Η ΧΡΗΣΗ ΕΡΓΑΛΕΙΩΝ ΑΝΆΠΤΥΞΗΣ ΨΗΦΙΑΚΟΥ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟΥ ΣΤΗ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΤΡΙΔΙΑΣΤΑΤΗΣ ΔΙΑΔΡΑΣΤΙΚΗΣ ΠΕΡΙΗΓΗΣΗΣ ΣΤΟ ΦΡΟΥΡΙΟ ΤΗΣ ΜΗΘΥΜΝΗΣ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΚΟΙΝΩΝΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΣΜΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ ΠΜΣ ΠΟΛΙΤΙΣΜΙΚΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ ΜΔΕ ΠΟΛΙΤΙΣΜΙΚΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ (Κατεύθυνση: Σχεδιασμός Ψηφιακών Πολιτιστικών Προϊόντων) ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Η ΧΡΗΣΗ ΕΡΓΑΛΕΙΩΝ ΑΝΆΠΤΥΞΗΣ ΨΗΦΙΑΚΟΥ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟΥ ΣΤΗ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΤΡΙΔΙΑΣΤΑΤΗΣ ΔΙΑΔΡΑΣΤΙΚΗΣ ΠΕΡΙΗΓΗΣΗΣ ΣΤΟ ΦΡΟΥΡΙΟ ΤΗΣ ΜΗΘΥΜΝΗΣ ΙΩΑΝΝΙΔΗΣ ΕΥΣΤΡΑΤΙΟΣ ΕΠΙΒΛΕΠΟΥΣΑ: ΕΙΡΗΝΗ ΣΤΑΘΗ (ΕΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ) ΜΥΤΙΛΗΝΗ, Φεβρουάριος 2012

2 Με το κλείσιμο αυτής της εργασίας θα ήθελα να πω ένα μεγάλο ευχαριστώ σε όλους τους ανθρώπους που με υποστήριξαν και ήταν δίπλα μου όλο αυτό το διάστημα. Ιδιαίτερα θέλω να ευχαριστήσω την Επιβλέπουσα Καθηγήτρια, κυρία Ειρήνη Στάθη για την καθοδήγηση, την εμπιστοσύνη και την υποστήριξη που μου πρόσφερε και τον Διδάσκοντα κύριο Ευάγγελο Χριστοδούλου που ήταν ανά πάσα ώρα πρόθυμος να με βοηθήσει. Ακόμη θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τους φίλους και συναδέλφους που μοιράστηκαν μαζί μου αυτή την εμπειρία και με στήριξαν ανιδιοτελώς. Ένα μεγάλο ευχαριστώ στην οικογένεια μου που με θυσίες ήταν κοντά μου καθ' όλη τη διάρκεια των σπουδών μου. Τέλος θέλω να αφιερώσω αυτή την εργασία στη μητέρα μου, που όχι μόνο υπέμενε τον καλοκαιρινό ήλιο στο κάστρο του Μολύβου για να συμβάλει στην δημιουργία της εφαρμογής, αλλά αγωνιούσε, ίσως με υπερβολή κάποιες φορές, για κάθε προβληματισμό που αντιμετώπιζα στη ζωή μου. 2

3 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η παρούσα μελέτη πραγματεύεται την εφαρμογή των τριδιάστατων γραφικών και της διάδρασης στον τομέα της αρχαιολογίας και πιο συγκεκριμένα στο φρούριο της Μηθύμνης. Αναλύονται με λεπτομέρεια τα βήματα που ακολουθήθηκαν, οι μέθοδοι, τα εργαλεία καθώς και τα προβλήματα που αντιμετωπίστηκαν για την υλοποίηση της διαδραστικής εφαρμογής. Στόχος της εργασίας είναι η δημιουργία μιας εικονικής περιήγησης, η οποία δίνει στον χρήστη τη δυνατότητα να γνωρίσει το μνημείο μέσω της εμβύθισης και πιθανόν, εν μέρει, να συμπληρώσει την εμπειρία που προσφέρει στον επισκέπτη, η οποία πολλές φορές υποβιβάζεται, εξαιτίας των ελλείψεων που υπάρχουν στις υποδομές αυτού του σημαντικού χώρου. Για την θεωρητική τεκμηρίωση κρίθηκε απαραίτητη η ανάλυση των τεσσάρων συστατικών στοιχείων της εφαρμογής που είναι: Τα τριδιάστατα γραφικά, η διαδραστικότητα, οι διαδραστικές εφαρμογές και το φρούριο της Μήθυμνας. Λέξεις κλειδιά: τριδιάστατα γραφικά, διαδραστική εφαρμογή, φρούριο Μήθυμνας ABSTRACT This study deals with the use of 3d graphics and interaction in the field of archeology and more specific in the castle of Mithimna. All steps, methods, tools, and problems of the project are being thoroughly analyzed. The main goal of the study is to create a virtual tour for the user, so that through immersion, he will be able to see the monument and even improve his experience that may have been compromised by the lack of infrastructures of the area. For the theoretical support of the project it was necessary to describe the four components of the application which are: The 3d graphics, interactivity, interactive applications and the castle of Mithimna. Key words: 3d graphics, interactive application, fort of Mithimna 3

4 Κατάλογος περιεχομένων ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 5 ΣΚΟΠΟΙ ΚΑΙ ΣΤΟΧΟΙ ΤΡΙΔΙΑΣΤΑΤΑ ΓΡΑΦΙΚΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Ιστορική αναδρομή Χρήσεις τριδιάστατων γραφικών Οι πιθανές μελλοντικές μορφές των τριδιάστατων γραφικών Τριδιάστατα γραφικά στην απεικόνιση μνημείων ΔΙΑΔΡΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑ Ορισμός διαδραστικότητας Πώς επιτυγχάνεται ΔΙΑΔΡΑΣΤΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Ορισμός διαδραστικών εφαρμογών Πεδία εφαρμογής διαδραστικών εφαρμογών Πλεονεκτήματα, μειονεκτήματα διαδραστικών εφαρμογών Απαραίτητες προϋποθέσεις για το σχεδιασμό και την υλοποίηση μιας διαδραστικής εφαρμογής State of the Art creations Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΟΥ ΦΡΟΥΡΙΟΥ ΤΗΣ ΜΗΘΥΜΝΗΣ Ιστορικά στοιχεία Ανάλυση Στόχων Ανάλυση Χρηστών Ανάλυση Λειτουργικών Απαιτήσεων Πλατφόρμες και Προγραμματιστικά Εργαλεία Τριδιάστατος Σχεδιασμός των μοντέλων Υλοποίηση διαδραστικής εφαρμογής ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Μελλοντικές Προεκτάσεις ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

5 ΕΙΣΑΓΩΓΗ H παρούσα εργασία πραγματεύεται τη χρήση εργαλείων ανάπτυξης ψηφιακού περιεχομένου στη δημιουργία τριδιάστατης διαδραστικής περιήγησης, στον αρχαιολογικό χώρο του φρουρίου της Μηθύμνης, η οποία πραγματοποιείται σε τρία βασικά στάδια: Την συλλογή υλικού, τη μοντελοποίηση και τη δημιουργία της διάδρασης. Μία τόσο πλούσια πολιτισμική κληρονομιά, όπως η ελληνική, φέρει και την πρόκληση της αξιοποίησής της, διαδικασία που λόγω περιορισμένων πόρων είναι πολλές φορές αδύνατη. Οι νέες τεχνολογίες μπορούν να συμβάλλουν σε αυτόν τον τομέα, καθώς παρέχουν καινούργιους τρόπους προβολής, οι οποίοι πολλές φορές, δίνουν τη δυνατότητα να αξιοποιηθούν αρχαιολογικά δεδομένα, που σε αντίθετη περίπτωση θα παρέμεναν μόνο στην αρχαιολογική κοινότητα. Εκτός από τους εναλλακτικούς τρόπους παρουσίασης, η διάθεση των πληροφοριών μέσα από το διαδίκτυο κάνει διαθέσιμη την πολιτισμική κληρονομιά σε ένα ευρύ κοινό, με αποτέλεσμα τη προβολή και τη διάδοσή της. Ωστόσο υπάρχουν πολλοί παράγοντες που θα πρέπει να ληφθούν υπόψη, καθώς εφαρμόζονται οι νέες τεχνολογίες σε κάτι τόσο πολύτιμο, γιατί υπάρχει πάντα ο κίνδυνος να παραποιηθούν τα δεδομένα και να καταστραφεί η ψηφιακή αυθεντικότητα των μνημείων αυτών. ΣΚΟΠΟΙ ΚΑΙ ΣΤΟΧΟΙ Ο βασικός σκοπός της εργασίας αυτής είναι η δημιουργία τριδιάστατης διαδραστικής εφαρμογής με θέμα το φρούριο της Μήθυμνας, με τη χρήση εργαλείων ανάπτυξης ψηφιακού, διαδραστικού περιεχομένου. Ο κύριος στόχος της εφαρμογής είναι η προβολή και η ανάδειξη του συγκεκριμένου μνημείου μέσα από μία διαδικασία διάδρασης με τον χρήστη, χρησιμοποιώντας ως μέσο το ρεαλισμό που παρέχουν τα τριδιάστατα γραφικά και την εμπειρία που προσφέρει η ταύτιση του ενδιαφερομένου με έναν εικονικό χαρακτήρα, σε έναν ψηφιακό κόσμο. Πιο συγκεκριμένα, ο χρήστης μέσα από αυτή τη διαδικασία μπορεί να πάρει πληροφορίες για το μνημείο όσο αφορά την σημερινή μορφή του, με τον ίδιο τρόπο που θα 5

