TECNICAS PARA EL MODELADO TRIDIMENSIONAL DE ARTEFACTOS ARQUEOLOGICOS

Arqlgo. José Antonio Reyes Solís*

Dr. Diego Jiménez Badillo**


En esta ponencia presentamos una parte del proyecto Digitalización Tridimensional de Artefactos Arqueológicos con Fines de Investigación, el cual fue puesto en marcha por investigadores del Instituto Nacional de Antropología e Historia (INAH) y del Centro de Investigaciones en Matemáticas (CIMAT) del Estado de Guanajuato.


Digitalización tridimensional se refiere a la producción de un modelo virtual que reproduce el volumen, textura y color de un objeto real. La digitalización se lleva a cabo por medio de un escáner que mide la forma de un objeto tomando miles de coordenadas 3D sobre la superficie del mismo. Ello da lugar a lo que se conoce como “nube de puntos” (figura 1). Dichos datos son luego procesados por medio de programas computacionales dando como resultado la construcción de un modelo del objeto. Esta representación se almacena en un archivo de computadora para ser utilizada después en alguna aplicación específica.
El proceso forma parte de muchas tareas industriales entre las que destacan el diseño, modificación, reproducción y monitoreo de alteraciones de piezas mecánicas. En ingeniería se utiliza como medio para inspeccionar las deformaciones de elementos estructurales (vigas, soportes) a lo largo del tiempo con el fin de prevenir derrumbes. En la industria del cine se aplica para generar personajes de películas y videojuegos. También es frecuente en aquellas ramas de la medicina donde es necesario obtener imágenes tridimensionales de órganos humanos. La digitalización tridimensional es extremadamente útil en arqueología y conservación (Tejado, 2005:135). A continuación describiremos algunas de las técnicas más comunes de digitalización de objetos en 3D.

 

<<  Figura 1. Representación de las coordenadas tridimensionales de una superficie por medio de una “nube de puntos”.



Técnicas de escaneo 3D
Las técnicas de digitalización en 3D se pueden dividir en dos tipos (figura 2).

Figura 2. Técnicas de digitalización de datos para la construcción de modelos 3D. Basado en el cuadro de Rocchini, C. et al, 2001:301 y de Vargas, 2010:3.

 

 

1) Técnicas de contacto.
Son las que exploran la superficie de los objetos por medio del contacto físico. Alcanzan gran precisión y son usados frecuentemente en la industria. Sin embargo, el tiempo de escaneo es lento en comparación con otros métodos y al depender del contacto físico puede causar daños o modificaciones a la superficie de los objetos. Por ello, no es recomendable en arqueología o conservación. Uno de los sistemas más comunes de escaneo por contacto es el llamado Sistema de Posicionamiento Tridimensional o Coordinate Machine Measurement.

• Sistema de posicionamiento tridimensional Coordinate Machine Measurement.
Este método de contacto consiste en una sonda por medio de la cual se obtienen mediciones referentes a la posición tridimensional de cientos de puntos sobre las superficies de las piezas. Las coordenadas X, Y, Z de cada punto medido son guardadas para procesarlas con software especializado (Eleázar, et al, 2007:119). Las mediciones obtenidas por este método de contacto pueden alcanzar gran precisión; por lo que su empleo generalmente es utilizado en la industria manufacturera en aplicaciones donde cada parte debe ajustar perfectamente.

Sin embargo, su desventaja radica en lo lento que es el proceso de captura de datos, ya que solo puede obtener coordenadas de un reducido número de puntos de la superficie de los objetos. Aunado a esto, el contacto con la superficie de los objetos muchas veces provoca el desgaste del mismo en los puntos de contacto. Además las máquinas dependen de marcos rígidos (figura 3). Por ello no es recomendable utilizar esta técnica sobre piezas flexibles o frágiles debido a que podría producir deformaciones o alteraciones sobre las mismas; por lo que este método queda completamente descartado en la recuperación de datos de piezas históricas o arqueológicas.

