english greek
Αρχική arrow Εισαγωγή arrow Χαρακτηριστικά των αντικειμένων πολιτιστικής κληρονομιάς

Χαρακτηριστικά των αντικειμένων πολιτιστικής κληρονομιάς

Η ποικιλία των πρώτων υλών που χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή του πολιτιστικού μας πλούτου καθώς και η μορφολογική πολυπλοκότητα που συναντούμε σε πληθώρα αντικειμένων, αποτελούν τμήμα ενός ευρύτερου συνόλου χαρακτηριστικών που δημιουργούν προβλήματα στις διάφορες μεθόδους αποτύπωσης. Όπως αναφέρθηκε σε προηγούμενο κεφάλαιο η διαδικασία της σάρωσης πολιτιστικών αντικειμένων πρέπει να γίνεται με τον μέγιστο δυνατό βαθμό ακρίβειας. Στην πραγματικότητα, όμως, η ακρίβεια της αποτύπωσης επηρεάζεται από το αντικείμενο αυτό καθαυτό. Μερικά από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά που συμβάλουν στην ελάττωση της ακρίβειας είναι η πολυμορφία του αντικειμένου, οι αντανακλάσεις των επιφανειών του, ο ιριδισμός και η διάχυση του φωτός. Το φαινόμενο της διάχυσης απαντάται κυρίως σε μαρμάρινες επιφάνειες.

Προϋπόθεση στην τρισδιάστατη ψηφιοποίηση με ακτίνες λέιζερ είναι το ότι η επιφάνεια του αντικειμένου είναι αδιαφανής και δε διαχέει το ανακλώμενο φως. Το μάρμαρο όμως απέχει πολύ από αυτή την υπόθεση, εμφανίζοντας δύο σημαντικές οπτικές ιδιότητες. Αυτές είναι η ημιδιαφάνεια και η ανομοιογενής επιφανειακή τραχύτητα. Οι ιδιότητες αυτές αποτελούν πηγές θορύβου και επηρεάζουν την ακρίβεια των μετρήσεων [90]. Η επιφάνεια του μαρμάρου είναι δομημένη από πυκνά συσσωρευμένους κρυστάλλους. Η μεταβλητή πυκνότητατων κρυστάλλων προκαλεί ανομοιογένεια στα υποστρώματα και αλλοιώνει τα οπτικά χαρακτηριστικά του αντικειμένου. Καθώς η ακτίνα φωτός διαπερνά το μάρμαρο η ανομοιομορφία των υποστρωμάτων αναγκάζει το διασκορπισμό της δέσμης. Ο διασκορπισμός αυτός εντοπίζεται, δυστυχώς, και στο ορατό μήκος κύματος. Οι Godin et al. [90] προσέγγισαν σε μια εργασία τους το μέγεθος του σφάλματος που προκαλεί ο διασκορπισμός της δέσμης. Σε ένα πείραμα τους προβάλουν μια ακτίνα λέιζερ μήκους κύματος 633nm πάνω σε ένα κομμάτι λευκού μαρμάρου τύπου Carrara Statuario. Στα υποστρώματα του μαρμάρου αλλά και στην επιφάνειά του εμφανίζονται κάποιοι φωτεινοί ομόκεντροι δίσκοι γύρω από το σημείο με τη μεγαλύτερη συγκέντρωση φωτός (Εικόνα 2α). Στην Εικόνα 2β η δέσμη φωτός συγκεντρώνεται σε απόσταση ενός χιλιοστού από την άκρη του μαρμάρου. Η φωτογράφηση έγινε από τέτοια οπτική γωνία, ώστε να είναι εμφανές το βάθος διείσδυσης του φωτός στα υποστρώματα.

Εικόνα 2. Διάχυση φωτός σε μάρμαρο [103]

Εικόνα 2. Διάχυση φωτός σε μάρμαρο [103]

 