6 επισκεπτόταν το πραγματικό μνημείο και επιπλέον του δίνεται η δυνατότητα να δει αποσπάσματα του παρελθόντος, ανακαλύπτοντας μόνος του τα αρχαιολογικά ευρήματα, τα οποία εξιστορούν την πορεία του κάστρου στους αιώνες. 1. ΤΡΙΔΙΑΣΤΑΤΑ ΓΡΑΦΙΚΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Για τις ανάγκες αυτής της έρευνας και για να αναφερθούν τα τριδιάστατα γραφικά, χρειάζεται πρώτα να αναλυθεί το μέσον που εξετάζεται. Αυτό δεν είναι άλλο από τον ηλεκτρονικό υπολογιστή. Η πληροφορία στην περίπτωση του Η/Υ μεταφέρεται στο χρήστη μέσα από την οθόνη, μία επιφάνεια δύο διαστάσεων (ύψος και πλάτος), πάνω στην οποία παρουσιάζονται τα δεδομένα. Αυτόματα, γεννάται η εξής ερώτηση: Πώς είναι δυνατόν να μεταφερθεί τριδιάστατη πληροφορία από μία επιφάνεια δύο διαστάσεων; Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα υπάρχει ήδη από το 1040 π.χ., όταν για πρώτη φορά, ο Ibn al-haytham στο βιβλίο του Kitāb al- Manāzir (book of optics) αναφέρεται σε αυτό με τη λέξη προοπτική 1. Προοπτική είναι η τέχνη της προβολής μιας τριδιάστατης εικόνας και της δημιουργίας της αίσθησης του βάθους σε μια επίπεδη επιφάνεια. Εφόσον η τεχνική για τη δημιουργία τριδιάστατων εικόνων ήταν ήδη γνωστή, το μόνο πρόβλημα που υπήρχε στην εμφάνιση τριδιάστατων διανυσματικών γραφικών στους Η/Υ και το οποίο ήταν οι υπολογιστικές δυνατότητές τους, επιλύθηκε με την αναμενόμενη εξέλιξη της τεχνολογίας. Έτσι, ο Η/Υ με τον ίδιο τρόπο που χρησιμοποιεί αλγόριθμους για τη δημιουργία δισδιάστατων διανυσματικών γραφικών, μπορεί με παρόμοιους αλγόριθμους και με τη βοήθεια της προοπτικής, να προβάλει τριδιάστατη πληροφορία. 1.1 Ιστορική αναδρομή Η εξέλιξη που ακολούθησε την εμφάνιση των τριδιάστατων γραφικών στους Η/Υ είναι άρρηκτα συνυφασμένη με την τεχνολογική εξέλιξη του 20ου αιώνα. Θα ήταν αδύνατον να πραγματοποιηθούν τα πρώτα βήματα στον τομέα των 3d, αν δεν έκαναν την εμφάνισή τους το 1961 τα 1 Βλέπε σχετικά Sabra, A. I., (1989), The Optics of Ibn al-haytham. Books I II III: On Direct Vision. English Translation and Commentary. 2 vols, Studies of the Warburg Institute, vol. 40, London: The Warburg Institute, University of London. 6

7 διανυσματικά γραφικά, όταν ο Ivan Sutherland, φοιτητής του ΜΙΤ δημιούργησε το πρώτο πρόγραμμα σχεδιασμού με Η/Υ, το Sketchpad. Αυτή η εφεύρεση πυροδότησε μία σειρά από εξελίξεις, που μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα αποτέλεσαν τον πυρήνα των γραφικών στους ηλεκτρονικούς υπολογιστές. 1961: Ο Steve Russel, φοιτητής του ΜΙΤ, δημιουργεί το πρώτο ηλεκτρονικό παιχνίδι που χρησιμοποιούσε διανυσματικά γραφικά, το Spacewar. 1962: Στη Γαλλία, ο Pierre Bėzier αναπτύσσει την πρώτη καμπύλη spline βασισμένος σε προγενέστερη έρευνα του Paul De Casteljau. 1963: Δημιουργείται η πρώτη ταινία, κατασκευασμένη αποκλειστικά σε Η/Υ. Ο Edward Zajac, επιστήμονας στο Bell Telephone Laboratory (BTL), χρησιμοποιώντας βασικά γεωμετρικά σχήματα, περιέγραψε τη θέση ενός δορυφόρου καθώς βρίσκεται σε τροχιά. 1964: Η ΙΒΜ παρουσιάζει τον υπολογιστή ΙΒΜ 2250, τον πρώτο εμπορικά διαθέσιμο Η/Υ για δημιουργία γραφικών, με τιμή 125 χιλιάδες δολάρια. 1966: Ο Sutherland συνεχίζοντας την πορεία του στα γραφικά υπολογιστών, κατασκευάζει το πρώτο σύστημα εικονικής πραγματικότητας (Sword of Damocles), στο οποίο ο χρήστης φορώντας μία συσκευή στο κεφάλι του μπορεί να δει εικόνες στερεοσκοπικού 3d. 1967: Παρουσιάζεται ο πρώτος αλγόριθμος για την απαλοιφή των κρυμμένων γραμμών από τον Arthur Appel. Επίσης την ίδια χρονολογία κάνει την εμφάνιση του το Adage, το πρώτο σύστημα σχεδιασμού τριδιάστατων γραφικών, το οποίο χρησιμοποιούσε γραμμές για να συνθέσει τριδιάστατα γεωμετρικά σχήματα. 1968: Ο Arthur Appel δημιουργεί τον πρώτο αλγόριθμο για ray casting. 1970: Ο Watkins αναπτύσσει τον αλγόριθμο για τις ορατές επιφάνειες. Επίσης ο Sutherland ψηφιοποιεί το αυτοκίνητό του, 7

8 καταγράφοντας τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά κάθε επιφάνειάς του και δημιουργώντας μία τριδιάστατη αναπαράστασή του στον Η/Υ. 1971: Ο Gouraud παρουσιάζει την πρώτη τεχνική για ομαλή σκίαση επιφανειών. 1974: Μετά το πρώτο του animation το 1972, ο Edwin Catmull αναπτύσσει το texture mapping. 1975: Δημιουργείται η τεχνική σκίασης επιφανειών Phong shading από τον Bui-Toung Phong, ο οποίος απεβίωσε ένα χρόνο μετά. 1976: Ο Jim Blinn αναπτύσσει την ανάκλαση και τη χαρτογράφηση του περιβάλλοντος στα τριδιάστατα γραφικά. 1977: Ο Frank Crow εισάγει το antialiasing και ο Jim Blinn ένα καινούργιο μοντέλο φωτισμού αντικειμένων. 1978: Συνεχίζοντας την έρευνά του στα τριδιάστατα γραφικά, ο Jim Blinn εισάγει το bump mapping. Την ίδια χρονολογία, ανακαλύφθηκε επίσης η υποδιαίρεση επιφανειών (subdivision surfaces) από δύο άτομα ταυτόχρονα, τον Edwin Catmull και Jim Clark. 1980: Ο Turner Whitted δημιουργεί στα Bell Labs το ray tracing. 1982: Ο William Reeves εφευρίσκει τα συστήματα σωματιδίων στα τριδιάστατα γραφικά. 1984: Ερευνητές στο Cornell University προσομοιώνουν τη διάχυση ανακλάσεων με το The Cornell illumination Box. 1990: Δημιουργείται η πρώτη εμπορική εφαρμογή τριδιάστατων γραφικών για Η/Υ, το Autodesk 3d studio 1992: Η Silicon Graphics Inc. εισάγει την OpenGL, μία πλατφόρμα για δημιουργία εφαρμογών που παράγουν τριδιάστατα γραφικά. 1994: Βγαίνει σε κυκλοφορία το ηλεκτρονικό παιχνίδι Doom, το πρώτο τριδιάστατο, πλήρως διαδραστικό, παιχνίδι για υπολογιστή. 1995: H Pixar παράγει την πρώτη ταινία μεγάλου μήκους, η οποία δημιουργήθηκε εξ ολοκλήρου σε Η/Υ, με τον τίτλο Toy Story. Ταυτόχρονα, ο Henrik Wann Jensen, εισάγει το photon mapping. 1997: Η τεχνική high dynamic range imaging(hdri) παρουσιάζεται 8