 

<<Figura 3. Sistema de posicionamiento tridimensional (Coordinate Machine Measurement). Imagen tomada de http://www.todaysmachiningworld.com/how-it-works-%E2%80%93-beyond-calipers/



• Punta montada sobre un brazo robot (Joint Arms)
Opera sobre el mismo principio de contacto de los Sistemas de Posicionamiento Tridimensional, con la diferencia que son dispositivos ligeros, fácilmente transportables, que se pueden montar sobre cualquier superficie rígida. Cuentan con articulaciones que permiten al operador del escáner girar la sonda de medición en cualquier dirección; teniendo puntas exploratorias intercambiables que pueden ser utilizadas dependiendo de las características de la superficie del objeto. Esto hace de los brazos robot herramientas de inspección versátiles. El procedimiento de captura de datos es relativamente fácil, basta con tocar la superficie que se desea escanear con la sonda, hacer clic en el botón de grabación y pasar a la próxima medición. Se puede pasar la sonda a lo largo de una superficie para recolectar los datos continuos de las mediciones. Ello permite capturar las coordenadas de una cantidad mayor de puntos (figura 4).

Figura 4. Ejemplos de escaneo por medio de punta exploratoria montada sobre un brazo robot (Joint Arms). Izquierda, el empleo de esta técnica es empleado en diversas tareas industriales para realizar diversas actividades como el diseño, modificación, reproducción y monitoreo de alteraciones de piezas mecánicas (imagen tomada de http://www.deskeng.com/articles/aaaxyk.htm). Derecha, en el campo de la arqueología es empleado sobre superficies duras como piedra y hueso (Imagen Archivo Proyecto “Desarrollo de aplicaciones de computación en arqueología”).

 

2) Técnicas sin contacto.
Estas técnicas utilizan equipos que emiten cierto tipo de energía, por ejemplo luz o sonido, para examinar la superficie del objeto a escanear. Se pueden subdividir en activas y pasivas. Las primeras consisten en técnicas que no emiten ninguna clase de radiación pero se enfocan en detectar la reflejada en le ambiente como puede ser la luz visible. Las segundas son aquellas técnicas que se caracterizan por emitir alguna clase de radiación (luz, ultrasonido u ondas de radio). La medición de la forma del objeto se logra analizando la energía reflejada o transmitida por la superficie del objeto.

• Fotogrametría.
Un ejemplo de técnica pasiva es la fotogrametría, la cual consiste en la creación de modelos tridimensionales a partir de la medición y análisis de las características geométricas de objetos representados en imágenes digitales de dos dimensiones. Emplea dos cámaras fotográficas un tanto apartadas apuntando al mismo objetivo. Analizando las diferencias entre las tomas de las cámaras puede determinarse la distancia entre los lentes y el objeto en diferentes puntos de las imágenes.


El uso más extensivo de esta tecnología ha tenido lugar en la obtención de información topográfica con fines cartográficos, pero en el caso concreto de la Arqueología se ha utilizado mayormente para la reconstrucción virtual de edificios y en el registro detallado de algunos elementos arquitectónicos. Para su aplicación en este campo, se utiliza una variante llamada estereofotogrametría, que replica la capacidad del cerebro humano para recrear un modelo en tercera dimensión basándose en lo que captan los ojos mediante la visión estereoscópica. De esta forma, cada ojo capta una imagen del mismo objeto con una pequeña variación en el ángulo desde que el objeto es observado. Una vez obtenidas ambas imágenes, el cerebro procesa la información de las dos perspectivas, encuentra los puntos en común y las diferencias entre estos, y los toma como referencia para asignarles una profundidad determinada. Con esa información genera el modelo estereoscópico tridimensional.

La estereofotogrametría utiliza entonces una cámara que hará las veces del ojo humano, y en base a un patrón de desplazamiento, ya sea del objeto que se está registrando o de la cámara misma, se van obteniendo múltiples fotografías del elemento con una variación en el ángulo de observación. Una vez obtenida la serie de imágenes, se seleccionan varios puntos de referencia, los cuales coinciden en cada fotografía (figura 5). A través de dichos puntos se puede restituir la forma sin deformaciones usando un programa de cómputo, generalmente llamado restituidor. El restituidor analizará mediante algoritmos matemáticos las variaciones entre los diferentes puntos en cada fotografía, lo que arrojará datos que serán interpretados como diferencias de profundidad de cada elemento común. Al relacionar estas medidas de profundidad con las ya conocidas de distancia en relación al modelo (que puede ser variable) y la posición desde la cual se está registrando (ángulo de observación), se obtiene un sistema de coordenadas (X, Y, Z) para cada punto. El algoritmo matemático será aplicado un número determinado de veces para generar la relación entre los puntos registrados, lo que tendrá como resultado el modelo tridimensional del objeto, conformado por puntos líneas y polígonos.

