Προτεινόμενη εικονική περιήγηση σε κατανεμημένους ψηφιακούς μουσειακούς χώρους Στέλιος Χ. Ζερεφός, Δρ. Αρχιτέκτων Μηχανικός Σχολή Αρχιτεκτόνων, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο stelios@zerefos.gr Εισαγωγή Το εικονικό περιβάλλον θεωρείται ως ένα αποτελεσματικό μέσο για τη διαδραστική αναπαράσταση εικόνων. Όμως οι διαφορές μεταξύ του πραγματικού και του εικονικού περιβάλλοντος υπήρξαν το κεντρικό θέμα αρκετών ερευνών (π..χ. Leach, 2002) ιδιαίτερα στην αντίληψη, στην κατανόηση αντικειμένων και στην περιηγητική ικανότητα, η οποία ορίζεται ως η ικανότητα εύρεσης ενός προορισμού και η αναγνώρισή του (Peponis et. al., 1990). Η συνολική γνώση της περιήγησης σε ένα περιβάλλον καθορίζεται από τον όρο περιηγητική αντίληψη, η οποία μπορεί να διαχωριστεί σε δύο είδη αντίληψης. Η πρώτη είναι η διαδικαστική περιηγητική αντίληψη, η οποία αναφέρεται στον περιηγητή και συνήθως αποκτάται με την εξερεύνηση νέων περιοχών, ενώ η δεύτερη είναι η χωρογραφούμενη γνώση, η οποία αποκτάται μετά από πολλαπλές εξερευνήσεις ενός περιβάλλοντος χρησιμοποιώντας διαφορετικές προσεγγίσεις. Οι διαφορές μεταξύ της διαδικαστικής περιηγητικής αντίληψης και της χωρογραφούμενης γνώσης είναι ότι με την πρώτη η περιήγηση μπορεί να πραγματοποιηθεί επιτυχώς από ένα αντικείμενο σε ένα άλλο, αλλά οι διάφορες προσεγγίσεις προς τον τελικό προορισμό είναι άγνωστες. Η χωρογραφούμενη γνώση, αντιθέτως, έχει ως κύριο χαρακτηριστικό την αναφορά στο ευρύτερο περιβάλλον. Επομένως, παρά το γεγονός ότι κάποιος με διαδικαστική περιηγητική αντίληψη μπορεί να μετακινείται μέσα σε έναν εικονικό χώρο επιτυχώς, η χωρογραφούμενη γνώση είναι εκείνη που θεωρείται ως η πρωταρχική εμπειρία στους εικονικούς χώρους (Presson and Hazelrigg 1984). Για την απόκτηση της περιηγητικής αντίληψης σε εικονικά περιβάλλοντα κρίνεται απαραίτητη η εφαρμογή μιας δυναμικής διαδικασίας την οποία περιγράφουν οι Siegel και White (1975) και ονομάζεται «Σειριακό και Ιεραρχικό Μοντέλο». Αυτό το μοντέλο αποτελείται από τέσσερα διακριτά μέρη εκ των οποίων τα δύο πρώτα αφορούν στην διαδικαστική αντίληψη του χώρου και τα δύο τελευταία στην χωρογραφούμενη γνώση. Το πρώτο μέρος ασχολείται με την αναγνώριση αντικειμένων μέσα στο χώρο, τα οποία είναι σημαντικά λόγω της προσωπικής σημασίας τους στο άτομο που περιηγείται (Lynch, 1960). Το δεύτερο μέρος χαρακτηρίζεται από τις διαδρομές και τους συνδέσμους που δημιουργούνται μεταξύ δύο αντικειμένων. Το τρίτο μέρος αφορά στην πρωταρχική γνώση που αποκτάται από τη συνεχόμενη περιήγηση στο εικονικό περιβάλλον και τέλος το τέταρτο μέρος χαρακτηρίζεται από τη δευτερεύουσα γνώση, η οποία χρησιμοποιεί χάρτες και άλλα μέσα για την περαιτέρω χωρική κατανόηση στο εικονικό περιβάλλον.
