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

1. L’esperienza del CINECA nel campo della Virtual ArchaeologydiAntonella Guidazzoli

2. Sommario • Realtà Virtuale e Archeologia • Il Vis.I.T. e la Virtual Archaeology dal 1989 • Grafica Immersiva per la Virtual Archaeology • Organizzazione del lavoro multidisciplinare • Nuove prospettive • Progetti in corso • Divulgazione

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

4. 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.

5. 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 - …)

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

7. Modelli Digitali del Paesaggio (DTM) Digital Terrain Models

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

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

10. 1996 Museo Virtuale diVilla Verucchio, RN 1997 Integrazione nelDTM di rilievo geomagnetico e ricostruzioni 3D degli scavi (Puente Tablas, Spagna)

11. Il Teatro Virtuale • Un supercalcolatore grafico traducein 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)

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

13. 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

14. 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

15. 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. Visualizzazione Rendering Realtime

16. Interattività • Navigazionecamminare, tour automatico, punti di vista, … Gestione dei dispositivi di inputin modo che il sistema reagisca a eventi da essi generati Tracker Guanti PDA Tuta

17. PDA (Personal Digital Assistant) • in collaborazione con • DEIS – Università di Bologna • Interazione remota • Visualizzazione di dati 2D • Multi-utenza

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

19. Verso il concetto di Augmented Archaeology • Ambiente Virtuale come interfaccia per: • Visualizzazione di Comportamenti dinamici • Simulazioni del territorio • Analisi statistiche • Interrogazioni DataBase (anche di tipo GIS) Ambiente Virtuale Simulazione Data Base

20. Aksum Ethiopia – Virtual Archaeological Landscape • Comportamenti dinamici: Simulazioni del cambiamento di luci • Navigazione in ambienti virtuali dinamici • GIS di scavo

21. La Via Appia Antica: Archeologia e Restauro • Interattività delegata al sistema remoto • Collegamento a informazioni grafiche e testuali

22. Ricostruzione del viso di una Mummia • Informatizzazione di procedura manuale del campo antropologico • Trasferimento tecnologico tra aree disciplinari • Simulazioni numeriche • Interdisciplinarietà

23. Il territorio della Bologna Romana • Navigazione virtuale e interattiva nel territorio • Integrazione di GIS e database • Fruizione desktop ed immersiva

24. Ricostruzione Virtuale della Casa del Centenario • Utilizzo dei fotopiani digitali • Archeological texture painting • Modelli temporali • Modelli filologici e divulgativi • Porting per ambienti a più bassa risoluzione

25. Divulgazione • Virtual Set • in collaborazione con • RAI Studio TV1 - MI • Integrazione con riprese reali • Nuove forme di comunicazione • Streaming video

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

27. 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 …

28. 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 CAA95 proceedings, 1995.

29. 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 3D Navigation through the Iberic Archeological Landscape of the Guadalquivir Region (Spain), CAA96 proceedings, 1996. M.Forte, A.Guidazzoli, Shape from motion: dalle sequenze filmate alla modellazione tridimensionale. Progetto per l'elaborazione 3d 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, 3D Virtual scientific visualization of archaeological sites: new navigation metaphores, in "Scienza e Supercalcolo", luglio 1996, Bologna, pp.9-12.

30. Bibliografia M.Forte, A.Guidazzoli, L.Calori, F.Fraticelli, S.Simani, Shape from motion project: 3d 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, 3D 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, 3D 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, ArcheoPress (BAR International Series S 843), 2000. Attardi G., Imboden S., Forte M., Gori R., Guidazzoli A., Computerized 3D facial reconstruction of ancient mummies, in International Proceedings “High Performance Graphics Systems and Applications European Workshop”, 2000, 35-38.

31. Bibliografia M.E. Bonfigli, L. Calori, A. Guidazzoli, M.A. Mauri & M. Melotti; "Tailored virtual tours in Cultural Heritage worlds", ACM SIGGRAPH2000 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 VAST2000 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 VAST2000 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.