9 στο κοινό από τον Paul Debevec. 1.2 Χρήσεις τριδιάστατων γραφικών Τα τριδιάστατα γραφικά μπορούν να αποτελέσουν υποκατάστατο οποιουδήποτε γραφιστικού περιεχομένου κατασκευασμένο με Η/Υ. Η επέκτασή τους, που οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στο ρεαλισμό που προσφέρουν, είναι μεγάλη και δεν περιορίζεται σε συγκεκριμένη εφαρμογή. Παρ' όλα αυτά υπάρχουν τομείς που βασίζονται αποκλειστικά στη χρήση των τριδιάστατων γραφικών. Δύο χαρακτηριστικά παραδείγματα αποτελούν η παραγωγή animations και η δημιουργία διαδραστικών συστημάτων. 1.3 Οι πιθανές μελλοντικές μορφές των τριδιάστατων γραφικών H τεχνολογική πρόοδος των τελευταίων δεκαετιών κάνει σαφές, ότι τα τριδιάστατα γραφικά εξαρτώνται από το μέλλον της τεχνολογίας, δηλαδή της συνεχούς εξέλιξης. Συνδυάζοντας το νόμο του Moore 2 με αυτή την τεχνολογική ανάπτυξη, γίνεται κατανοητό ότι η καταγραφή πιθανών μελλοντικών μορφών των τριδιάστατων γραφικών είναι πολύ δύσκολη, καθώς αυτό που θεωρείται μέλλον τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή, σε σύντομο χρονικό διάστημα μπορεί να είναι παρελθόν. Ωστόσο, η παρατήρηση αυτής της εξέλιξης και των σημερινών δεδομένων μπορούν να οδηγήσουν σε κάποια ασφαλή συμπεράσματα. Τα τριδιάστατα γραφικά, τα οποία αυτή τη στιγμή βρίσκονται στο σημείο του φωτορεαλισμού, έχουν καταφέρει να κάνουν τη διαφορά μεταξύ του πραγματικού και του ψηφιακά δημιουργημένου, δυσδιάκριτη. Εφόσον ο φωτορεαλισμός έχει επιτευχθεί, το επόμενο στάδιο εξέλιξης αφορά τη διαφοροποίηση ανάμεσα στα 3d στον κινηματογράφο και στα 3d στις εφαρμογές και παιχνίδια στον Η/Υ. Για να παραχθεί μία ταινία με τριδιάστατα γραφικά, εκτός από το 2 Το 1965 ο συνιδρυτής της εταιρείας κατασκευής μικροεπεξεργαστών Intel, ο Γκόρντον Μουρ (Gordon Moore), προέβλεψε ότι ο αριθμός των τρανζίστορ σε ένα μικροεπεξεργαστή θα διπλασιάζεται κάθε περίπου δύο χρόνια. Η πρόβλεψη αυτή επαληθεύθηκε από την πραγματικότητα: o αριθμός των τρανζίστορ στους μικροεπεξεργαστές πράγματι διπλασιάζεται μέσα σε χρονικό διάστημα περίπου δεκαοκτώ μηνών. Η πρόβλεψη του Μουρ, ύστερα από την πρακτική επαλήθευσή της, ονομάστηκε Νόμος του Μουρ. 9

10 χρόνο που απαιτείται για τη δημιουργία της, μεγάλο μέρος του χρονοδιαγράμματος καταλαμβάνει και η απόδοση των τριδιάστατων γραφικών ή αλλιώς rendering. Στις ταινίες αυτές, ο χρόνος απόδοσης ενός καρέ μπορεί να κυμαίνεται από μερικά λεπτά έως εικοσιτετράωρα. Από την άλλη πλευρά, τα τριδιάστατα γραφικά που εμφανίζονται σε εφαρμογές και παιχνίδια Η/Υ, απαιτείται να αποδοθούν σε πραγματικό χρόνο, εξαιτίας της συμμετοχής του χρήστη σε αυτά. Το γεγονός αυτό, κάνει τη σύγκριση μεταξύ του ρεαλισμού που υπάρχει στις ταινίες και της αληθοφάνειας των σύγχρονων παιχνιδιών και εφαρμογών, αδύνατη. Το πρόβλημα αυτό, αποτελεί και την πρόκληση της σύγχρονης αλλά και της μελλοντικής τεχνολογίας των τριδιάστατων γραφικών, δηλαδή την απόδοση τριδιάστατων γραφικών σε παιχνίδια και εφαρμογές Η/Υ, αντίστοιχου ρεαλισμού με των ταινιών. Εν τέλει, η μόνη αμφιβολία για το μέλλον των 3d, δεν είναι αν θα επιλυθεί το πρόβλημα που αναφέρθηκε, καθώς αυτό θεωρείται δεδομένο, αλλά πόσος χρόνος θα χρειαστεί(intel, 2005)(Dicker, 2003). 1.4 Τριδιάστατα γραφικά στην απεικόνιση μνημείων Η αλληλένδετη σχέση των τριδιάστατων γραφικών με τους υπολογιστές και την εξέλιξη της τεχνολογίας συνετέλεσε στην εξάπλωσή τους, σχεδόν σε κάθε τομέα του ανθρώπινου πολιτισμού. Ακόμα και σε τομείς που θεωρητικά αφορούν το παρελθόν, όπως είναι η αρχαιολογία, η διείσδυση της τεχνολογίας και των τριδιάστατων γραφικών ήταν αναπόφευκτη. Ήδη από το 1990 με τον όρο virtual archaeology, επισημοποιείται η ύπαρξη των τριδιάστατων γραφικών στον κλάδο αυτό, αλλά και η ανάγκη για μεθοδολογία όσον αφορά την ψηφιοποίηση του παρελθόντος. Όταν παρουσιάζεται κάτι τόσο αντιφατικό, όπως ο συνδυασμός του παρελθόντος με το μέλλον, είναι λογικό να εγείρονται πολλά ερωτήματα. Πόσο ακριβής μπορεί να είναι η αναπαράσταση της πολιτισμικής κληρονομιάς όταν τα δεδομένα πολλές φορές είναι κατακερματισμένα ή και ανύπαρκτα; Πώς μπορεί να θεωρηθεί ιστορικά ορθό κάτι το οποίο δεν βασίζεται αποκλειστικά και μόνο στα ευρήματα και στα δεδομένα που παρέχει η 10

11 αρχαιολογία; Η απάντηση σε αυτά τα ερωτήματα έρχεται από τον ίδιο τον όρο virtual archaeology. Το virtual αποτελεί τη λέξη κλειδί σε αυτόν τον όρο καθώς μεταφράζεται ως εικονικό, δηλαδή κάτι το οποίο δεν αποτελεί τμήμα της πραγματικότητας. Μία τριδιάστατη απεικόνιση ενός μνημείου δεν πρέπει να παρουσιάζεται ως αναδημιουργία ή αντικατάσταση του πραγματικού, αλλά ως προσομοίωση του αρχαιολογικού συλλογισμού. Τα τριδιάστατα γραφικά δεν αποτελούν ιστορικό στοιχείο αλλά έναν τρόπο προσέγγισης για τα δεδομένα που προσφέρει η αρχαιολογία. «O κύριος σκοπός των οπτικών μοντέλων είναι να σε βοηθήσουν να δεις τι φαίνεται να λένε τα δεδομένα και να εξετάσουν τι πιστεύεις ότι βλέπεις» (Barcelo 2001). Ωστόσο, για να αποτελέσει χρήσιμη πληροφορία μία 3d αναπαράσταση, είναι απαραίτητο να εξεταστούν πολλοί παράγοντες πριν αρχίσει η δημιουργία της. Τι και γιατί; Πολλές φορές δεν είναι απαραίτητη η τριδιάστατη αναπαράσταση, ωστόσο είναι απαραίτητο να χρησιμοποιούνται οι εικονικές τεχνολογίες όταν αυτές προσφέρουν σημαντική αύξηση στην πληροφορία. Η προεπεξεργασία και η τυποποίηση των δεδομένων που προκύπτουν από την αρχαιολογική έρευνα σε ψηφιακή μορφή, εξασφαλίζουν το σωστό προγραμματισμό στην εικονική επεξεργασία που ακολουθεί. Ποιος θα πρέπει να πραγματοποιήσει την τριδιάστατη αναπαράσταση; Το καλύτερο αποτέλεσμα εξασφαλίζεται με τη συνεργασία μιας διεπιστημονικής ομάδας, στην οποία τον ρόλο του συντονιστή αναλαμβάνουν οι αρχαιολόγοι. Θα πρέπει καταγραφεί όλη η διαδικασία που οδήγησε στη δημιουργία της αναπαράστασης και σε περιπτώσεις που τα δεδομένα είναι ελλιπή, να προβληθούν όλα τα κενά που συμπληρώθηκαν, για να παρουσιαστεί ένα ολοκληρωμένο έργο. Η δημιουργία συγκεκριμένων γραφικών διεπαφών για τις εφαρμογές της εικονικής αρχαιολογίας αποτελεί έναν καθοριστικό παράγοντα για τη σωστή αντίληψη των τριδιάστατων μοντέλων. 11