Η εργασία αυτή χρησιμοποιεί τις παραπάνω θεωρητικές προσεγγίσεις της αντίληψης και της κατανόησης σε εικονικούς χώρους, έτσι ώστε να προσπαθήσει να προτείνει ορισμένες βασικές αρχές στη δημιουργία εικονικών μουσείων και να διευκολύνει την εικονική περιήγηση των επισκεπτών μέσα σε αυτά. Επιπλέον, η χρήση του διαδικτύου ως εκπαιδευτικού και εκθεσιακού μέσου έχει άμεση εφαρμογή στα μουσεία, καθώς επιτρέπει, αφενός, την απαραίτητη διαδραστικότητα που απαιτείται για τη συλλογή πληροφοριών για κάποιο θέμα, ενώ, αφετέρου, η απαραίτητη χρήση των ηλεκτρονικών υπολογιστών δίνει, μέσω ευρέως διαδεδομένων εφαρμογών, τη δυνατότητα της εικονικής πραγματικότητας σε οποιοδήποτε ηλεκτρονικό υπολογιστή ανά την υφήλιο. Το κατανεμημένο εικονικό μουσείο Τα περισσότερα εικονικά μουσεία σήμερα και συγκεκριμένα οι ιστοσελίδες γνωστών μουσείων στο διαδίκτυο, βασίζονται σε στατικές εικόνες (αρκετές φορές και τρισδιάστατα περιστρεφόμενες εικόνες) και περιγραφές των εκθεμάτων τους. Οι περιγραφές αυτές κυρίως λόγω της φύσης του διαδικτύου μπορεί να έχουν συνδέσμους προς ιστοσελίδες διαφορετικών μουσείων για περαιτέρω πληροφορίες πάνω σε κάποιο θέμα καθιστώντας τα κατανεμημένα μουσεία (distributed). Συγκεκριμένα, το κατανεμημένο μουσείο βασίζεται στην αρχή ότι οι πληροφορίες που εκθέτει μπορούν να συμπληρωθούν ή να συμπληρώσουν πληροφορίες για κάποιο έκθεμα σε διαφορετικό μουσείο. Κατ αυτόν τον τρόπο η γνώση που αποκτά ο επισκέπτης είναι περισσότερο λεπτομερής για το έκθεμα, ο οποίος έχει και τη δυνατότητα να επιλέξει τη θεματική περιοχή των πληροφοριών που θέλει να μάθει χωρίς να διαβάζει αόριστα κείμενα που μακρυγορούν από σελίδες αναζήτησης στο διαδίκτυο. Όμως, η οπτική κατανόηση του εκθέματος τις περισσότερες φορές δεν είναι πλήρης είτε γιατί η εικόνα του εκθέματος δεν μπορεί να το παρουσιάζει ελεύθερα σε τρισδιάστατη μορφή (όπως δηλαδή θα το έβλεπε κάποιος αν επισκεπτόταν φυσικά το μουσείο) ή επειδή μπορεί να έχει διασπασθεί σε μικρότερα τμήματα, τα οποία να βρίσκονται σε διαφορετικά μουσεία, είτε επειδή το έκθεμα είναι δυσκολότερο να κατανοηθεί μόνο του και κρίνεται επιτακτική η οπτική πληροφορία του περιβάλλοντος χώρου. Σε όλους τους παραπάνω λόγους μπορεί να αντεπεξέλθει η τεχνολογία της εικονικής πραγματικότητας. Ο γενικότερος όρος εικονική πραγματικότητα και όλα τα παράγωγά του (εικονικός χώρος, εικονικό μουσείο κλπ.) χρησιμοποιείται για την περιγραφή εφαρμογών σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές, με τις οποίες μπορεί κάποιος να αλληλεπιδρά με δεδομένα τρισδιάστατου χώρου σε πραγματικό χρόνο. Η χρησιμοποίηση του όρου αυτού όμως είναι διττή επειδή μπορεί να εστιάσει είτε στην εικονική πραγματικότητα ως μέσον αναπαράστασης, είτε ως σύστημα αναπαράστασης (Whyte, 2002). Θεωρώντας την εικονική πραγματικότητα ως μέσον αναπαράστασης, επικεντρωνόμαστε στις αναπαραστάσεις της πραγματικότητας και τη σημασία τους στη χρήση της για διάφορες εφαρμογές. Ως μέσον η εικονική πραγματικότητα έχει τρία διακριτά χαρακτηριστικά: 1. Είναι αλληλεπιδρούσα, έτσι ώστε οι χρήστες να αλληλεπιδρούν με τον τρισδιάστατο χώρο και με τα αντικείμενα που βρίσκονται μέσα σε αυτόν, 2. είναι χωρική, επειδή ο χώρος και τα αντικείμενα αναπαριστώνται σε τρεις χωρικές διαστάσεις και 3. είναι σε πραγματικό χρόνο, επειδή η ανάδραση από τυχόν επιλογές του χρήστη εφαρμόζεται χωρίς σημαντική παύση.
