Vi ual A chaeology Re iew
VAR. Volumen 3 Núme o 6. ISSN: 1989-9947
No iemb e 2012
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Explo ación en iempo eal de la econs ucción i ual de los
ins umen os del Pó ico de la Glo ia
Roi Méndez, An onio O e o, Samuel Ja que, Julián Flo es
Ins i u o de In es igaciones Tecnológicas. Uni e sidad de San iago de Compos ela. España
Resumen
En es e a ículo se p esen a el desa ollo de un sis ema pa a la isualización in e ac i a de la econs ucción i ual de los ins umen os del Pó ico de la Glo ia.
Se explica el p oceso seguido pa a la c eación de un conjun o de ha dwa e y so wa e especí icos y cen ados en el usua io que, a a és de una in e az angible,
pe mi en la in e acción con ep oducciones 3D al amen e ealis as de los ins umen os del Pó ico.
El sis ema, u ilizando écnicas de isión po compu ado pa a con ola la in e acción pe sona-o denado , pe mi e a un usua io in e ac ua con modelos 3D de una
o ma in ui i a y sencilla. De es e modo se consigue hace accesibles es os modelos a usua ios no expe os haciendo del sis ema una opción ideal pa a su exposición
en museos.
Palab as Cla e
: IPO, TIEMPO REAL, PÓRTICO DE LA GLORIA
Abs ac
This a icle p esen s he de elopmen o a sys em o pe o m he in e ac i e isualiza ion o he i ual econs uc ion o he ins umen s o he Po ico de la Glo ia.
We desc ibe he p ocess ollowed o c ea ing a speci ic se o ha dwa e and so wa e cen e ed on he use ha , h ough a angible in e ace, allows in e ac ion wi h
highly ealis ic 3D iews o he ins umen s o he Po ico.
The sys em, using compu e ision echniques o con ol human-compu e in e ac ion, allows a use o in e ac wi h 3D models in an in ui i e and easy way. This
will make hese models accessible o non-expe s, making he sys em an ideal choice o i s exhibi ion in museums.
Key wo ds
: HCI, REAL TIME, PÓRTICO DE LA GLORIA
1. In oducción
En el in e io de la Ca ed al de San iago de Compos ela se encuen a una de las piezas maes as de ománico, el Pó ico de la Glo ia. El
monumen o cons a de es a cos. En el izquie do se ep esen an las esc i u as del iejo es amen o, con los jus os espe ando la llegada del
sal ado . En el a co de echo se mues a el in ie no y en el cen al apa ece ep esen ada la glo ia, con C is o en el cen o. En o no al
ímpano del a co cen al se si úan 24 ancianos a inando ins umen os musicales, una imagen desc i a en el Lib o del Apocalipsis. El
conjun o e a, o iginalmen e, polic omo, pe o con el paso de los siglos ha su ido los e ec os del iempo la humedad y di e sas
es au aciones que modi ica on su colo o iginal y su aspec o.
Figu a 5. (1) Recons ucción del Pó ico de la Glo ia. (2) De alle de uno de los Músicos
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Con el in de la conse ación, es udio y exposición del Pó ico,
la Fundación Ped o Ba ié de la Maza p omue e la
econs ucción i ual del mismo, enma cada den o del
P og ama Ca ed al de San iago de Compos ela. Es a
econs ucción cons a de dos subp oyec os o ien ados a la
c eación de he amien as que pe mi an ace ca el monumen o y
sus ca ac e ís icas al público. Es os incluyen una econs ucción
i ual del conjun o escul ó ico al comple o (Figu a 1.1) con el
in de ealiza isi as i uales al mismo y un es udio y
econs ucción de allados de los ins umen os que po an los
músicos del a co cen al. Es e a ículo p esen a el sis ema
in e ac i o desa ollado pa a la exposición de las
econs ucciones de los ins umen os.