12 Αφού επιλυθούν όλα τα παραπάνω, τα τριδιάστατα γραφικά σε συνδυασμό πολλές φορές με τη διαδραστικότητα μπορούν να ενισχύσουν την πολιτισμική κληρονομιά και να εξασφαλίσουν τη διάδοσή της μέσα από τις εφαρμογές τις εικονικής αρχαιολογίας. Ακολουθεί μία προσπάθεια κατηγοριοποίησης αυτών των εφαρμογών. Αναδημιουργία αρχαιολογικών χώρων που δεν έχουν συντηρηθεί, αλλά υπάρχει άφθονη τεκμηρίωση για τα υπολείμματα τους. Αναδημιουργία χώρων που έχουν καταστραφεί πλήρως, με βάση συγκριτική και εικονογραφική ανάλυση. Αναδημιουργία χώρων που έχουν διατηρηθεί, αλλά είναι μη προσβάσιμοι. Αναπαραγωγή υλικών και χρωματισμών (αετώματα, νωπογραφίες, βαμμένοι τάφοι, κλπ). Κατηγοριοποίηση υλικών ή ευρημάτων. Αναπαραγωγή τοπίων. Προβολή γεγονότων μορφολογικής, γεωλογικής ή ανθρώπινης φύσης. Αναδημιουργίες ή ολοκληρώσεις των συλλογών. Αναδημιουργίες ή και προσομοιώσεις μέσα από τα τηλεματικά δίκτυα. Αναπαραγωγές πάνω σε συστήματα GIS (Virtual Reality Geographical Information System). Εικονικά μουσεία. Διάδραση με πολυμέσα μέσα από διαφορετικές πηγές επικοινωνίας. Η είσοδος των τριδιάστατων γραφικών και των νέων τεχνολογικών στην αρχαιολογία είναι μία από τις σημαντικότερες προκλήσεις που έχει να αντιμετωπίσει ο κλάδος αυτός και απαραίτητη προϋπόθεση για την επιτυχία αποτελεί η επανεξέταση των μεθόδων του (Barceló, 2000; 2002; 2004). 2. ΔΙΑΔΡΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑ Πολλές φορές η δημιουργία ενός τριδιάστατου μοντέλου και η προβολή του 12

13 μέσα από ένα γραμμικό μέσο δεν είναι αρκετή. Αρκετές εφαρμογές της εικονικής αρχαιολογίας απαιτούν την ύπαρξη και άλλων παραγόντων, που εξασφαλίζουν τη διάδοση τους στο κοινό και τη μετάδοση του μηνύματος του δημιουργού με επιτυχία. Ίσως το σημαντικότερο από αυτούς τους παράγοντες αποτελεί η διάδραση. Λόγω της πολύπλευρης φύσης αυτού του όρου είναι πολύ δύσκολο να δοθεί ένας ορισμός, καθώς η διαδραστικότητα απασχολεί ένα μεγάλο αριθμό επιστημονικών πεδίων. Στη συγκεκριμένη περίπτωση κρίνεται απαραίτητο να αναλυθεί από το οπτικό πεδίο της πληροφορικής, δηλαδή της διάδρασης ανθρώπου-υπολογιστή. 2.1 Ορισμός διαδραστικότητας Σύμφωνα με τον Bork (1980) «Η διαδραστικότητα μπορεί να αντιμετωπισθεί ως μία λειτουργία εισαγωγής, που απαιτείται από τον χρήστη καθώς αυτός ανταποκρίνεται στον υπολογιστή, η ανάλυση αυτών των αντιδράσεων από τον υπολογιστή και η φύση αυτών των ενεργειών από τον υπολογιστή». (Bork 1980: 68). Αν απλοποιήσουμε τον ορισμό αυτό, η διαδραστικότητα μπορεί να αναφέρεται στο λογισμικό, το οποίο δέχεται και ανταποκρίνεται στα δεδομένα που του δίνει ο χρήστης. Έναν τρόπο προσέγγισης της διαδραστικότητας αποτελούν οι έννοιες «φαίνομαι» και «αισθάνομαι». Το «φαίνομαι» σε μία γραφική διεπαφή χρήστη αναφέρεται στην εμφάνισή της, ενώ το «αισθάνομαι» υποδηλώνει το διαδραστικό τμήμα της (Svanaes 2001: 218). 2.2 Πώς επιτυγχάνεται Μέσω της διαδραστικότητας ο Η/Υ αναλαμβάνει να επικοινωνήσει με τον χρήστη. Αυτό όσο απλοϊκό κι αν παρουσιάζεται, αποτελεί μεγάλη πρόκληση καθώς για να υπάρξει διάδραση, ο δημιουργός μιας εφαρμογής θα πρέπει να λάβει υπόψη του την ανθρώπινη διάσταση του χρήστη, δηλαδή όλες τις ιδέες, τις εμπειρίες, τα πρότυπα και γενικά όλα τα πολιτισμικά στοιχεία που μπορεί να χαρακτηρίζουν έναν άνθρωπο. Ωστόσο ακόμα και αν η δημιουργία μιας εφαρμογής βασιζόταν πάνω σε αυτά τα 13

14 χαρακτηριστικά του χρήστη, η έλλειψη ενός εξίσου σημαντικού παράγοντα θα καθιστούσε την διαδραστικότητα αναποτελεσματική. Το στοιχείο αυτό είναι η επίτευξη της εμβύθισης. Η εμβύθιση αποτελεί τον τρόπο που αντιλαμβάνεται ο άνθρωπος τον κόσμο και στην περίπτωση της τριδιάστατης εφαρμογής υποδηλώνει την εμβύθιση του χρήστη σε έναν δεύτερο κόσμο, τον εικονικό, αγνοώντας ότι εκείνη τη στιγμή συμμετέχει σε μία διάδραση με τον υπολογιστή. Για να επιτευχθεί η εμβύθιση, απαιτείται υψηλή πιστότητα του εικονικού κόσμου, καθώς οποιαδήποτε παρεμβολή που πιθανόν να αντιληφθεί ο χρήστης ως κάτι το οποίο δεν ανήκει στη συνέχεια του ψηφιακού κόσμου, μπορεί να τον επαναφέρει στην προηγούμενη κατάσταση (Jones 2004). 3. ΔΙΑΔΡΑΣΤΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Αναλύοντας την έννοια της διαδραστικότητας στους υπολογιστές, αυτόματα προκύπτει και ο όρος «διαδραστική εφαρμογή». Ο όρος αυτός είναι αλληλένδετα συνδεδεμένος με την επικοινωνία ανθρώπου-υπολογιστή, καθώς χωρίς αυτόν η ύπαρξη της διάδρασης είναι ανέφικτη. 3.1 Ορισμός διαδραστικών εφαρμογών Διαδραστική εφαρμογή αποτελεί οποιοδήποτε λογισμικό, που χρησιμοποιεί τη διαδραστικότητα ως μέσο για να μεταφέρει δεδομένα από και προς το χρήστη. Από τον ορισμό διαπιστώνεται ότι οι διαδραστικές εφαρμογές δεν περιορίζονται σε έναν τομέα της πληροφορικής καθώς οποιαδήποτε εφαρμογή μεταφέρει πληροφορία στον χρήστη, όπως και το αντίστροφο, εμπεριέχει κάποια μορφή διάδρασης. 3.2 Πεδία εφαρμογής διαδραστικών εφαρμογών Αν πρέπει να οριστεί ένα πεδίο χρήσης των διαδραστικών εφαρμογών, αυτό θα ταυτιζόταν με το πεδίο εφαρμογής των Η/Υ. Ακριβώς λόγο της ευρείας χρήσης των υπολογιστών και της ανάγκης επικοινωνίας του ανθρώπου μαζί τους, η ύπαρξη των διαδραστικών εφαρμογών καθίσταται απαραίτητη. Από το λειτουργικό σύστημα που επιτρέπει τις βασικές λειτουργίες σε έναν Η/Υ 14