 

Figura 5. Ejemplos de fotogrametría. Izquierda, selección de puntos de referencia de varias fotografías para la creación de una sola imagen (Salinas et al, 1991). Derecha, empleo de la técnica de fotogrametría en el análisis de jeroglíficos de una columna para verlos en un plano bidimensional (http://www.futuropasado.com/?p=493).

 

• Escáner láser de tiempo del vuelo 3D.
Utiliza la luz de un láser para examinar la superficie del objeto que se quiere escanear y por medio de un telémetro láser mide la distancia que hay entre el punto de salida del láser y la superficie del objeto (Eleázar, et al, 2007:119), cronometrando el tiempo del viaje redondo de un pulso de luz. Debido a que el láser apunta su rayo en un rango horizontal es necesario apuntar el escáner sobre diferentes puntos del objeto para obtener mediciones de la superficie total del mismo y poder lograr un modelo tridimensional. La ventaja de estos escáneres es que pueden recopilar datos sobre mediciones a distancias muy lejanas, las cuales pueden llegar al rango de varios kilómetros (Vicedo, 2010:5). Estas técnicas son muy útiles para realizar escaneos de grandes estructuras como pueden ser edificios o topoformas geográficas (figura 6). Su desventaja se encuentra en el rango de precisión debido a que suele ser del orden de milímetros y no de micro-milímetros como en otras técnicas.

Figura 6. Ejemplo los datos obtenidos por un escáner láser de medición del tiempo de vuelo. Izquierda, fotografía de la estructura. Centro, representación de las distancias entre el dispositivo utilizado y los puntos de la superficie del objeto. Los contrastes en colores contienen información sobre las características geométricas de la superficie medidas, resaltando cambios como pueden ser cavidades o salientes. Derecha, representación de la superficie por medio de la nube de puntos (Pires y Borg, 2008 en Handbook on the Use of Lasers in Conservation and Conservation Science).

 

• Escáneres 3D de luz estructurada.
El objetivo de esta técnica es la introducción de información geométrica en la iluminación para facilitar la extracción de la profundidad de la escena que se pretende digitalizar. Este tipo de escáneres proyectan una línea de luz en el objeto y miran la deformación de la luz provocada por la superficie del mismo con base a las diferentes distancias en las que choca la luz. Esto produce una imagen bidimensional, que al ser complementada con la información de la profundidad produce una referencia tridimensional de cada punto capturado. La información de profundidad se adquiere del desplazamiento relativo de los diferentes puntos de la línea de luz. La ventaja de esta técnica de escaneo es que realiza mediciones de múltiples puntos a la vez, agilizando el tiempo de escaneo de objetos o ambientes. Utilizar esta técnica requiere del procesamiento de múltiples imágenes para generar la escena completa, y el ángulo de captura servirá como referencia para establecer la ubicación espacial de los puntos concordantes. Estas se generarán al desplazar la fuente de luz o al mover la escena de manera que el ángulo cambie. Una variante de este método es la aplicación de un patrón de luz (rejilla de difracción) formado por la proyección simultánea de múltiples líneas sobre la escena a capturar (figura 7), lo que permite recopilar toda la información en una sola toma (Li, 2004:6).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Figura 7. Ejemplos del método de luz estructurada. Izquierda, proyección de franjas luminosas blancas y negras secuenciadas sobre la superficie de un objeto para la obtención de la nube de puntos a través del análisis de la deformación de las franjas (http://www.faico.org/AplicacionesIndustriales/Dise%C3%B1o3D/Digitalizaci%C3%B3n3D/tabid/131/Default.aspx). Derecha, adquisición de la forma de la cara por medio de luz estructurada (http://en.wikipedia.org/w/index.php?oldid=380912811).

 

 

• Escáner láser por medio del método de triangulación.
Esta tipo de escaneo forma parte de las técnicas denominadas de no contacto. Como su nombre lo indica, utiliza el principio de triangulación activa basado en la aplicación de un haz de luz por medio de un emisor láser sobre la superficie de la escena que examina (figura 8); posteriormente la luz reflejada del láser es captada por un sistema óptico (cámara digital), el cual a través de un sensor denominado dispositivo de acoplamiento por carga (CCD), que se encuentra dentro de la cámara, ubica las medidas de profundidad de la superficie inspeccionada como deformaciones de la luz láser (Cock, 2000:27). Estas medidas son representadas en una señal de imagen digital que contiene información referente a las coordenadas X, Y, Z del conjunto de curvas de la superficie escaneada. El punto del láser sobre la superficie del objeto, la cámara y el emisor del láser forman un triángulo. Aunado a esto, el conocimiento de la distancia entre el emisor y la cámara permite aplicar el teorema de Pitágoras para conocer la distancia entre el emisor del láser y la superficie escaneada logrando obtener mediciones precisas.

<<Figura 8. Principio del método de triangulación. Un haz de luz láser es proyectado sobre la superficie del objeto y el dispositivo de acoplamiento por carga o sensor CCD detecta el reflejo de la luz, analizando la deformación sufrida por la forma de la superficie (Bernardi y Rushmeier, 2002:151).

 

El empleo del emisor láser en este método es vital para la obtención de datos más cercanos a la realidad; ya que sus características de coherencia, direccionabilidad, resolución y única frecuencia hacen que su uso sea el más adecuado para la determinar las medidas de la superficie de los objetos a examinar.

Los escáneres de triangulación utilizan una línea de luz láser, horizontal o vertical, que “barre” el objeto con una orientación perpendicular a esta línea en lugar de emitir un solo punto cada vez. De esta manera el proceso de adquisición de los datos es más veloz. Es importante mencionar que debido a las formas irregulares de los objetos escaneados es altamente probable que determinadas zonas la superficie del objeto se encuentren ocultas desde la posición del escaneo; haciéndolas invisibles para el recorrido del láser; por lo que dichas partes se denominan zonas oscuras.

Una vez obtenida la información, cada punto del modelo es referenciado de acuerdo al sistema de coordenadas X, Y, Z tomando un centro relativo al propio modelo. De igual manera se recupera información acerca del color de cada punto (basado en matrices con referencia RGB) y se genera la correspondiente relación entre la superficie y los atributos de color, que darán como resultado la visualización de la textura del modelo. Las tomas individuales (parciales) de los diferentes segmentos del objeto a escanear posteriormente deben unirse en los puntos concordantes (registro) para crear superficies de puntos que conformarán el modelo completo en 3D.


En ocasiones la relación de la textura con el modelo tridimensional no es exacta, por lo que se deben aplicar técnicas de modelado para hacer las correcciones pertinentes. La ventaja de este tipo de escáneres es su grado de precisión que puede llegar a ser del orden de los micrómetros. Por el contrario, no permiten realizar escaneos a objetos ubicados a grandes distancias, siendo lo más recomendable realizar dichas mediciones dentro de las decenas de metros (Vicedo, 2010: 6).

Escaneo 3D de piezas arqueológicas por medio del método de triangulación activa.
Como parte del proyecto “Desarrollo de aplicaciones de computación en arqueología” coordinado por el Dr. Diego Jiménez Badillo, se están creando modelos 3D de piezas arqueológicas pertenecientes a la colección del Museo del Templo Mayor con el objetivo de generar una base de datos digital en donde se contenga la información de las piezas arqueológicas lo más cercana a la realidad; en relación con las características de sus medidas y texturas.

La recopilación de los datos de las superficies de las piezas arqueológicas se lleva a cabo utilizando un escáner láser de triangulación (figura 9). Para el procesamiento posterior a la captura se usa el software que se entrega con el escáner, llamado Polygon Editing Tool (PET) Ver.2.21.

Figura 9. Escáner 3D de no contacto Minolta VIVID 910/VI-910 (Imagen Archivo Proyecto “Desarrollo de aplicaciones de computación en arqueología”).

 

 

Proceso de escaneo de piezas arqueológicas.
El escaneo de las piezas se realiza con un escáner 3D de no contacto Minolta VIVID 910/VI-910. A continuación se detalla el proceso completo de obtención de un modelo tridimensional de una pieza arqueológica.

1) Se colocan las piezas sobre un pedestal a una determinada distancia con respecto del escáner de tal forma que la superficie que se quiere examinar pueda ser barrida por el haz de luz láser que sale de la parte inferior del aparato (figura 10). Dependiendo del color de las piezas se debe regular la luz para que no refleje información que no corresponda con la observada en la realidad. De igual modo se debe considerar el grado de intensidad del haz de láser para poder captar con mayor precisión la superficie escaneada.

Figura 10. Proceso de escaneo 3D de piezas arqueológicas por medio del método de triangulación activa. Izquierda, se puede observar las condiciones controladas de luz. Derecha, detalle del haz de luz láser barriendo el material arqueológico a escanear (Imágenes Archivo Proyecto “Desarrollo de aplicaciones de computación en arqueología”).

 

 

 

 

Figura 11. Rotación de una pieza arqueológica durante el proceso de escaneado (Imágenes Archivo Proyecto “Desarrollo de aplicaciones de computación en arqueología”).

 

2) Una vez obtenidos los datos del primer escaneo se gira manualmente la pieza hasta colocar la superficie que se encontraba dentro de la zona obscura para continuar examinándola. Sucesivamente se examina todo el contorno de la pieza hasta tener capturados los 360° de la misma (figura 11). En general la rotación de la pieza se realiza en intervalos de 30°, pero en caso de requerirse, estos pueden reducirse sobre todo cuando el detalle de las piezas no queda bien definido y requieren mayor número de tomas.

3) Generalmente la parte que se encuentra en contacto con el pedestal y la parte superior no se logra examinar completamente; por lo que se hacen escaneos particulares de esas zonas para no tener ningún dato faltante al momento de comenzar el registro de los datos de cada superficie examinada de la pieza. Dependiendo de las características morfológicas de las piezas se pueden hacer escaneos específicos sobre zonas que no se encuentren visibles, como pueden ser perforaciones, depresiones o deformaciones particulares contenidas en ellas.

4) Una vez completado el escaneo total de todas las secciones en que fue dividida la pieza, se almacenan todos los archivos digitales (figura 12), que serán nombrados de acuerdo con la clasificación propia de la pieza como puede ser el lugar de procedencia, el número de elemento asignado en la colección, el número de inventario, etc.

 

Figura 12. Representación de los datos tomados por el escáner láser. Izquierda, representación digital de la parte frontal de una escultura donde se aprecia el relieve con un acabado de “plastilina”. Centro, en esta representación se puede observar la “nube de puntos” captada de la superficie escaneada. Derecha, la “nube de puntos” forma una malla que representa la superficie del objeto escaneado (Imágenes Archivo Proyecto “Desarrollo de aplicaciones de computación en arqueología”).


Procesamiento de los datos.
1) Para empezar el procesamiento de los datos obtenidos se elimina todos los objetos ajenos a la pieza arqueológica presentes en la toma (limpieza de la nube de puntos) que puedan ocasionar problemas al momento de realizar el registro de cada una de las partes que conformarán el modelo 3D final.

2) Una vez que se tienen las “nubes de puntos” parciales correspondientes a cada una de las tomas que se realizaron durante el escaneo se continúa con el registro de las secciones individuales entre sí (ubicación de áreas y/o puntos comunes en la nube de puntos) para formar un modelo tridimensional único, dejando un margen de error mínimo entre cada registro para evitar deformaciones en los modelos finales.

3) Posteriormente de realiza un relleno de los espacios sin información (agujeros) encontrados al conformar la malla de puntos final.

4) Ya que se tiene el modelo 3D completo de la pieza, se ubican los conflictos entre los diversos polígonos que conforman dicho modelo; eliminándolos para conservar ésta representación digital lo más cercana a la realidad observada en la pieza.

5) La generación del modelo 3D final a través de la combinación de las nubes de puntos de cada sección capturada en una sola malla definitiva, también nombrada merge (figura 13).

 

<< Figura 13. Representación del merge final de una escultura (Imagen Archivo Proyecto “Desarrollo de aplicaciones de computación en arqueología”).


6) Una vez completado el modelo 3D se orientan las 3 perspectivas disponibles del modelo (frontal, superior y lateral) y se almacena la información en una carpeta (figura 14). Los datos del modelo se introducen como un nuevo registro en la base de datos de modelos 3D de la colección, como un método de control y con la posibilidad de ser consultados posteriormente como referencia.

Figura 14. La información digital sistematizada es guardada en carpetas que contienen los datos individuales de cada pieza. En la imagen se observan las perspectivas frontal, superior, lateral y una más con libre movimiento de rotación que pueden ser consultadas (Imagen Archivo Proyecto “Desarrollo de aplicaciones de computación en arqueología”). >>

 

Algunas consideraciones.
Durante el proceso de digitalización de las piezas, surgen distintas complicaciones inherentes al proceso y a la capacidad del escáner de reconocer los objetos. Una constante es la dificultad al registrar piezas cuyo canto o perfil es muy delgado pues el láser es incapaz de registrar una cantidad adecuada de puntos en esa vista particular del objeto. Para este tipo de situaciones se debe ubicar la pieza en cuestión, de tal forma que se amplíe el área que se va a capturar. Esto normalmente tiene como consecuencia la necesidad de un mayor número de tomas del mismo sector de la pieza desde diferentes ángulos, lo que genera traslapes en las imágenes y sobre todo aumento de tamaño en el archivo digital final (en megabytes). Esto en general hace que el registro de las diferentes tomas que conformarán el modelo final se vuelva un poco más largo y complicado, y requiere una mayor “limpieza” de las tomas individuales para evitar al máximo posible la información redundante.

Otra situación problemática es la que tiene que ver con la iluminación al momento de realizar las tomas. El simple cambio en la posición de la pieza para obtener una nueva imagen, puede generar que la misma característica tenga una variación en el tono con el que queda registrado un pigmento, por citar un ejemplo. Incluso en un ambiente totalmente controlado esto sucedería, lo que nos lleva a un tercer aspecto a considerar: la textura final aplicada al modelo tridimensional (figura 15).

<<Figura 15. Representación digital de la parte frontal de una escultura donde se aprecia la textura obtenida por la cámara del escáner láser (Imagen Archivo Proyecto “Desarrollo de aplicaciones de computación en arqueología”).

 

 

 

 

 

 

 
Para la aplicación de las texturas al modelo terminado, el programa de procesamiento de los modelos utilizado, genera en base a la unión de las diferentes imágenes individuales de cada una las tomas realizadas, una especie de desarrollo geométrico de la textura para después “revestir” el modelo tridimensional con dicha imagen plana resultante. En este procedimiento el usuario del programa únicamente puede seleccionar el ángulo de aplicación de la textura conformada por las diversas tomas (figura 16).

<<Figura 16. Ángulo de aplicación de la textura (Imagen Archivo Proyecto “Desarrollo de aplicaciones de computación en arqueología”).

 

 

 

 



Debido a que la cámara del escáner no es de muy alta resolución, y a que los algoritmos que se emplean tanto para generar el modelo como para relacionar este último con la textura hacen un promedio de toda la información para obtener los resultados finales, alguna información se pierde en el proceso, lo que generan en ocasiones pixeles sin color o diferencias de tonalidad entre el modelo digital y la pieza original (figura 17).

Figura 17. Desarrollo geométrico de la textura por medio de una imagen plana para revestir el modelo tridimensional. En la imagen se observan algunos pixeles sin color debido a los cambios de luz que se presentan al rotar la pieza y al tipo de cámara que contiene el escáner láser (Imagen Archivo Proyecto “Desarrollo de aplicaciones de computación en arqueología”).



Si bien algunas técnicas mencionadas con anterioridad pueden tener un nivel de definición más alto al que obtenemos actualmente, específicamente en lo relativo a las texturas, mediante la toma de fotografías digitales de muy alta calidad, el escaneo láser 3D permite la generación de modelos virtuales completos, que tienen como característica fundamental el contar con seis grados de libertad (6DOF). Esto quiere decir que el modelo puede rotarse en cualquier dirección y ángulo sobre cada uno de los ejes coordenados que lo ubican espacialmente, es decir, puede rotarse positivamente o negativamente sobre los ejes X, Y ó Z, lo que permite la visualización y detalle de todos los ángulos posibles de una pieza, logrando un acercamiento mayor del modelo digital con el modelo real.

Aun cuando existen ya programas de cómputo que ofrecen un mejor manejo de las texturas (3D Reshaper, Meshlab, etc.), los mejores resultados en cuanto a precisión y tono de la textura aplicada al modelo quizá puedan obtenerse tomando fotografías digitales de alta resolución, y procesando el modelo digital en aplicaciones creadas para animación tridimensional, como Maya, SoftImage, 3D Studio Max, etc., en los que el modelo final puede tener un acabado más realista. Esto queda entonces como un paso futuro para obtener modelos 3D cada vez más cercanos a la realidad.

Los modelos digitales producidos permiten el análisis de diferentes aspectos de las piezas de la colección del Templo Mayor, y en sí de cualquier pieza arqueológica que sea digitalizada, relativo a características morfológicas como dimensiones, curvatura, atributos, etcétera; sin la necesidad de contar físicamente con la pieza en cuestión. De la misma manera, una vez generado el modelo se le pueden asignar propiedades físicas, de forma que puedan utilizarse en estudios muy variados, como simulaciones de procesos de deterioro y conservación.

 

Figura 18. Representación de los modelos digitales resultantes del escaneo láser por triangulación. Izquierda, representación de la nube de puntos. Centro, modelo con acabado de “plastilina” sin textura. Derecha, modelo 3D con textura (Imágenes Archivo Proyecto “Desarrollo de aplicaciones de computación en arqueología”).

_______________________________________________________________________

 *Coordinación Nacional de Arqueología, INAH. Investigador. antresolo@hotmail.com

**Coordinación Nacional de Arqueología, INAH. Responsable del proyecto “Desarrollo de aplicaciones de computación en arqueología”. diego.jimenez61@gmail.com

 



Bibliografía consultada:

BERNARDI, Fausto y Holly Rushmeier
2002 “The 3D Model Acquisition Pipeline” en Computer Graphics Forum, Vol. 21, No. 2, pp. 149-172

COCK, Juan Diego
2000 “El método de la triangulación aplicado en un escáner láser, para objetos tridimensionales” en Revista Universidad Eafit, octubre-diciembre, No. 120, Universidad Eafit, Medellín, Colombia, pp. 25-31

ELEÁZAR Jaramillo, Andrés; Flavio Prieto, Pierre Boulanger
2007 “Inspección de piezas 3D: Revisión de la literatura” en Revista Ingeniería e Investigación, diciembre, vol. 27, No. 003, Universidad Nacional de Colombia, pp. 118-126.

LI, Hao
2004 Reconstruction Using Structured Light, Studienarbeit, Universität Karlsruhe, thesis (TH).

PIRES, Margarida y Claude Borg
2008 “3D Laser scanning of architectural sites” en Handbook on the use of lasers in conservation and conservation science, COST G7, European Science Foundation.

ROCCHINI, C., P. Cignoni, C. Montani, P. Pingi, R. Scopigno,
2001 “A low cost 3D scanner based on structured light”, in: A. Chalmers, T.-M. Rhyne (Eds.), EUROGRAPHICS 2001, vol. 20, No.3, Blackwell Publishing, pp. 299-308.

SALINAS González, F. Javier; Germán Roíba Pérez e Ignacio Merino Sepúlveda
1991 “Métodos de fotogrametría arquitectónica. Levantamiento de alzados del Templo de Debod”, Dpto. Ing. Cartográfica y Fotogrametría de la Universidad Politécnica de Madrid, España; en Revista Internacional de Ciencias de la Tierra, junio-julio. http://www.mappinginteractivo.com/plantilla-ante.asp?id_articulo=1284

SCHEREINER, Manfred, Matija Strlič, Renzo Salimbeni (Ed.)
2008 Handbook on the use of lasers in conservation and conservation science, COST G7, European Science Foundation.

TEJADO Sebastian, José María
2005 “Escaneado en 3D y prototipado de piezas arqueológicas: Las nuevas tecnologías en el registro, conservación y difusión del patrimonio arqueológico” en Iberia: Revista de la antigüedad, No. 8, pp. 135-160, universidad de la Rioja, España

VARGAS Balbuena, Javier
2010 Nuevos métodos de medida 3D mediante triangulación activa, Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Físicas, Departamento de Óptica, Madrid, España.

VICEDO, Jordi y Jordi Linares
2010 “Escaneado de objetos tridimensionales en el ITI”, en Revista del Instituto Tecnológico de Informática. http://www.iti.es/media/about/docs/tic/14/articulo1.pdf

 

Comentario

¡Tienes que ser miembro de RMA Red Mexicana de Arqueología para agregar comentarios!

Únete a RMA Red Mexicana de Arqueología

Comentario de Roberto Velázquez Cabrera el junio 15, 2013 a las 11:14pm

Muy interesante el trabajo! y el Primer Congreso Virtual de Arqueología!!, pero un escáner no funciona para representar en 3D la estructura interna de piezas huecas, como los sistemas sonoros de los resonadores antiguos. Para ello, se requieren otras técnicas como las tomografías computarizadas o las artesanales necesarias para hacer modelos a la cera perdida, como el requerido para vaciar en plata el silbato de la muerte de la foto, 

Comentario de Antonio Reyes Solís el junio 15, 2013 a las 4:25pm

Estimado Bertrand, el año de la publicación del Primer Congreso Virtual de Arqueología "El Arqueólogo Frente a la Sociedad" es 2011. Cualquier duda estamos en contacto. Saludos

Comentario de Bertrand LOBJOIS el junio 15, 2013 a las 10:23am

Muy buena aportación... Sin embargo, para referenciar en una bibliografía, me cuesta encontrar la fecha de presentación o de publicación en esta página. Se les agradecería su apoyo...

Comentario de Antonio Reyes Solís el febrero 8, 2012 a las 1:04am

Estimada Claudia López:

Te escribo para preguntarte si nos podemos ver en Teotihuacan y platicar sobre el trabajo que se encuentran realizando respecto a modelos 3D. Yo estaré en el Edo. de México todo este mes, así que sólo hay que ponernos de acuerdo.

Recibe un cordial saludo.

Comentario de Antonio Reyes Solís el noviembre 23, 2011 a las 1:18am

Efectívamente Erika, la tecnología está formando una parte fundamental en el análisis de materiales y contextos arqueológicos. Desafortunadamente los equipos para desarrollar este tipo de investigaciones son pocos debido a su alto costo; sin embargo, comienza a crecer el interés entre investigadores por conocer los beneficios que pueden ofrecer en campos como la arqueología o la antropología física, por lo que espero que en un futuro próximo el conocimiento de esas aplicaciones computacionales sea mucho más generalizado en el gremio. Gracias por tu comentario y estamos en contacto para cualquier información que necesites. Recibe un cordial saludo.

Comentario de ERIKA PAOLA ROSALES el octubre 26, 2011 a las 1:47pm
Me parece increible el uso y sob re todo las aplicaciones a las que se estan llegando atravez de este tipo de tecnología,lo cual puede permitir un analisis con mayor precición de los  objetos encontrados en arqueologia.Megustaria mantenerme en contacto para conocer  mas estos trabajos que son  extraordinarios,una felicitacion por ello.
Comentario de Antonio Reyes Solís el septiembre 22, 2011 a las 12:14am

Estimada Claudia:

Gracias por tu comentario. Es primordial implementar este tipo de tecnologías computacionales para poder preservar de forma virtual parte del patrimonio arqueológico y poder ponerlo al alcance de colegas que se encuentran en lugares distantes. Por medio del modelado 3D las posibilidades de investigación de los materiales arqueológicos de manera virtual son mucho mayores que los que pueden ofrecer las imagenes en 2D. Me parecería muy interesante conocer un poco más del trabajo que desarrollan en el acervo de Teotihuacan, el tipo de escaner que estan empleando y los resultados que estan obteniendo para poder intercambiar comentarios. Estamos en contacto.

Comentario de Claudia María López Pérez el septiembre 20, 2011 a las 9:37am
Muchas felicidades por el trabajo que se está realizando. Actualmente en el Acervo de Teotihuacan estamos realizando trabajos de este tipo, me gustaría estar en contacto para poder intercambiar ideas.

© 2017   Creada por Gustavo Ramirez.   Con tecnología de

Insignias  |  Informar un problema  |  Términos de servicio