Al si ua se el ímpano del Pó ico de la Glo ia a seis me os de
al u a (al ededo de 9.5 en su pun o más al o), es imposible
dis ingui , obse ándolo desde el suelo, los pequeños de alles
que ca ac e izan cada una de las igu as del a co y econoce el
ins umen o que cada anciano es á a inando (Figu a 1.2). Es os
de alles si se podían obse a en las ep oducciones de los
ins umen os ealizadas po (LÓPEZ, 1994) y expues as en el
museo de la C ip a del Pó ico de la Glo ia. No obs an e, al igual
que muchas piezas de museo (como ce ámicas, escul u as, e c.)
los ins umen os musicales equie en unos c i e ios especí icos
pa a su p o ección y man enimien o po los que los isi an es se
eían obligados a obse a los en el in e io de una i ina,
eliminando, de es e modo, odo ipo de in e acción con la pieza
(CHUN-RONG, 2005).
Pa a hace los ins umen os del Pó ico de la Glo ia más
accesibles, se plan eó la necesidad de desa olla un sis ema
i ual in e ac i o, angible y o o ealis a, in oduciendo
modelos 3D de los ins umen os (GOODALL, 2004), de o ma
que los isi an es pudiesen dispone de una o ma de obse a ,
in e ac ua y escucha el sonido de los ins umen os
econs uidos. Es e sis ema debía es a cen ado en la
accesibilidad pa a usua ios no expe os, ya que es aba des inado
a su exposición pública. La econs ucción de los ins umen os
ue ealizada a pa i de los planos o iginales y de o og a ías
omadas de la econs ucción ealizada po (LÓPEZ, 1994).
2. Desc ipción del sis ema
Pa a el desa ollo del sis ema se ha c eado un conjun o de
ha dwa e y so wa e que simpli ique la in e acción en e el
usua io y el o denado , educiendo, de es a o ma, la cu a de
ap endizaje del usua io, siendo es e capaz de in e ac ua con el
sis ema sin p oblemas al poco iempo de en a en con ac o con
el sis ema
Con es e obje i o se plan eó la hipó esis de que la o ma más
na u al de maneja un ins umen o es coge un obje o eal con
las manos e in e ac ua con él como si ealmen e se es u iese
manipulando la pieza eal. Se op ó en onces po que el sis ema
u iese una in e az angible que el usua io pod ía maneja
lib emen e y que es a se ía la única o ma de in e acción en e el
usua io y el sis ema.
T as es udia di e sas opciones (la u ilización del Wiimo e, un
cubo con ma cado es en sus ca as), e c.) decidimos u iliza la
isión po compu ado pa a cons ui es a in e az angible. Una
cáma a cap u a ía imágenes de es e componen e manipulable,
que dispond ía de un solo ma cado si uado en su pa e in e io
pa a simpli ica el acking. Se debe ía cons ui la aplicación de
o ma que el usua io uese capaz de ope a con el sis ema
u ilizando únicamen e la posición y o ien ación de ese ma cado
en cada momen o.
Se decidió usa un disco como in e az angible po la o ma
semici cula del a co en el que se si úan los ancianos del
apocalipsis. La simili ud de o mas nos pe mi e si ua el obje o
en el in e io del a co, simpli icando de es a o ma la selección
del anciano que se desea e . El disco dispone de una lecha que,
apun ando a una cie a posición del a co, pe mi e al usua io
selecciona uno de los ancianos.
Diseñamos un pues o de in o mación compues o po un mueble
que con iene odo el ha dwa e necesa io pa a un uncionamien o
adecuado del sis ema: Un PC, una pan alla ull HD de 21
pulgadas, una webcam, el disco con ma cado y unos cascos pa a
escucha las explicaciones sob e los ins umen os y su sonido
( igu a 2.1)
Figu a 6. Mon aje inal del ha dwa e del sis ema.
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En la pa e supe io del mueble hay una imagen del a co cen al
del Pó ico de la Glo ia con la ep esen ación de los músicos en
o no a un aguje o biselado ( igu a 2.2) sob e el que descansa el
disco. El disco cuen a con un pa ón en la pa e in e io ( igu a
2.4) y una lecha y logos del museo en la pa e supe io ( igu a
2.3). Es e disco a unido al mueble median e un cable pa a e i a
su hu o, ya que es á pensado pa a se expues o en un luga
público. El usua io sos end á en sus manos el in e az angible,
po lo que el cable debe de ene la longi ud su icien e pa a
pe mi i le libe ad de mo imien os pe o debe de se lo
su icien emen e co o como pa a e i a in e e i en la cap u a de
la cáma a o moles a al usua io ( igu a 2.5).