Αντιθέτως, ως σύστημα αναπαράστασης εννοείται το λογισμικό και τα μηχανικά μέρη των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Τα συστήματα εικονικής πραγματικότητας μπορούν να χωρισθούν σε: 1. Απορροφούμενα (immersive), τα οποία περικλείουν τον περιηγητή παρέχοντας μία άμεση εμπειρία του εικονικού χώρου. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται ειδικές συσκευές όπως κράνη και συστήματα αναπαράστασης μεγάλου μεγέθους. Το μειονέκτημά τους όμως είναι ότι απαιτούν αρκετά μεγάλη υπολογιστική ισχύ για να παρέχουν εικονικά περιβάλλοντα υψηλού ρεαλισμού και επομένως δεν ενδείκνυνται για οικιακή χρήση. 2. Μή-απορροφούμενα (non-immersive), τα οποία χρησιμοποιούν μεν τις ίδιες τεχνικές αναπαράστασης, αλλά παρουσιάζονται μέσω απλών οθονών. Τα συστήματα αυτά δεν απαιτούν πολλή επεξεργαστική ισχύ και είναι επομένως κατάλληλα για την περιήγηση σε εικονικά μουσεία. 3. Συστήματα προσαυξημένης πραγματικότητας. Τα συστήματα αυτά εκθέτουν πραγματικές εικόνες με την προσθήκη ψηφιακής τεχνολογίας. Τέτοια συστήματα ελαττώνουν την ποσότητα της απαιτούμενης γεωμετρίας του χώρου, αλλά απαιτούν την παρουσία του περιηγητή στον πραγματικό χώρο της περιήγησης, επομένως μπορούν να χρησιμοποιηθούν άμεσα σε μουσειακούς χώρους, όχι όμως σε κατανεμημένα εικονικά μουσεία. Εικόνα 1. Τυπικός εικονικός χώρος περιήγησης σε εικονική πραγματικότητα
Η περιήγηση σε ένα εικονικό μουσείο προϋποθέτει την ύπαρξη ενός τρισδιάστατου περιβάλλοντος, το οποίο να μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βάση για την περιήγηση και την εισαγωγή των εκθεμάτων. Το εικονικό αυτό περιβάλλον κατασκευάζεται με ψηφιακά τρισδιάστατα μοντέλα, τα οποία μπορούν να απεικονίζουν ρεαλιστικά έναν πραγματικό ή φανταστικό χώρο, ο οποίος συνήθως έχει ως σημεία αναφοράς πατώματα, τοίχους και οροφές, έτσι ώστε οι περιηγητές να μπορούν να προσανατολίζονται και να συγκεντρώνονται στα εκθέματα παρά στον ίδιο τον χώρο. Ο χώρος αυτός θα πρέπει να είναι σχετικά απλής σχεδίασης, με φωτισμό, ο οποίος να έχει σταθερή ένταση. Πρόσφατες μελέτες (Pechlivanidou-Liakata et. al., 2005) έδειξαν ότι η περιήγηση μέσα σε ένα εικονικό περιβάλλον επηρεάζεται άμεσα από την ένταση του φωτισμού και τις σκιές, απόρροια της φυσικής ανάγκης του ανθρώπου να προσανατολίζεται προς το φως. Συγκεκριμένα, σε ένα πείραμα που έλαβε χώρα μέσα σε ένα εικονικό περιβάλλον, παρατηρήθηκε ότι σε ένα σύνολο περιηγήσεων οι περιηγητές έτειναν, με μαθηματική ακρίβεια, να επισκέπτονται τα φωτεινότερα σημεία του εικονικού χώρου και να παρατηρούν περισσότερο τα αντικείμενα που βρίσκονταν στους φωτεινούς αυτούς χώρους. Επομένως, η συνολική παρουσίαση των εκθεμάτων μπορεί να επηρεαστεί από τον φωτισμό τους, όπως και στην πραγματικότητα, οδηγώντας τους περιηγητές σε εκθέματα που είναι εντονότερα φωτισμένα. Μέσα σ αυτόν τον εικονικό χώρο, παρουσιάζονται τα εκθέματα του μουσείου με οποιοδήποτε τρόπο παρουσίασης κι έτσι ο περιηγητής έχει τη δυνατότητα να τα περιεργαστεί από πολλές διαφορετικές γωνίες και επιλέγοντάς τα να λαμβάνει πληροφορίες για αυτά. Ο φωτισμό ενός μουσειακού εκθέματος είναι πρωταρχικής σημασίας και θα πρέπει ο σχεδιαστής του εικονικού χώρου να λαμβάνει υπόψη το ύψος και το αζιμούθιο της πηγής που φωτίζει το έκθεμα όταν το συνέλαβε ο καλλιτέχνης. Μία από τις δυσκολότερες εργασίες ενός μουσείου είναι η έκθεση τμηματικών κειμηλίων, των οποίων τα διάφορα τμήματα μπορεί να βρίσκονται σε διαφορετικά μουσεία του κόσμου, ή ακόμη και να έχουν χαθεί για πάντα. Κατ αυτόν τον τρόπο η επανατοποθέτησή τους στο ιστορικό τους περιβάλλον μπορεί να είναι αρκετές φορές αδύνατη. Για παράδειγμα, στο άγαλμα του Bakenrenef (26 η Δυναστεία) το ανώτερο τμήμα του βρίσκεται στο Μουσείο των Βρυξελλών ενώ το κατώτερο στο Μουσείο του Μπρούκλυν. Άλλα παρόμοια παραδείγματα είναι το άγαλμα του Amenophis του 3 ου, του οποίου το κεφάλι βρίσκεται στο Μητροπολιτικό Μουσείο της Νέας Υόρκης και το σώμα του βρίσκεται στο Αιγυπτιακό Μουσείο του Κάιρο, ή ακόμη η ζωφόρος του Παρθενώνα στο Βρετανικό Μουσείο, το Μαυσωλείο της Περγάμου στο Μουσείο του Βερολίνου και ο οβελίσκος του Ραμσή του 2 ου στην Place de la Concorde στο Παρίσι.