Άλλα είδη μαρμάρων επιτρέπουν την διάχυση του περιβάλλοντος φωτισμού στο εσωτερικό τους και εμφανίζουν ιδιαίτερα χρωματικά χαρακτηριστικά. Με την σημερινή τεχνολογία αυτά τα χαρακτηριστικά είναι αδύνατο να ψηφιοποιηθούν. Ακόμα και η απλή εξομοίωση τους απαιτεί μεγάλη υπολογιστική ισχύ. Κλασικό παράδειγμα ενός τέτοιου λίθου είναι ο ακτινόλιθος γνωστός και ως νεφρίτης. Ένα γλυπτό από ακτινόλιθο παρουσιάζει σημαντικό διασκορπισμότης ακτίνας στα υποστρώματα της επιφάνειάς του. Το ανακλώμενο φως προσπίπτει στην επιφάνεια του αντικειμένου και τη διαπερνάει προς τα έξω με μια υπολογίσιμη απόκλιση, την οποία μπορεί να συλλάβει ο σαρωτής (Εικόνα 3). Όπως αναφέρθηκε και προηγουμένως κάτι τέτοιο επηρεάζει τη διαδικασία σάρωσης. Επίσης, η τελική ψηφιακή τρισδιάστατη απόδοση του γλυπτού θα έχει τη μορφή μιας πράσινης πετράς και όχι την πραγματική φωτοβόλα όψη που έχει ο νεφρίτης.

Εικόνα 3. Δημιουργία απόκλισης της δέσμης φωτός

Εικόνα 3. Δημιουργία απόκλισης της δέσμης φωτός

Οι δυσκολίες που παρουσιάζουν τα πολιτισμικά αντικείμενα δεν περιορίζονται μόνο σε αντικείμενα που είναι φτιαγμένα από μάρμαρο. Ένα πολύπλοκα λαξευμένο γλυπτό ελεφαντοστού με σύνθετη εσωτερική γεωμετρία θα αποτελούσε άλλη μια πρόκληση για την ψηφιοποίηση, εξαιτίας της εμφάνισης έντονων σκιάσεων που προέρχονται από το ίδιο το αντικείμενο. Η σάρωση της γεωμετρίας θα ήταν δύσκολη λόγω των περίπλοκων εσωτερικών επιφανειών. Οι στενές σχισμές είναι δύσκολο να μοντελοποιηθούν με μεθόδους τριγωνοποίησης. Η δυσκολία εντοπίζεται στα σημεία της επιφάνειας που οφείλουν να είναι αυτόχρονα εμφανή προς την πηγή της δέσμης φωτός αλλά και προς τον φωτογραφικό αισθητήρα. Στην Εικόνα 4 απεικονίζονται κάποιες δύσκολες καταστάσεις που επιβεβαιώνουν αυτούς που υποστηρίζουν ότι η τρισδιάστατη ψηφιοποίηση είναι μια πραγματικά δύσκολη διαδικασία. Η επιφάνεια στην Εικόνα 4α είναι επίπεδη και επιτρέπει την ομαλή διεξαγωγή της τριγωνοποίησης σε αντίθεση με την Εικόνα 4β, όπου ο σαρωτής εκμεταλλεύεται την μέγιστη γωνία κλίσης για να φτάσει στην κάτω επιφάνεια. Όταν η γωνία κλίσης δεν το επιτρέπει (Εικόνα 4γ) τότε καθίσταται αδύνατη η σάρωση του συγκεκριμένου σημείου. Η σμίλη που χρησιμοποιεί ο γλύπτης μπορεί και φτάσει σε σημεία που ηδέσμη φωτός αδυνατεί (Εικόνα 4δ).

 

Εικόνα 4. Σάρωση κατά την παρουσία αποφράξεων

Εικόνα 4. Σάρωση κατά την παρουσία αποφράξεων

 

Η διάχυση της δέσμης ανάμεσα στις επιφάνειες και στις ανακλαστικές κοιλότητες του αντικειμένου είναι αναπόφευκτο φαινόμενο (Εικόνα 5). Οι ασυνέχειες που εμφανίζει η δέσμη φωτός απαιτούν την επανάληψη της σάρωσης στην ίδια περιοχή με τοποθέτηση του σαρωτή σε διαφορετική οπτική γωνία.