La pan alla se si úa sob e la imagen del a co de los ancianos con
un ángulo de 30 g ados pa a pe mi i una co ec a isualización
de los colo es de la aplicación y e i a e lejos no deseados al se
pa a un usua io es ánda un ángulo óp imo desde el que mi a a
la pan alla. Sob e es a se si úan las ins ucciones de uso y a su
de echa los au icula es que usa á el usua io pa a escucha an o
las explicaciones del sis ema como el sonido de los ins umen os
( igu a 2.3).
Bajo la imagen del Pó ico de la Glo ia y el disco, en el in e io
del a ma io, se si úa una cáma a en un ángulo de 40 g ados; un
ángulo de isión óp imo pa a segui el pa ón adhe ido al disco
al dispone así de un mayo ángulo de isión del ex e io del
a ma io. Bajo la cáma a se si úan es ubos luo escen es
apados po una supe icie de me ac ila o blanca, combinación
que gene a una iluminación blanca y di usa óp ima pa a las
aplicaciones de isión po compu ado ( igu a 2.2), ya que e i a
e lejos sob e el disco o a iaciones de colo en el pa ón en
mo imien o.
3. Compo amien o del sis ema
El compo amien o del sis ema se ha simpli icado al máximo.
Cuando el disco es á sob e su sopo e, en el cen o del a co,
podemos na ega po él simplemen e apun ando al músico que
se desea isualiza (el ins umen o que que emos selecciona )
con la lecha sob e el disco. En onces la aplicación mo e á la
cáma a has a un p ime plano del músico seleccionado ( igu a
3.1).
T as selecciona el músico, se puede accede al ins umen o que
es á a inando al le an a el disco de su sopo e. Tas coge lo, la
aplicación desplaza la cáma a a una posición de isión global del
a co, el ins umen o econs uido apa ece en p ime plano
( igu a 3.2) y la explicación del ins umen o co espondien e, así
como su sonido, comienzan a sona . Una ez en es e es ado,
podemos manipula la econs ucción i ual mo iendo el disco
lib emen e. Cuando el usua io o a el disco y a ía su posición el
ins umen o se compo a á de la misma mane a, o ando y
haciendo zoom consis en emen e.
Pa a selecciona un ins umen o di e en e el usua io debe
coloca de nue o el disco en su posición de eposo con la lecha
apun ando en al músico deseado. Al baja el disco la
econs ucción del ins umen o y el sonido desapa ecen y la
cáma a uel e al p ime plano de la igu a pé ea apun ada.
La aplicación dispone ambién de un modo de inicio en el que el
usua io escucha una explicación del Pó ico de la Glo ia como
conjun o. Pa a en a en es e modo el usua io debe de si ua el
disco sob e el sopo e apun ando al logo de Inicio/S a , que
mue e la cáma a a una is a gene al del a co de los ancianos
mien as comienza la explicación an e io men e nomb ada.
También se accede a es e modo cuando la aplicación pasa más
de un minu o sin se manipulada, con la inalidad de que el
usua io se encuen e con es a explicación global cuando en e en
con ac o con la aplicación.
Figu a 7. Cap u as de la aplicación uncionando.
4. A qui ec u a so wa e
La aplicación inal es á o mada po dos módulos que se
comunican median e socke s. El p ime o u iliza la isión po
compu ado pa a ob ene la o ación y aslaciones de la in e az
angible a a és del espacio y la segunda pe mi e mos a po
pan alla la in o mación sob e el Pó ico y los ins umen os. Pa a
lo p ime o u ilizamos ARToolki , una lib e ía que nos pe mi e
de ec a de e minados pa ones den o de una imagen. A pa i
de la o ien ación de la imagen si uada en el in e io de pa ón y
sus cua o esquinas ( igu a 2.4), ARToolki es capaz de calcula
las o aciones y anslaciones que elacionan el sis ema de
coo denadas de la cáma a con el del pa ón, almacenando es a
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in o mación en la ma iz de homog a ía, en iempo eal, po lo
que, eniendo una webcam y analizando las imágenes que
cap u a, ARToolki es capaz de segui un pa ón a a és del
espacio al iempo que es e se desplaza. En es e sis ema, el pa ón
que que emos segui es el que es á adhe ido al disco que con ola
el usua io ( igu a 2.4).