Εικόνα 2. Το άγαλμα του Bakenrenef (26 η Δυναστεία) του οποίου το ανώτερο τμήμα του βρίσκεται στο Μουσείο των Βρυξελλών ενώ το κατώτερο στο Μουσείο του Μπρούκλυν. Επίλογος Οι νέες τεχνολογίες των ηλεκτρονικών υπολογιστών και συγκεκριμένα η εικονική πραγματικότητα μπορεί να ανοίξει νέες προοπτικές για την έκθεση και την εκπαίδευση κειμηλίων όπως τα ανωτέρω, τα οποία, κυρίως λόγω της καταστροφικής και εγωιστικής ανθρώπινης φύσης έχουν διαμελιστεί και διασπαρθεί σε διαφορετικές γωνιές του πλανήτη. Η τρισδιάστατη αναπαράσταση τέτοιων κειμηλίων στον εικονικό χώρο αποτελεί μία νέα πρόκληση στη δημιουργία κατανεμημένων εικονικών μουσείων, τα οποία διακρίνονται από την ιδιότητά τους να συλλέγουν πληροφορίες μέσω του διαδικτύου από άλλα μουσεία ή και βιβλιοθήκες και να συνθέτουν τις πληροφορίες αυτές, έτσι ώστε να παρουσιάζουν εικονικά τα ολοκληρωμένα κειμήλια, με πολλές λεπτομέρειες, ακόμη και να τα τοποθετούν στην αρχική τους θέση. Κατ αυτόν τον τρόπο, ο επισκέπτης του κατανεμημένου εικονικού μουσείου, έχει τη δυνατότητα να παρατηρήσει ολοκληρωμένα εκθέματα, να ανατρέξει σε πληροφορίες των εκθεμάτων αυτών μέσω ιστοσελίδων διαφόρων μουσείων ή ακόμη, στην περίπτωση που τα εκθέματα είναι λείψανα κτιρίων, να περιηγηθεί εικονικά μέσα σε κτίρια που δεν υπάρχουν πια, πλήρως σεβόμενος τα εκθέματα αυτά από τη στιγμή που τα πάντα είναι εικονικά και δεν υπάρχουν φυσικές προσθήκες, οι οποίες μπορούν να αλλοιώσουν τα εκθέματα.
Βιβλιογραφία Leach, N. (Ed.). (2002). Designing for a Digital World. Chichester: Wiley-Academy. Lynch, K. (1960). The Image of the City. Cambridge, MA: MIT Press. Pechlivanidou-Liakata, A., Zerefos, S. C., Zerefos, S. N. (2005), Perceptual and Cognitive Factors That Influence Orientation in Computer Generated Architectural Space, International Journal of Architectural Computing, 2(3):245-253. Peponis, J., Zimring, C. and Choi, Y.K. (1990). Finding the Building in Wayfinding. Environment and Behavior 22(5):555-590. SAGE Publications. Presson, C.C. and Hazelrigg, M.D. (1984). Developmental and Individual Differences in Verbal and Spatial Reasoning. Individual Differences in Cognition. eds. Dillon, R.F. and Schmeck, R.R. NY:Academic Press. Siegel, A.W. and White, S.H. (1975). The Development of Spatial Representation of Large-Scale Environments. Advances in Child Development and Behavior. ed. Reese, H. W. NY:Academic Press. Whyte, J. (2002), Virtual Reality and the Built Environment, Oxford: Architectural Press.