 

Εικόνα 5. Ανακλάσεις και ασυνέχειες της δέσμης φωτός

Εικόνα 5. Ανακλάσεις και ασυνέχειες της δέσμης φωτός

 

Η ανυπολόγιστη αξία των πολιτιστικών αντικείμενων δεν αφήνει περιθώρια φθοράς. Η επαφή του συστήματος σάρωσης με τα αντικείμενα είναι απαγορευμένη. Η ίδια γεωμετρική πολυπλοκότητα που επηρεάζει την συλλογή δεδομένων ανεβάζει και τον πήχη δυσκολίας στον χειρισμό του σαρωτή. Θα πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή της θέσης του συστήματος ως προς τοαντικείμενο. Στην Εικόνα 6 απεικονίζονται κάποιες περιπτώσεις όπου ο σαρωτής δεν μπορεί να λειτουργήσει με ασφάλεια. Η εξασφάλιση της ακεραιότητας του αντικειμένου πραγματοποιείται με τον ορισμό μιας περιοχής την οποία δε θα πρέπει να παραβιάζει το σύστημα ψηφιοποίησης. Τα περισσότερα εμπορικά συστήματα έχουν μια συγκεκριμένη απόσταση λειτουργίας που περιορίζουν την απόσταση του σαρωτή από το αντικείμενο. Αρκετές φορές όμως, αυτή η μέθοδος αποδεικνύεται αναποτελεσματική, καθώς πολύπλοκα αντικείμενα δεν μπορούν να ψηφιοποιηθούν πλήρως με το σαρωτή μονίμως έξω από την περιοχή ασφαλείας (Εικόνα 6γ).

Εικόνα 6. Αδυναμία αποφυγής πρόσκρουσης

Εικόνα 6. Αδυναμία αποφυγής πρόσκρουσης

 

Τα κοσμήματα αποτελούν αναπόσπαστο τμήμα της πολιτιστικής μας κληρονομιάς και ταυτόχρονα άλλο ένα παράδειγμα όπου οι σαρωτές με ακτίνες λέιζερ αδυνατούν να παρέχουν ικανοποιητικό αποτέλεσμα. Για παράδειγμα, η προσπάθεια ψηφιοποίησης με σύστημα ακτίνων λέιζερ ενός ασημένιου περιδέραιουπου καλύπτεται με πολύτιμους λίθους θα αποβεί μάταιη. Η μικρή σε διάχυση ανάκλαση του ασημιού σε συνδυασμό με τις εσωτερικές αντανακλάσεις των πολύτιμων λίθων θα έκαναν αδύνατη την σύλληψη της γεωμετρίας με μεθόδουςτριγωνοποίησης. Ακόμα και με παθητικές μεθόδους, όπως η μέθοδος Σχήμα-Από-Δομημένο-Φως, η ψηφιοποίηση πάλι θα ήταν ανεπιτυχής. Η ρεαλιστική απόδοση των αντανακλάσεων σε πολύτιμους λίθους, όπως τα διαμάντια, απαιτούν ειδικούς αλγορίθμους φωτορεαλισμού.

Η ψηφιοποίηση ενός γούνινου κεφαλόδεσμου είναι επίσης αδύνατη. Για άλλη μια φορά, η πολυπλοκότητα της επιφάνειας του αντικειμένου προκαλεί μεγάλη διασπορά στην δέσμη φωτός καθώς αυτή εισχωρεί μέσα στις πτυχώσεις. Η ψηφιοποίηση της επιφάνειας θα οδηγούσε σε ένα νέφος σημείων με πολύ θόρυβο. Από την άλλη, ακόμα και αν μπορούσε να πραγματοποιηθεί η αποτύπωση της επιφάνειας του συγκεκριμένου αντικειμένου, η γεωμετρική αναπαράσταση εκατομμυρίων τριχών σε πραγματικό χρόνο θα ήταν αδύνατη (τουλάχιστον μέχρι τη στιγμή της συγγραφής της παρούσας Μελέτης). Όσον αφορά στη φωτορεαλιστική απεικόνιση τέτοιων αντικειμένων απαιτούνται αλγόριθμοι καθολικού φωτισμού (global illumination) με υψηλό υπολογιστικό φορτίο. Συνοψίζοντας, ένα μεγάλο πλήθος πολιτισμικών αντικειμένων εμφανίζει περίπλοκη γεωμετρία και επιφανειακές ιδιότητες που είτε δημιουργούν προβλήματα είτε καθιστούν αδύνατη την ψηφιοποίηση με τις σημερινές διαθέσιμεςτεχνικές [4].

Δημοσκοπήσεις

Ποία είναι η κλίμακα μεγέθους των θεμάτων που επιθυμείτε να ψηφιοποιήσετε;

Αποτελέσματα

Online χρήστες

Έχουμε 9 επισκέπτες σε σύνδεση
Powered by Elxis - Open Source CMS.
Copyright (C) 2006-2019 Elxis.org. All rights reserved.