Una ez que el pa ón ha sido de ec ado y la ma iz de
homog a ía ha sido calculada, la aplicación empaque a la
in o mación de o aciones y aslaciones del obje o en un ipo de
da o que pueda se in e p e ado po la o a aplicación y lo en ía
a a és de la conexión p e iamen e es ablecida.
Figu a 8. Recons ucción de los 18 ins umen os del pó ico y su localización
en el a co
El segundo módulo mues a la econs ucción del a co en el que
se encuen an los ancianos y los ins umen os, enca gándose
ambién de la ges ión de la lógica del p og ama y el sonido. Pa a
lle a a cabo es as a eas se ha u ilizado Og e G aphics Engine
pa a el ende izado y OpenAL pa a el sonido. Es e módulo
ges iona la in e acción del usua io con la máquina a pa i de los
da os ecibidos del módulo de isión po compu ado .
La p incipal en aja de ene dos aplicaciones es que si el pa ón
es pe dido po la cáma a en algún momen o no a ec a á a la
imagen mos ada ya que el módulo de isión po compu ado no
en ía in o mación, y po an o las posiciones y o aciones en el
módulo de ende izado no son ac ualizadas, pe o el ame a e se
man end á. Se consigue po lo an o una independencia en los
ame a es de ambas aplicaciones, lo que hace que aunque la
cáma a cap u e a 25 ames po segundo (y po an o en íe
in o mación 25 eces po segundo) la aplicación de ende
man end á cons an emen e el ame a e máximo que le pe mi a
la a je a g á ica, eniendo en cuen a el núme o de polígonos que
maneja y los cálculos ealizados po ame, man eniendo de es a
o ma cons an emen e el iempo eal en la isualización. En el
caso de es e sis ema ob enemos 130 ames po segundo con
una n idia GTS 250.
5. Conclusiones
En es e p oyec o se ha implemen ado un sis ema pa a la
isualización y manipulación de los ins umen os del Pó ico de
la Glo ia diseñando un ha dwa e y una a qui ec u a so wa e
especí icos. El sis ema pe mi e la isualización de la
econs ucción ex u izada del a co en el que es án ep esen ados
los ancianos del Apocalipsis así como la isualización y
manipulación de la econs ucción i ual de los ins umen os
que es án a inando.
Se han u ilizado écnicas de isión po compu ado pa a do a al
sis ema de la máxima accesibilidad pa a usua ios no expe os, de
o ma que un usua io sin conocimien os de in o má ica pueda
ace ca se a un pues o de in o mación y manipula el sis ema
ácilmen e al cabo de unos minu os. Al u iliza una cáma a pa a
de ec a el pa ón el usua io puede maneja el disco de la misma
o ma que lo ha ía si u iese el ins umen o eal en sus manos,
es ableciendo, de es a o ma, una in e az na u al e in ui i a en e
el usua io y la in o mación mos ada.
Los 18 ins umen os que apa ecen ep esen ados en el Pó ico
de la Glo ia han sido econs uidos siguiendo el abajo de
(LOPEZ, 1994). Los 24 ancianos del Apocalipsis han sido
ex u izados en base al ac ual es ado de conse ación de la
polic omía del pó ico a pa i de o og a ías del mismo.
Desde su ins alación en julio de 2010, el sis ema ha enido un
g an núme o de isi as esul ando en un al o g ado de
sa is acción de los usua ios con la exposición.
Ag adecimien os
A la Fundación Ped o Ba ié de la Maza po habe hecho posible
el desa ollo de es e p oyec o.
Al equipo a ís ico o mado po Vanesa Sob adelo, Edua do
Mayo, Robe o Noya y Robe o Cacabelos po la econs ucción
de los ins umen os ealizada.
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