15 και το λογισμικό επεξεργασίας κειμένου, έως συστήματα εικονικής πραγματικότητας μέσα στο οποία μπορεί να περιηγηθεί ο χρήστης, η διάδραση παίζει θεμελιώδη ρόλο σε όλες τις περιπτώσεις λογισμικών, που περιλαμβάνουν τον χρήστη στη διαδικασία τους (Qiyang 2001). 3.3 Πλεονεκτήματα, μειονεκτήματα διαδραστικών εφαρμογών Η είσοδος των διαδραστικών λογισμικών στους Η/Υ επέφερε σημαντικές αλλαγές στον τρόπο με τον οποίο ο χρήστης αντλεί πληροφορίες. Με τη χρήση της διάδρασης ο χρόνος που χρειάζεται για τη μεταφορά της σωστής πληροφορίες ελαχιστοποιείται, σε σχέση με ένα γραμμικό μέσο, καθώς ο χρήστης επηρεάζει τη ροή, επιλέγοντας αυτός τα δεδομένα. Επιπρόσθετα με την εμβύθιση ο χρήστης γίνεται μέρος της διαδικασίας μεταφοράς δεδομένων, χωρίς αυτό να γίνεται αντιληπτό, δημιουργώντας την εμπειρία της ενεργητικής συμμετοχής. Ωστόσο καθώς η διάδραση αυτή εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον χρήστη, ο κίνδυνος να διακοπεί η μεταφορά της πληροφορίας λόγω ύπαρξης διαφορετικού πολιτισμικού υποβάθρου από αυτό στο οποίο βασίστηκε η δημιουργία της εκάστοτε εφαρμογής, είναι μεγάλος. Σημαντικό μέρος των διαδραστικών εφαρμογών αποτελεί και η είσοδος δεδομένων από το χρήστη. Το γεγονός αυτό προϋποθέτει και την ύπαρξη εξοπλισμού για τη μεταφορά των δεδομένων από την πλευρά του χρήστη, που είτε πρόκειται για το ποντίκι του υπολογιστή, είτε κάποιο προηγμένο σύστημα motion tracking, πολλές φορές δεν είναι διαθέσιμος και ο σκοπός της εφαρμογής καθίσταται ανέφικτος (Cockton 1996). 3.4 Απαραίτητες προϋποθέσεις για το σχεδιασμό και την υλοποίηση μιας διαδραστικής εφαρμογής Η ανάπτυξη μιας διαδραστικής εφαρμογής απαιτεί μία συγκεκριμένη διαδικασία, που αποτελείται από στάδια, καθένα από τα οποία αναφέρεται σε διαφορετικό σκέλος της υλοποίησης. Ανάλογα με την εφαρμογή το περιεχόμενο των σταδίων διαφοροποιείται σε ένα βαθμό, ωστόσο η βασική διαδικασία μένει αμετάβλητη. 15

16 Ανάλυση της ιδέας ή του προβλήματος σε ένα συγκεκριμένο τομέα Καθορισμός των απαιτήσεων Περιγραφή του σχεδίου του συστήματος Σχεδιασμός του σκελετού της εφαρμογής Ανάπτυξη της εφαρμογής Έλεγχος της λειτουργίας της εφαρμογής Έλεγχος κάλυψης των καθορισμένων απαιτήσεων Συντήρηση Κατά την ανάλυση του προβλήματος εξετάζονται οι ανάγκες των χρηστών που απευθύνεται η εφαρμογή, καθώς και η φύση της. Αποτέλεσμα αυτού του σταδίου είναι μία διατύπωση του προβλήματος, που θα επιχειρήσει να επιλύσει η εφαρμογή, ανάλογα με τις ανάγκες των χρηστών της. Στο επόμενο στάδιο, που είναι ο καθορισμός των απαιτήσεων, καταγράφονται οι στόχοι και η λειτουργία της εφαρμογής. Αυτές οι προδιαγραφές στη συνέχεια θα πρέπει να εγκριθούν από τους χρήστες. Στην περιγραφή του σχεδίου του συστήματος αποτυπώνονται πιθανές λύσεις, που θα καλύπτουν τις απαιτήσεις του προηγούμενου σταδίου. Ο σχεδιασμός του σκελετού της εφαρμογής περιλαμβάνει τη κατασκευή του πλάνου της εφαρμογής, που ακολουθείται από τη δημιουργία της. Στα δύο επόμενα στάδια διαπιστώνεται η σωστή λειτουργία της εφαρμογής και αν καλύπτει τους στόχους που καθορίστηκαν στην αρχή. Τέλος πραγματοποιούνται τυχόν απαραίτητες διορθώσεις που διαπιστώθηκαν μετά τη χρήση της (Serengul, 2006 Domagk, Schwartz and Plass2010) 3.5 State of the Art creations Οι τριδιάστατες διαδραστικές εφαρμογές μπορεί να ξεκίνησαν τη δεκαετία του ενενήντα ως κάτι πειραματικό, ωστόσο μέσα σε λιγότερο από μία εικοσαετία γνώρισαν μεγάλη ανάπτυξη δημιουργώντας έναν καινούργιο τρόπο μετάδοσης πληροφοριών, στον οποίο ο χρήστης γίνεται μέρος του. Οι τομείς στους οποίους χρησιμοποιούνται αυξάνονται ραγδαία, καθώς 16

17 εμφανίζονται καινούργιες χρήσεις τους σε κλάδους, που μέχρι πρόσφατα δεν είχαν επαφή με τον Η/Υ. Ακριβώς γι' αυτό το λόγο είναι πολύ δύσκολο να ξεχωρίσει κάποια συγκεκριμένη χρήση τους, καθώς οι απαιτήσεις της εφαρμογής διαφοροποιούνται ανάλογα με το περιβάλλον στο οποίο λειτουργούν. Παρ' όλα αυτά είναι πολύ δύσκολο να αγνοηθεί η πιο διαδεδομένη χρήση τους, που δεν είναι άλλη από τα ηλεκτρονικά παιχνίδια, με την οποία άλλωστε ξεκίνησαν. Αυτή η εξέλιξη οδήγησε στη δημιουργία του The Elder Scrolls V: Skyrim (2011), ένα ηλεκτρονικό παιχνίδι συνέχεια της σειράς The Elder Scroll (2008), το οποίο χρησιμοποιώντας την τελευταία τεχνολογία των τριδιάστατων γραφικών, προσφέρει στον χρήστη το μέγιστο ρεαλισμό που μπορούν να παράγουν οι σύγχρονες κάρτες γραφικών, σε συνδυασμό με την δυνατότητα διάδρασης που δίνει σχεδόν με όλο τον εικονικό κόσμο. Όσον αφορά τον τομέα που πραγματεύεται το συγκεκριμένο project, το έργο Giza 3d αποτελεί ίσως το πιο ολοκληρωμένο και άρτιο τριδιάστατο διαδραστικό σύστημα περιήγησης που έχει δημιουργήσει η εικονική αρχαιολογία. Με εξοπλισμό εικονικής πραγματικότητας ο χρήστης μπορεί να περιηγηθεί στον εικονικό χώρο της νεκρόπολης της Γκίζας και να πάρει πληροφορίες από πραγματικά αρχαιολογικά δεδομένα. 4. Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΟΥ ΦΡΟΥΡΙΟΥ ΤΗΣ ΜΗΘΥΜΝΗΣ Η διαδραστική εφαρμογή που παρουσιάζεται, προβάλει το φρούριο της Μήθυμνας στο χρήστη με τη μορφή εικονικής περιήγησης. Μέσα απ' αυτή την περιήγηση ο ενδιαφερόμενος μπορεί να ενημερωθεί για τη σημερινή μορφή του κάστρου και να αποκομίσει πληροφορίες σχετικά με την ιστορία του, μέσα από τη δυνατότητα διάδρασης που του δίνει η εφαρμογή, χρησιμοποιώντας 3d animation, ήχο και πληροφορίες σε μορφή κειμένου. 4.1 Ιστορικά στοιχεία Για την παρουσίαση πληροφοριών στο χρήστη που αφορούν ιστορικά δεδομένα του φρουρίου, ερευνήθηκε η πορεία του κάστρου στο χρόνο και 17

18 καταγράφηκαν τα κυριότερα από αυτά, με κριτήριο την επίδραση που είχαν στο μνημείο. Η αρχαιότερη φάση του φρουρίου τοποθετείται τον 5ο αιώνα π.χ., την περίοδο της αρχαίας Μήθυμνας και του προελληνικού υποστρώματος του Αιγαίου και της Μικράς Ασίας. Το μόνο τμήμα που υποδεικνύει την ύπαρξη του κάστρου, είναι τα βαθμιδωτά κρηπιδώματα των τετράγωνων πύργων, που βρίσκονται στη βορειοανατολική πλευρά του κάστρου. Η επόμενη εμπεριστατωμένη παρουσία του κάστρου αποδεικνύεται από τη μεγάλη υπόγεια δεξαμενή που βρίσκεται στο μέσο της αυλής του κεντρικού οχυρωματικού περιβόλου. Στο σημερινό μνημείο υπάρχουν εμφανή σημεία που επιβεβαιώνουν τις επιθέσεις Σαρακηνών, Τούρκων, Ρώσων, Βενετών, Καταλανών, και Γενουάτων. Μερικά από αυτά τα σημεία αποτελούν οι ογκώδης σφαίρες από γρανίτη, που βρέθηκαν στον ανατολικό τοίχο και στην είσοδο του φρουρίου. Υπάρχουν ευρήματα που φανερώνουν ότι το 1128 οι Ενετοί κατέλαβαν το κάστρο, άρα αυτό προϋπήρχε. Χαρακτηριστικό γνώρισμα της οικοδομικής δραστηριότητας των Γατελούζων αποτελεί η χρήση ψευδοϊσόδομου συστήματος δόμησης με μεγάλους λαξευμένους λίθους. Στο σημερινό μνημείο διακρίνεται καθαρά το συγκεκριμένο σύστημα, όπως επίσης και οι οθωμανικές προσθήκες του 14ου αι., δημιουργώντας ένα συνονθύλευμα από διαφορετικές τεχνικές. Το πέτρωμα που χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή του είναι βασαλτικό και προέρχεται πιθανότατα από τον ίδιο το λόφο. Σε μεταγενέστερη οθωμανική περίοδο υλοποιήθηκαν επισκευαστικές οικοδομικές εργασίες με τη χρήση μικρών αργών ημιλαξευτών τοπικών λίθων. Σε αυτή τη φάση ανήκει η κατασκευή ολόκληρου του νοτίου τμήματος της οχύρωσης και μικρού τμήματος του βόρειου. Ενδιαφέρον παρουσιάζει η οθωμανική πόρτα στην εσωτερική είσοδο του κάστρου, η οποία είναι κατασκευασμένη από ξύλο και επενδυμένη με μεταλλικές πλάκες. Το 17ο αιώνα οι ημικυκλικοί πύργοι του προτειχίσματος ενισχύθηκαν και κατασκευάστηκαν κανονιοθυρίδες που αποτελούν την πρώτη και ισχυρότερη γραμμή άμυνας. Τέλος, αξίζει να αναφερθεί το γεγονός ότι, λόγω έλλειψης συστηματικής ανασκαφικής έρευνας στο φρούριο, τα ευρήματα που θα επέτρεπαν την εξαγωγή 18

19 περαιτέρω συμπερασμάτων όσο αφορά την ιστορία του, είναι λίγα και ασαφή (Λούπου 1999: 2000). 4.2 Ανάλυση Στόχων Ο κύριος στόχος της εφαρμογής είναι η δημιουργία μιας συμπληρωματικής περιήγησης στο φρούριο της Μήθυμνας, η οποία σε συνδυασμό με την επίσκεψη στο μνημείο μπορεί να αυξήσει την εμπειρία του επισκέπτη/χρήστη στο μέγιστο. Χρησιμοποιώντας την εφαρμογή ο χρήστης μπορεί να λάβει πληροφορίες για το κάστρο πριν, κατά τη διάρκεια ή και αφού έχει επισκεφθεί το μνημείο, αποκτώντας σφαιρική άποψη για την πολιτισμική κληρονομιά. Έτσι, η επίσκεψη στο χώρο αποκτά νόημα, καθώς μπορεί μόνος να αναγνωρίσει τα ιστορικά δεδομένα που είναι χαραγμένα σε κάθε σημείο του κάστρου, να παίρνει πληροφορίες για τα ευρήματα σε πραγματικό χρόνο ή να είναι σε θέση, με τη βοήθεια της εμβύθισης, να βιώσει την εμπειρία του μνημείου, ξανά. Επιπλέον σε περιπτώσεις που δεν είναι προσβάσιμος ο χώρος ή δεν υπάρχει επαρκής αξιοποίησή του, όπως αυτή που πραγματεύεται η εφαρμογή, ο ενδιαφερόμενος μπορεί με την εφαρμογή, να λάβει όλες τις πληροφορίες που δεν απέκτησε με την επίσκεψή του στο μνημείο, λόγω ανεπαρκών υποδομών. Σε πολλές περιπτώσεις που δεν υπάρχει δυνατότητα επίσκεψης στο χώρο, η πολιτισμική κληρονομιά δεν μένει θαμμένη αλλά με τη βοήθεια της διαδραστικής εφαρμογής και του διαδικτύου μπορεί να προβληθεί, προσφέροντας μία πρώτη εικόνα στο χρήστη ή ακόμα και μία παρότρυνση στον πιθανό επισκέπτη. 4.3 Ανάλυση Χρηστών Η εφαρμογή απευθύνεται κατά βάση σε χρήστες με μέτρια εμπειρία ηλεκτρονικού υπολογιστή. Απαιτεί τη εξοικείωση στην κατηγορία εφαρμογών first person, καθώς ο συνδυασμός των πλήκτρων κατεύθυνσης με το ποντίκι είναι χαρακτηριστικό αυτών των εφαρμογών. Ωστόσο οι οδηγίες που περιέχει η εφαρμογή για τον χειρισμό της δεν αποκλείει τον 19

20 δευτερεύοντα χρήστη, ο οποίος μπορεί να έχει μικρή εμπειρία με διαδραστικές εφαρμογές. Ο χαρακτήρας της εφαρμογής δεν είναι σαφώς καθορισμένος και αυτό της επιτρέπει ευλυγισία, όσον αφορά τη χρήση της, είτε ο σκοπός είναι εκπαιδευτικός, ενημερωτικός είτε έχει ως στόχο τη διασκέδαση. 4.4 Ανάλυση Λειτουργικών Απαιτήσεων Οι ελάχιστες λειτουργικές απαιτήσεις για την ομαλή λειτουργία της εφαρμογής είναι: επεξεργαστής: 3GHz Μνήμη Ram: 2GHz Κάρτα γραφικών συμβατή με DirectX 9c 4.5 Πλατφόρμες και Προγραμματιστικά Εργαλεία Για τη δημιουργία της εφαρμογής χρησιμοποιήθηκαν τα παρακάτω λογισμικά και γλώσσες προγραμματισμού. Autodesk Maya 2011 & 2012 για τη μοντελοποίηση του φρουρίου, τη δημιουργία και την τοποθέτηση των textures Unity 3.4 για τη δημιουργία των animation, την τοποθέτηση φωτισμού, την κίνηση του χρήστη στον εικονικό χώρο, τη δημιουργία των μενού, την προσθήκη ήχων και την παρουσίαση των πληροφοριών Αdobe photoshop για την επεξεργασία των textures και των εικόνων Adobe illustrator για τη δημιουργία γραφικών για τα μενού Γλώσσες προγραμματισμού: javascript και c++ για τη δημιουργία της διάδρασης 4.6 Τριδιάστατος Σχεδιασμός των μοντέλων Ο σχεδιασμός του τριδιάστατου μοντέλου πραγματοποιήθηκε με το πρόγραμμα Autodesk Maya 2011 στην αρχή και συνεχίστηκε με το Maya 20

21 2012. Τα μοντέλα κατασκευάστηκαν εκ του μηδενός και δεν υπήρξε καμία εισαγωγή έτοιμου μοντέλου. Οι δύο διαστάσεις του μοντέλου βασίστηκαν στο αρχιτεκτονικό σχέδιο, ενώ για την τρίτη (ύψος) απαιτήθηκε συνδυασμός πληροφοριών από αρχαιολογικές έρευνες και φωτογραφίες. Το μοντέλο ολοκληρώθηκε, φτάνοντας σε αριθμό τα πολύγωνα. 4.7 Υλοποίηση διαδραστικής εφαρμογής Η υλοποίηση της εφαρμογής έγινε σε διαφορετικά στάδια, σε καθένα από το οποία χρησιμοποιήθηκαν διαφορετικά εργαλεία και μέθοδοι. Το πρώτο στάδιο αφορούσε τη συλλογή δεδομένων, τόσο ιστορικών πληροφοριών για το φρούριο, όσο και οπτικού υλικού από όλο το μνημείο, φτάνοντας σε αριθμό τις 482 φωτογραφίες. Στο επόμενο στάδιο πραγματοποιήθηκε η μοντελοποίηση του μνημείου, στο λογισμικό δημιουργίας τριδιάστατων γραφικών Maya, με βάση το αρχιτεκτονικό σχέδιο και τις φωτογραφίες, έχοντας ως τελικό αποτέλεσμα το τριδιάστατο μοντέλο σε πραγματικές διαστάσεις. Το σχέδιο ψηφιοποιήθηκε και χρησιμοποιήθηκε ως επίπεδο πάνω στο οποίο δημιουργήθηκε το μοντέλο. Σε αυτό το σημείο αξίζει να αναφερθεί ότι στο μοναδικό αρχιτεκτονικό σχέδιο που υπήρχε, διαπιστώθηκαν ανακρίβειες σε σχέση με τις φωτογραφίες και έπρεπε να γίνουν οι αντίστοιχες διορθώσεις στο μοντέλο. Για τη δημιουργία των 3d χρησιμοποιήθηκαν αποκλειστικά πολύγωνα, καθώς το λογισμικό unity δεν είναι συμβατό με άλλης μορφής γεωμετρία, όπως είναι τα nurbs. Η κύρια τεχνική διαμόρφωσης των πολυγώνων, από την οποία προέκυψε ο μεγαλύτερος όγκος των περιτειχίσματος του κάστρου ήταν η extrude. Τα επιπλέον τμήματα ενώθηκαν στην πορεία με το κεντρικό κομμάτι, συγχωνεύοντας τα κοινά τους σημεία και δημιουργώντας έναν ενιαίο όγκο. Σε περιπτώσεις που ήταν απαραίτητη η χρήση Booleans, η γεωμετρία που προέκυπτε έπρεπε να υποστεί επεξεργασία έτσι ώστε να καταργηθούν τα αρχικά κομμάτια που την αποτελούσαν και να προκύψει ένα αντικείμενο χωρίς τη δυνατότητα αντιστροφής του Boolean. Αυτό έγινε διότι το Unity δεν δέχεται Booleans ως γεωμετρία. Όπου ήταν απαραίτητη η παραμόρφωση των αντικειμένων για την κατάληξη σε ένα ρεαλιστικό αποτέλεσμα, χρησιμοποιήθηκαν τα εργαλεία soft selection, για την 21

22 αναλογική μετακίνηση σημείων και sculp geometry tool για την ομαλή παραμόρφωση επιφανειών. Στο τέλος της μοντελοποίησης, για οικονομία υπολογιστικών πόρων, απλοποιήθηκαν οι γεωμετρίες με πολλά πολύγωνα έχοντας ως στόχο τα κοινά σημεία ποιότητας και απόδοσης. Επιπρόσθετα, για τον ίδιο λόγο αφαιρέθηκαν πολύγωνα από μοντέλα με πολλές επιφάνειες, τα οποία δεν ήταν εμφανή στο χρήστη, όπως τα εσωτερικά τμήματα των βράχων. Εικόνα 1: Χρήση του αρχιτεκτονικού σχεδίου σε επίπεδο 22

23 Εικόνα 2: Παραμορφωμένη γεωμετρία με το εργαλείο Sculp geometry tool Εικόνα 3: O Θόλος με την πανοραμική φωτογραφία των 360 μοιρών Στη συνέχεια οι φωτογραφίες του φρουρίου χρησιμοποιήθηκαν για την αναπαραγωγή των textures, τα οποία έπρεπε να επεκταθούν σε επαρκείς διαστάσεις για το 3d. Ταυτόχρονα δημιουργήθηκε η πανοραμική φωτογραφία, που αποτυπώνει το οπτικό πεδίο γύρω από το κάστρο σε 23

24 γωνία 360 και η οποία επενδύει ένα θόλο, στο κέντρο του οποίου βρίσκεται το τριδιάστατο φρούριο. Ακολούθησε η τοποθέτηση των textures στο τριδιάστατο μοντέλο με τέτοιον τρόπο, ώστε να υπάρχει ρεαλισμός και εν μέρει να αντιπροσωπεύει το πραγματικό μνημείο. Εικόνα 4: Χρήση της υφής του μνημείου Στα επόμενα στάδια η διαδικασία μεταφέρθηκε κυρίως στο λογισμικό unity, το οποίο αποτελεί ένα εργαλείο ανάπτυξης τριδιάστατων διαδραστικών εφαρμογών. Παρόμοια λογισμικά είναι το Construct Classic και GameMaker. Σε αυτή τη φάση δημιουργήθηκε η κίνηση του χαρακτήρα, που αντιπροσωπεύει το χρήστη, τα animations των μοντέλων, τα μενού της εφαρμογής, ο φωτισμός, καθώς και τα σημεία διάδρασης. Οι διαφορετικές χρονικές περιόδους του φρουρίου, καθώς και τα ευρήματα που τις αποδεικνύουν αποτέλεσαν τα κριτήρια επιλογής των σημείων διάδρασης. Ο χαρακτήρας του πρώτου προσώπου έχει μέγεθος αναλογικό με το υπόλοιπο μοντέλο και ύψος μέσου ενήλικα, έτσι ώστε να συμβάλει στην εμβύθιση. Σε ανάλογο μοτίβο δημιουργήθηκε και η κίνησή του, η οποία προσδίδει φυσικότητα. Τα animations που πραγματοποιούνται με την κάθε διάδραση, λειτουργούν συμπληρωματικά, βοηθώντας τον χρήστη να κατανοήσει της πληροφορίες που εμφανίζονται σε πλαίσιο κειμένου. Αντίστοιχη λειτουργία έχουν και οι ήχοι της εφαρμογής, παρέχοντας ακουστικά ερεθίσματα. Ο 24

25 φωτισμός της σκηνής αντιπροσωπεύει το φυσικό φωτισμό, που υπάρχει τη χρονική στιγμή της πανοραμικής φωτογραφίας. Θεωρήθηκε αναγκαίο η σχεδίαση ενός χάρτη στην πάνω δεξιά γωνία, ο οποίος προβάλλει τη θέση του χαρακτήρα σε σχέση με το κάστρο, καθ' όλη τη διάρκεια της περιήγησης. Σε αυτόν εκτός από τη θέση του, ο χρήστης μπορεί να εντοπίσει τα διάφορα σημεία διάδρασης και να μεταβεί σε αυτά με ευκολία, παίρνοντας το ρόλο του σύγχρονου εξερευνητή, ο οποίος πρέπει να ανακαλύψει τα ευρήματα ο ίδιος και όχι απλά να παρακολουθήσει μία έκθεση. Αυτό το στοιχείο είναι πολύ σημαντικό, καθώς βοηθάει το χρήστη να ταυτιστεί με τον χαρακτήρα, ο οποίος καλείται να εξερευνήσει τα μυστικά του μνημείου. Τέλος δημιουργήθηκαν τα μενού της εφαρμογής τα οποία προσφέρουν μία βασική πλοήγηση στο χρήστη και του παρέχουν οδηγίες χρήσης. Όλα τα παραπάνω πραγματοποιήθηκαν με τη συγγραφή scripts εκ του μηδενός, χωρίς εξωτερικές προσθήκες, στις γλώσσες προγραμματισμού javascript και C++. Στη συνέχεια παρουσιάζονται ενδεικτικές εικόνες της συγγραφής του κώδικα. Εικόνα 5: Κώδικας για την εμφάνιση πλαισίου κειμένου 25

26 Εικόνα 6: Κώδικας για το κλείδωμα και την αλλαγή του κέρσορα Εικόνα 7: Περιήγηση με τη βοήθεια του minimap (πάνω δεξιά γωνία) Καθ όλη τη διάρκεια της υλοποίησης της εφαρμογής παρουσιάστηκαν πολυάριθμα προβλήματα τα οποία έπρεπε να ξεπεραστούν, έτσι ώστε να ολοκληρωθεί το project. Ίσως το σημαντικότερο και το πιο απρόβλεπτο από αυτά ήταν το ίδιο το μνημείο. Εκτός από την έλλειψη πληροφοριών λόγω μικρού αριθμού αρχαιολογικών ερευνών, το γεγονός ότι με το πέρας της 26

27 θερινής περιόδου το φρούριο έκλεισε, αποτέλεσε μεγάλο πλήγμα στη συγκέντρωση περισσότερου υλικού, κυρίως φωτογραφιών. Επιπρόσθετα, όπως αναφέρθηκε πιο πάνω, οι ανακρίβειες που διαπιστώθηκαν μετέπειτα στο αρχιτεκτονικό σχέδιο, οδήγησαν στη διόρθωση ενός μεγάλου μέρους του τριδιάστατου μοντέλου καθυστερώντας την ολοκλήρωση. Προβλήματα αντιμετωπίστηκαν και από πλευράς λογισμικών, καθώς παρατηρήθηκαν πολλές ασυμβατότητες ανάμεσα στο Maya και το Unity, γεγονός το οποίο οδήγησε στη μετατροπή δεδομένων σε άλλες μορφές, έτσι ώστε να υπάρξει συνεργασία. Στο ίδιο στάδιο μπορούν να ενταχθούν και οι ελλείψεις που είχε η συγκεκριμένη έκδοση του Unity, που ήταν αδύνατον να ξεπεραστούν, καθώς δεν υπήρχε η οικονομική δυνατότητα για την απόκτηση της πλήρους έκδοσης. Ένα παράδειγμα από αυτές τις ελλείψεις αποτελεί η μη ρεαλιστική αντιμετώπιση του φωτός από το μοντέλο, καθώς αυτό διαπερνά τα στερεά σώματα. 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η δημιουργία μιας τριδιάστατης διαδραστικής εφαρμογής δεν είναι απλά μία ψηφιοποίηση της πολιτισμικής κληρονομιάς και δεν θα πρέπει να αντιμετωπίζεται με αυτόν τον τρόπο. Για την πραγματοποίηση ενός τέτοιου έργου απαιτείται απόλυτη διεπιστημονική συνεργασία και κατανόηση του στόχου που έχει μία τέτοια προσπάθεια. Ο στόχος αυτός δεν είναι η χρησιμοποίηση των αρχαιολογικών δεδομένων έτσι ώστε να δημιουργηθεί ένα αντίγραφο του πρωτότυπου, καθώς έτσι, έστω και η παραμικρή απόκλιση από την πραγματικότητα πρέπει να θεωρείται κατακριτέα. Ωστόσο δεν είναι αυτή η σπουδαιότητα που προσφέρει μία τέτοια αναπαράσταση. Μέσα από τη διαδικασία υλοποίησης μιας τέτοιας εργασίας διαπιστώθηκε, ότι όχι μόνο προσφέρει έναν εναλλακτικό και ίσως πιο αποδοτικό τρόπο μεταφοράς της πληροφορίας, αλλά κυρίως μέσα από την εικονική εμπειρία που προσφέρει, τα δεδομένα που άλλοτε θα έμεναν κλειστά μέσα στην κοινότητα της αρχαιολογίας, έχουν τη δυνατότητα να προβληθούν και να διαδοθούν σε περισσότερες και μεγαλύτερες ομάδες. Η χρήση τέτοιων μέσων δεν εξασφαλίζει την συντήρηση και την προστασία 27

28 της πολιτισμικής κληρονομιάς αλλά συμβάλλει στην προβολή της. 5.1 Μελλοντικές Προεκτάσεις Ένα από τα πλεονεκτήματα που προσφέρει η εφαρμογή είναι η ευλυγισία στη χρήση της. Η ψηφιακή μορφή της, της δίνει τη δυνατότητα εισχώρησης σχεδόν σε όλα τα στάδια προβολής του μνημείου. Σε πρώτο στάδιο η εφαρμογή μπορεί να ενσωματωθεί στις ιστοσελίδες που περιέχουν πληροφορίες για το μνημείο, όπως το site του δήμου της Μήθυμνας. Μία ακόμα εκδοχή, είναι η προβολή της εφαρμογής στον ίδιο τον αρχαιολογικό χώρο, μέσα σε ειδικό διαμορφωμένο κιόσκι, στο οποίο ο επισκέπτης θα μπορεί να πάρει επιπλέον πληροφορίες, καθώς δεν υπάρχει κάποιες ξεναγός στο μνημείο. Εξίσου σημαντική είναι και η δυνατότητα συνδυασμού της εφαρμογής με κάποιο σύστημα GIS, με το οποίο ο χρήστης, έχοντας μία φορητή συσκευή, θα μπορεί να βλέπει τη θέση του στον χάρτη της εφαρμογής και καθώς συναντάει ένα από τα σημεία διάδρασης, θα μπορεί να ανακαλύψει το σημείο αυτό και στο πραγματικό μνημείο. Λόγω της ακρίβειας του μεγέθους του ψηφιακού κάστρου, το μοντέλο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ερευνητικούς και άλλους σκοπούς, όπως μία μελλοντική μελέτη για ανάδειξη του χώρου. 28

29 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Barceló Juan A., J.A., 2000, Visualizing What Might Be: An Introduction To Virtual Reality Techniques In Archaeology, στο Juan A.Barceló, J.A., Forte, M. και Sanders, D.H. (επιμ.), Virtual Reality In Archaeology, Archeopress, Oxford (British Archaeological Reports, International Series #843), σ Barceló Juan A., J.A., Virtual Reality for Archaeological Explanation. Beyond Picturesque Reconstruction, Archeologia e Calcolatori, 12, σ Barceló Juan A., J.A., Virtual museums, when heritage does not exist. Barcelona: Universitat de Barcelona. Barceló Juan A., J.A., Maurizio Forte, M. F. και Donald H. Sanders, D. S., 2000, The diversity of archaeological virtual worlds [online] Διαθέσιμο στo: [Τελευταία επίσκεψη 2/2/2012]. Barceló Juan A., J.A., Vicente, O., Some Problems in Archaeological Excavation 3D Modelling, στο Enter Τhe Past. The Ε-Way Into The Four Dimensions Of Cultural Heritage, Magistrat der Stadt Wien-Referat Kulturelles Erbe-Stadtarchäeologie-Wien. ArcheoPress, Οxford (British Archaeological Reports, International Series #1227). Chen Qiyang, C. Q., Human Computer Interaction: Issues and Challenges. Hershey: IGP. Cockton Gilbert, C. G. και Christian Gram, C. G., Design Principles for Interactive Software. Oxford: Springer. Daly Patrick, D. P. και Thomas L. Evans, T. E., Digital Archaeology: 29

30 Bridging Method and Theory. Oxford: Routledge. Devlin Kate, D. K., Chalmers Alan, C. A. και Brown Duncan, B. D., 2002, Predictive Lighting And Perception In Archaeological Representations [pdf] Διαθέσιμο στo: [Τελευταία επίσκεψη 2/2/2012]. Dicker George R., D. G., 2003, The Future of 3D Graphics Technology: Will the Movies Maintain Their Lead on the Desktop? [pdf] Διαθέσιμο στo: [Τελευταία επίσκεψη 28/1/2012]. Domagk Steffi, D. S., Schwartz Ruth N., S. R. και Jan L. Plass, J. P., 2010, Interactivity in multimedia learning: An integrated model, Computers in Human Behavior, 26, σ Forte Maurizio, M.F., Virtual Archaeology. Oxford: Harry N. Abrams. Frischer Bernard, F.B., Niccolucci Franco, N. F., Nick Ryan, N. R. και Barceló Juan A., B. J., 2000, From CVR to CVRO: The Past, Present, and Future of Cultural Virtual Reality [pdf] Διαθέσιμο στo: [Τελευταία επίσκεψη 2/2/2012]. Gaitatzes Athanasios, G.Α., Christopoulos Dimitrios, C.D., Voulgari Aimilia, V.A. και Roussou Maria, R.M., 2006, Hellenic Cultural Heritage through Immersive Virtual Archaeology [pdf] Διαθέσιμο στo: VSMM/VSMM_00/gaitatzes_vsmm00_final.pdf [Τελευταία επίσκεψη 4/2/2012]. Intel, 2005, Moore s Law [pdf] Διαθέσιμο στo: ftp://download.intel.com/museum/ 30

31 Moores_Law/Printed_Materials/Moores_Law_2pg.pdf επίσκεψη 2/2/2012]. [Τελευταία Jones Stephen, J. S., 2004, Interaction Theory and the Artwork [pdf] Διαθέσιμο στo: f [Τελευταία επίσκεψη 4/2/2012]. Katsianis Markos, K.M., Tsipidis Spyros, Τ. Σ., Kostas Kotsakis, Κ. Κ. και Alexandra Kousoulakou, K. A., 2008, A 3D digital workflow for archaeological intra-site research using GIS, Journal of Archaeological Science, 35(3), σ Kirk Colleen.P, K. C., Chiagouris Larry, C. L. και Pradeep Gopalakrishna, P. G., 2012, Some people just want to read: The roles of age, interactivity, and perceived usefulness of print in the consumption of digital information products, Journal of Retailing and Consumer Services, 19, σελ Kuanchin Chen, K.C. και Yen David C., Y. D., 2004, Improving the quality of online presence through interactivity, Information & Management, 42, σελ Lock Gary R., L. G., Using computers in archaeology: towards virtual pasts. London: Routledge. Pavlidis George, P. G., Koutsoudis Anestis, K. A., Arnaoutoglou Fotis, A. F., Tsioukas Vassilios, T. V. και Chamzas Christodoulos, C. C., 2007, Methods for 3D digitization of Cultural Heritage, Journal of Cultural Heritage, 8, σελ Pujol Laia, P. L., Archaeology, museums and virtual reality, Revista Digital d Humanitats, [pdf] Διαθέσιμο στo: 31

32 [Τελευταία επίσκεψη 4/2/2012]. eng/pujol0304/pujol0304.pdf Reilly Paul, R. P. και Sebastian Rahtz, S. R., Archaeology and the Information Age: A Global Perspective. Oxford: Routledge. Roberts Jonathan C., R. J. και Nick Ryan, N. R., 1997, Alternative Archaeological Representations within Virtual Worlds, Program, 44, σ Roussou Maria, R. M. και Drettakis George, D. G., 2006, Photorealism and Non-Photorealismin Virtual Heritage Representation [pdf] Διαθέσιμο στo: [Τελευταία επίσκεψη 4/2/2012]. Serengul Smith-Atakan, S. S., Human-Computer Interaction. London: Cengage Learning EMEA. Svanaes Dag, 2001, Steps to a Phenomenology of Human-Computer Interaction, Understanding Interactivity [pdf] Διαθέσιμο στo: interactivity.pdf [Τελευταία επίσκεψη 4/2/2012]. Λούπου-Ρόκου Αθηνά-Χριστίνα, Λ. Α, Η Μήθυμνα και το Κάστρο της, Λεσβιακά, 18, σ Λούπου-Ρόκου Αθηνά-Χριστίνα, Λ. Α., Αιγαίο Κάστρα και Καστέλλια. Αθήνα: Αδάμ Πέργαμος. Δικτυακοί Τόποι Wayne E. Carlson, CGI Historical Timeline. [Html] Διαθέσιμο στo: [Τελευταία επίσκεψη 32

33 6/2/2012]. 33