Computer Graphics Proceedings. Διαθέσιμο στο Διαδίκτυο: http://portal.acm.org/citation.cfm?id=344849&coll=portal&dl=ACM&CFID=6684028&CFTO KEN=49416481http://portal.acm.org/citation.cfm?id=344849&coll=portal&dl=ACM&CFID=6684028&CFTO KEN=49416481 (μη ελεύθερη πρόσβαση)  Brown, Michael S. ; Seales, W. Brent., “Beyond 2D images: effective 3D imaging for library materials. Διαθέσιμο στο Διαδίκτυο: http://portal.acm.org/citation.cfm?id=336623&coll=portal&dl=ACM&CFID=6684028&CFTO KEN=49416481http://portal.acm.org/citation.cfm?id=336623&coll=portal&dl=ACM&CFID=6684028&CFTO KEN=49416481 (μη ελεύθερη πρόσβαση)

61 Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας !