Entornos virtuales inmersivos como herramienta de socialización del conocimiento en el estudio del arte rupestre

RESUMEN

El presente articulo tiene como objetivo mostrar la posibilidad de crear entornos virtuales inmersivos de Sitios de Arte Rupestre (SAR) mediante el empleo de software Libre, para instrumentalizarla y crear herramientas de socialización del conocimiento, es decir, la democratización del arte rupestre y lo relacionado a nuestro patrimonio arqueológico. El trabajo de investigación se encuentra dividido en cuatro secciones: la primera corresponde al marco teórico referencial que da sustento al desarrollo del proyecto, enmarcada en la tecnología de Realidad Virtual. El segundo cuerpo corresponde con el modelado tridimensional de los elementos a ser utilizados en el SAR virtual. El tercero corresponde con la selección de texturas, textos, sonídos, elementos multimedias y fotografías a ser tomados en la  elaboración de la aplicación. La cuarta sección del trabajo de investigación corresponde con la creación en si de la aplicación de R.V de nombre Siraba Virtual, utilizando para ello la aplicación de Blender como Software libre. Dicho programa de Realidad Virtual esta proyectada en dos presentaciones: Una primera entrega para ser corrida en computadoras y portatiles, lo que vendría a ser la versión de simulación o “R.V blanda”, muy similar a un vídeo juegos, y la segunda versión  mediante un formato de tipo inmersivo, conocida como “R.V sólida”. En ambas versiones el usuario podra recorrer un espacio hemisférico, el cual consiste en un punto de vista egocéntrico que permíte pasearse en el entorno desde cualquier ángulo consebible, representando ésta una de las técnicas de visualización mas complejas y realistas para los entornos de R.V inmersivos.  

Palabras clave: 3D, Realidad Virtual, inmersivo, socialización, Arte Rupestre.

INTRODUCCIÓN

Con el rapido avance en el poder de proceso de las computadoras, los motores gráficos tridimensionales y los perifericos o hardwares, la Realidad Virtual (RV) ha alcanzado un alto nivel como herramienta para ayudar en la persepción de eventos complejos, o para mostrar información masiva a traves de la simulación mundo-Real o escenarios sinteticos. Aplicaciones serias fuera del rango de los videojuegos de entretenimiento se han desarrollado en la actualidad, los cuales abarcan desde la simulación medica, ingenieria forestal,  practicas de entrenamiento,  ingenieria automotriz e industria aeroespacial entre otras [1].

Uno de los principales atributos que posee la RV es la facilidad con que estas aplicaciones presentan al usuario los entornos gráficos tridimensionales y permitirles navegar libremente alrededor e interactuar con objetos virtuales en absoluto tiempo real.

El presente proyecto tiene como objetivo diseñar y crear un entorno virtual inmersivos de un Sitio de Arte Rupestre presente en el cerro de Santa Ana, Peninsulá de Paraguana en el Estado Falcón, Venezuela, mediante el empleo de software Libre, para instrumentalizarla y crear una herramienta de socialización del conocimiento, es decir, la democratización del arte rupestre.

MARCO REFERENCIAL

Parte del articulo que da sustento al desarrollo del proyecto, enmarcada en la tecnología de Realidad Virtual, motores gráficos tridimensionales y todos los elementos necesarios a ser tomados en consideración para  la puesta a buen término de dicho proyecto.

Ademas de hacer referencia a estudios anteriores de realidad virtual y modelado tridimensional realizados en Punto Fijo, Estado Falcón, Venezuela.

Realidad Virtual

El termino de realidad virtual, de por sí constituye una paradoja, debido a la contraposición entre lo real y lo virtual, sin embargo nos permite crear una idea de la existencia de un mundo o entorno de una realidad diferente a como lo percibimos a diario a través de todos nuestros sentidos. [1]

La realidad virtual es una simulación tridimensional interactiva mediante ordenador, en la que el usuario se introduce en un ambiente artificial que percibe como real. Este escenario debe cumplir unos requisitos mínimos de simulación o capacidad de representación, de interacción usuario-modelo y de percepción sensorial por parte del usuario. [2]

No hay una definición única y aceptada universalmente para la realidad virtual, ni siquiera un acuerdo unánime entre autores sobre qué es esto. Sin embargo, muchos consideran la denominación de entorno virtual, para quien un entorno virtual es un espacio inmersivo y visual, donde se intercambian experiencias de conocimiento, entretenimiento y relación. [3]

La misma autora considera que un entorno virtual se define a partir del cumplimiento de cuatro requisitos:

• La generación de imágenes de creaciones propias y no procedentes de la realidad.
• La tridimensionalidad de dichas imágenes.
• La posibilidad de que el usuario se vea inmerso en esa tridimensionalidad.
• La interactividad.
  
  

Grados de Libertad

Para que un entorno virtual sea inmersivo y creible, aparte de entregar la perspectiva tridimensional, es decir la sensación de profundidad, debe poseer los 6 grados de libertad, conocida como 6DOF por sus siglas en ingles .-Six Degrees of Freedom.- representando la optima capacidad de movimiento que puede realizar un usuario en un entorno RV. Tres correspondiente a los cambios de posición: horizontal, vertical y profundidad y tres correspondientes a orientación: giro, rotación e inclinación.

Navegación

Considerada como la capacidad de desplazarse libremente por el mundo virtual, de tal forma que el usuario tenga el control del espacio, como si se tratase de un espacio real. Igual que cuando visitamos algún yacimiento arqueológico nos gusta poder movernos libremente por él, es necesario que esa sensación la perciba el usuario virtual. Esta navegación para ser efectiva, debe ser sencilla e intuitiva. [4]

Inmersión

Una navegación bien definida puede simular la sensación de inmersión en el mundo virtual, ya que el usuario puede realmente experimentar en tiempo real aquello que está viendo. [4]

Antecedentes

El cuerpo de este artículo está referido  a trabajos previos realizados en nuestro país, específicamente en Punto Fijo, Estado Falcón, Venezuela sobre lo relacionado a los entornos virtuales y lo que ello implica como lo son; modelado tridimensional, motores gráficos 3D, programación de videojuegos, desarrollo de periféricos de RV entre otros.

Videojuegos de Computadoras 2D

Para inicios del año 2002 sale al mercado local (Punto Fijo), Venezuela,  un videojuego para computadoras de tipo plataforma de titulo “Las Aventuras del Muñeco Jalapeño” [5], un típico juego de aventuras en 2D con 15 niveles. Meses después sale a la luz pública el videojuego “Linaje Sangriento Hijos de la Oscuridad”. [6] Un juego de Peleas o Battle Up en 2D muy similar a los juegos “Streth Figters y Mortal Kombat”. Lo peculiar de la aplicación computarizada residía en los personajes de pelea, quienes eran todos espantos folclóricos Venezolanos; el Silbón, la Sayona. El Seretón, el hachador perdido entre otros, y todos sus escenarios estaban reflejados en parajes muy nuestros; los médanos de Coro,  Iglesia de Santa Ana, los llanos apureños, el lago de Maracaibo entre otros. Ver figura 1. Ambos juegos fueron creados por la empresa Acasio Infografic, C.A mediante el software privativo Div Games Studio 2.0.

Figura 1. Videojuego de Computadoras Las Aventuras del Muñeco Jalapeño. (Acasio Infografic, C.A 2002).

El aporte de estos videojuegos de computadoras al presente trabajo lo refleja la extensa programación y el desarrollo de códigos fuentes, así como las diferentes técnicas de modelado y texturado o mapeado de todos los escenarios y personajes. Además del empaquetado final mediante un ejecutable para ser “Jugado” en cualquier PC de usuarios.

Casco de Realidad Virtual

Periférico de visualización tridimensional creado en el año de 2004 de nombre visor Caníbal RV. Un sistema que conectado a una estación de trabajo permitía visualizar en 3D los entornos inmersivos creados para estudios de arquitectura e ingeniería. La arquitectura del artefacto constituida por: una pantalla LCD de alta resolución de 8”, un tapaluz de goma, auriculares estéreos,  asas de agarre, cuerpo central y un contrapeso. Este diseño es mostrado en la figura 2.

“.. el departamento de investigación y desarrollo volcó todo su esfuerzo en el diseño de un prototipo de casco virtual que pudiese trabajar perfectamente con el computador. Una de las prioridades en la arquitectura de diseño fue que esté pudiese entregar al usuario o navegador la verdadera visión de tercera dimensión, de  emular la sensación de estar inmerso en un mundo virtual. Se realizó una exhaustiva investigación de los principios fundamentales de la percepción en 3D, así como de los diferentes artefactos de RV construidos para tal fin, desde sus inicios hasta nuestros días.” [1]

Figura 2. Visor de entornos de Realidad Virtual Caníval RV.

El aporte de este visor tridimensional al presente trabajo esta acotado en la comprensión y entendimiento de las imágenes estereoscópicas necesarias para entregar la sensación Inmersiva real en un entorno virtual,  aislando al usuario del mundo real y enfocando la atención de sus sentidos en el mundo artificial.

Entornos inmersivos RV

Una vez creados los periféricos y/o hardwares como lo fueron el visor o casco RV, la esfera de fuerza entre otros se procedió a levantar modelados tridimensionales complejos para realizar las diferentes pruebas. Entre ellas destaca el entorno inmersivo de una planta industrial de procesos, creada mediante el software privativo Virtus RV como paquete modelador y Virtus Player como programa visualizador, quien permitió la separación de imágenes en pares estereoscópicos,  es decir la visión paralela, creando dos imágenes desde ángulos ligeramente diferentes, en donde nuestro cerebro capta y procesa la información proveniente de ambas imágenes y la plasma en una imagen única con total profundidad.

Para el entorno de la planta industrial, mostrada en la figura 3, se levantaron todos los elementos industriales como tanques, intercambiadores, hornos, pipe rack de tuberías y galpones entre otros mediante elementos gráficos o primitivos, es decir modelos tridimensionales básicos como cilindros, cubos, esferas, conos, domos y prismas. 

Figura 3. Entorno inmersivo de Planta de Procesos Industriales.

El aporte de los diferentes entornos inmersivos industriales y arquitectónicos al presente trabajo de investigación están referidos al modelado tridimensional mediante programas CAD y su exportación a programas de visualización, medula espinal en el diseño y creación de un ambiente de Realidad Virtual, en cualquiera de sus presentaciones, blanda o solida.

Primer Entorno inmersivo creado con Software libre.

“Mar de Maravillas. Criaturas Prehistoricas”® es un entorno de simulación submarina en donde el usuario toma el control de un explorador submarino que acaba de llegar a un recién descubierto océano prehistórico. [7]  En la aplicación computarizada se tiene total y absoluta libertad de desplazarse ya sea nadando o buceando en los diferentes y variados escenarios 3D, de los cuales algunos de ellos están dedicados exclusivamente a la flora y fauna marina que existieron en Venezuela, específicamente en el estado Falcón como lo son los yacimientos fosilíferos de Taima-Taima y Urumaco. El usuario puede explorar los escenarios hipotéticos que existieron en nuestros mares hace millones de años y descubrir e interactuar con sus diferentes especies que allí habitaron, desde tortugas gigantes, cocodrilos, reptiles, peces acorazados, dinosaurios gigantes entre otros. Ver figura 4.

El entorno inmersivo fue creado mediante la aplicación Blender, encargada de gestionar el motor grafico tridimensional, mientras que la programación fue por cuenta de Python. Aplicación que inicia su desarrollo en el año 2004 por Osman Acasio y Enrique Acasio, en el departamento de Software de la empresa Acasio Infografic, C.A.

El aporte de este título al trabajo de investigación se presenta en el motor gráfico tridimensional necesario para el desarrollo de entornos de Realidad Virtual inmersivos, muy realistas, cargados de mapeados, texturas y luces. Permitiendo al usuario “pasearse” en el mundo virtual con absoluta comodidad y sencillez.

Figura 4a. Captura de pantalla del Entorno inmersivo Mar de Maravillas.

Figura 4b. el usuario está en capacidad de interactuar con los elementos y animales presentes en el entorno.

MODELADO TRIDIMENSIONAL

Dado que el cerro de Santa Ana, es una orografia de gran tamaño y extensión, con mas de 1.190 hectareas, y el Sitio de Arte Rupestre a ser creado es una pequeña porcion en el mundo real, se hace necesario crear un entorno acotado para abarcar el sitio denominado “La Piedra de Siraba”. Tomando como referencia el levantamiento fotogrametrico de Siraba, ilustrado en la figura 5, con un espacio de 20 x 15 metros entregando un area de 300 m2. Ademas de ello se crea el modelo tridimensional del terreno mediante sus respectivas curvas topograficas de nivel y se coloca como centro referencial el gran monolito de Siraba, convirtiendose asi en el elemento egocentrico del entorno, colocandose en los alrededores de su superficie virtual los diferentes elementos presentes en el lugar, de entre los cuales destacan: arbustos de poca altura pertenecientes  al segúndo piso biotico de bosque tipo deciduo montano del cerro y rocas cuyo tamaño igualen o superen 0,5 metros de longitud.

Figura 5. Plano de Levantamiento fotogrametrico vectorizado mediante CAD y utilizado como referencia para crear los elementos a ser incorporados en el SAR Virtual.

Una vez creado el modelado tridimensional del SAR en estudio se obtiene un entorno preciso en cuanto a distribución y espaciado de los elementos, pero el entorno virtual debe ser mas extenso, por lo tanto se recurre a  imágenes por satelite como referencia para incorporar elementos alrededor del espacio, creando asi un modelo bastante aceptable sobre los alrededores del yacimiento. Este entorno debe poseer los seis grados de libertad (6DOF).

SELECCIÓN  DE TEXTURAS,  IMÁGENES  Y  SONIDOS

Las texturas a ser tomadas en consideración en este trabajo de investigación estan referidas a las fotografias obtenidas directamente en trabajo de campo realizadas en el yacimiento destacando: el mosaico fotogrametrico del terreno, texturas para la vegetación asi como las fotos del monolito de Siraba y sus piedras orbitales alredeor de ella, destacando una fotografia en vista cenital que sera tomada como textura principal en el modelo tridimensional del monolito del entorno RV mostrada en la figura 6. Notese las proporciones de la roca con la escala referencial.  Para destacar todos los glifos se retocaran digitalmente cada uno de ellos en la textura con un color blanco, para apreciar los petroglifos presentes tal y como lo muestra la figura 7 mediante el vectorizado CAD. Tambien se empleará una textura de cielo que entregará realismo al entorno virtual inmersivo creado.

Figura 6. Vista Cenital del Monolito de Siraba.

Figura 7. Vectorizado CAD de los petroglifos presentes en el Monolito de Siraba.

Las imágenes estan referidas a fotografias tratadas del mismo cerro de Santa Ana, para ser colocadas como referencia orografica en el horizonte virtual. [8]   En cuanto al sonido se emplearan simplemente algunos sampler de efectos para cuando el usuario interactue con los elementos del entorno para mostrar por ejemplo, información grafica y textual entre otros.

CREACIÓN DEL ENTORNO VIRTUAL

La cuarta sección del trabajo de investigación corresponde con la creación en si de la aplicación de R.V, utilizando para ello la aplicación de Blender como Software libre, interconectando e integrando todos los elementos esenciales para obtener una aplicación ejecutable propia y empacada para su distribución.

SIRABA VIRTUAL

Siraba Virtual es ejecutada con el motor grafico 3D de la aplicación Blender, y programada mediante Python.

Dicho programa de Realidad Virtual esta proyectada en dos presentaciones:

Una primera entrega para ser corrida en computadoras y portatiles, lo que vendría a ser la versión de simulación o “R.V blanda”, muy similar a un vídeo juegos, ideal para ser utilizada para la masificación y distribución de todos aquellos interesados en nuestro patrimonio arqueológico.

La segunda versión esta pensada para instituciones universitarias, entregada mediante un formato de tipo inmersivo, conocida como “R.V sólida”, para ello es necesario contar con un visor estereoscopico, o un sistema anaglífico para lograr captar en total perspectiva tridimensional el entorno virtual, y al igual que la primera versión, el usuario podra recorrer un espacio hemisférico, el cual consiste en un punto de vista egocéntrico que permíte pasearse en el entorno desde cualquier ángulo consebible, representando esta una de las técnicas de visualización mas complejas y realistas para los entornos de R.V inmersivos.

Figura 8a. Captura de primera aplicación RV de Arte Rupestre. Observese al fondo la silueta del cerro Santa Ana y en primer plano una estación del petroglifo denominada “La Torre”

Figura 8b. Entorno Virtual Inmersivo de un Sitio de Arte Rupestre presente en las faldas del cerro Santa Ana, Peninsula de Paraguana. Venezuela. Un programa computarizado que permitirá realizar paseos interactivos en las diferentes estaciones de arte rupestre registradas hasta la fecha en el monumento natural

CONCLUSIONES

Este artículo ha presentado la posibilidad de crear entornos virtuales inmersivos de un Sitio de Arte Rupestre mediante el empleo de software Libre, para instrumentalizarla y crear herramientas de socialización del conocimiento.

La aplicación computarizada “Siraba Virtual” permitirá potenciar el conocimiento del Patrimonio Arqueológico y de arte rupestre presente en el cerro Santa Ana, específicamente en la loma de Siraba para promover en el ciudadano una mayor responsabilidad con dicho patrimonio. Además de fortalecer la revalorización visual del Patrimonio Arqueológico del cerro de Santa Ana en Paraguaná, Venezuela y de reforzar la identidad de la comunidad local en la que se encuentras dichos yacimientos a través del conocimiento de los recursos patrimoniales propios presentes en Venezuela.

AGRADECIMIENTO

Los autores del presente artículo quieren expresar su sentido de agradecimiento al grupo de campo y exploración del Cerro Santa Ana, una buena cofradia formada por: Alfredo Caguao y Lenin Petit.

—¿Preguntas, comentarios? escriba a: rupestreweb@yahoogroups.com—

Cómo citar este artículo:

2014

REFERENCIAS

1. ACASIO, ENRIQUE. Ensayo de Realidad Virtual.  Acasio Infografic, C.A. 2004.

2. FARJAS, M. LAZARO, G. Virtual Archaeology Review.  Vol.2. N°4. Mayo 2011.

3. MARQUE, S. MONTES, A. Las nuevas tecnologías aplicadas a la didáctica del patrimonio. Pulso  2008.

4. PRIETO, JOSE.  VRML y Arqueología. Divulgación e investigación a través de entornos virtuales interactivos. Cuadernos de Arqueología. Universidad de Navarra.  9, 2001.

5. ACASIO, E. ACASIO, O. Las Aventuras del Muñeco Jalapeño. Acasio Infografic, C.A. Punto Fijo.  2002.

6. ACASIO, E. ACASIO, O. Linaje Sangriento. Hijos de la oscuridad. Acasio Infografic, C.A. Punto Fijo.  2002.

7. ACASIO, E. ACASIO, O. Mar de Maravillas. Criaturas Prehistoricas. Acasio Infografic, C.A. Punto Fijo.  2004-2013.

8. ACASIO, ENRIQUE. Piedras Parlantes de Siraba.  Acasio Infografic, C.A. 2013.