ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ. Μαραγδούλη Φωτεινή ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΣΧΕ ΙΑΣΗΣ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΣΧΕ ΙΑΣΗΣ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Προσωποποιημένοι Τουριστικοί Ψηφιακοί Οδηγοί σε Αρχαιολογικά Περιβάλλοντα. Μελέτες περιπτώσεων εφαρμογής των Συστημάτων Κινητής και Φορετής Επαυξημένης Πραγματικότητας. Μαραγδούλη Φωτεινή

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΣΧΕ ΙΑΣΗΣ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ============================================ ΤΙΤΛΟΣ: Προσωποποιημένοι Τουριστικοί Ψηφιακοί Οδηγοί σε Αρχαιολογικά Περιβάλλοντα. Μελέτες περιπτώσεων εφαρμογής των Συστημάτων Κινητής και Φορετής Επαυξημένης Πραγματικότητας. ============================================ Μαραγδούλη Φωτεινή Α.Μ : 511/2000 041 Επιβλέπων: Κυριακουλάκος Παναγιώτης Μέλη Επιτροπής: Βοσινάκης Σπυρίδων Κουτσάμπασης Παναγιώτης 2

Θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά, τον επιβλέποντα της διπλωματικής μου εργασίας κ. Κυριακουλάκο Παναγιώτη, του οποίου η καθοδήγηση και η συμβολή ήταν ανεκτίμητη κατά τη διάρκεια της εκπόνησης. Την οικογένεια και τους φίλους μου Έλενα, Γιώργο για τη βοήθεια, την ενθάρρυνση και τη συμπαράσταση κατά τη συγγραφή αυτής της διπλωματικής. 3

Στον πατέρα μου, ημήτρη. 4

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 7 Ορισμός του Προβληματικού Χώρου.... 7 Μεθοδολογία Προσέγγισης.... 8 Στόχοι της ιπλωματικής Εργασίας.... 9 ομή της ιπλωματικής Εργασίας.... 9 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1... 12 ΕΠΑΥΞΗΜΕΝΗ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ... 12 1.1 Τί είναι η Επαυξημένη Πραγματικότητα;... 12 1.1.1 Σύγχρονη Επισκόπηση.... 12 1.1.2 Σημερινή Πραγματικότητα.... 14 1.1.3 Επαυξημένη Πραγματικότητα σε εξωτερικά περιβάλλοντα.... 15 1.1.4 Επιστημονικά Θέματα.... 16 1.1.5 Λογισμικό Software... 17 1.2 Μελέτη των Συστημάτων Επαυξημένης Πραγματικότητας σε εξωτερικά περιβάλλοντα.... 19 1.2.1 Συσκευές χειρός.... 19 1.2.2 Εύρεση σημείου θέσης σε εξωτερικό περιβάλλον.... 19 1.2.3 Απεικονίσεις.... 20 1.2.4 Συστήματα Ανίχνευσης.... 20 1.2.5 Ασύρματη Επικοινωνία.... 21 1.3 Επαυξημένη Πραγματικότητα σε εξωτερικούς χώρους πολιτισμικού ενδιαφέροντος... 21 1.3.1 Εφαρμογές Επαυξημένης Πραγματικότητας στην Πολιτισμική Κληρονομιά κατά τη δεκαετία 1990 2000.... 22 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2... 30 ΜΕΛΕΤΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΕΠΑΥΞΗΜΕΝΗΣ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΚΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΑ ΩΣ ΠΡΟΣΩΠΙΚΟΣ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΚΟΣ Ο ΗΓΟΣ ARCHEOGUIDE... 30 2.1 ARCHEOGUIDE.... 30 2.1.1 Η σύλληψη της ιδέας.... 30 2.1.2 Αρχιτεκτονική του συστήματος.... 31 2.1.3 Πειράματα ARCHEOGUIDE.... 33 2.1.4 Συνοπτική αξιολόγηση ARCHEOGUIDE.... 36 5

2.2 Αποτελέσματα ARCHEOGUIDE.... 38 2.2.1 Εισαγωγή... 38 2.2.2 Context awareness και Κινητές Εφαρμογές Πολιτισμικής Κληρονομιάς.... 38 2.2.3 Η ανάπτυξη της πλατφόρμας intguide.... 39 2.2.4 Markerless Ανίχνευση σε πραγματικό χρόνο για εφαρμογές Επαυξημένης Πραγματικότητας σε εξωτερικά περιβάλλοντα.... 40 2.2.5 Μετά το ARCHEOGUIDE: Αναπαραγωγή Εικονικής Ζωής.... 44 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3... 47 ΕΙΚΟΝΙΚΗ ΖΩΗ ΣΕ ΠΟΛΙΤΙΣΜΙΚΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΑ ΕΠΑΥΞΗΜΕΝΗΣ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑΣ- LIFEPLUS, LoVEUS.... 47 3.1 LIFEPLUS.... 47 3.1.1 Υποδομή του συστήματος.... 47 3.1.2 Ο Οδηγός.... 48 3.1.3 Προσομοίωση Ζωής.... 51 3.2 LoVEUS.... 54 3.2.1 Περιγραφή.... 54 3.2.2 Αρχιτεκτονική LoVEUS.... 56 3.2.3 Καινοτόμες τεχνολογίες.... 57 3.3 Σύγκριση ARCHEOGUIDE, LIFEPLUS και LoVEUS.... 58 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4... 63 ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΕΞΕΛΙΞΕΙΣ.... 63 4.1 Καθορισμός ενός πλαισίου υπηρεσιών για τον επισκέπτη.... 63 4.2 Συστήματα Επίγνωσης Πλαισίου και σύγχρονες εφαρμογές Πολιτισμικής Κληρονομιάς.... 64 4.2.1 CIMAD.... 66 4.3 Προσωποποιημένη Επαυξημένη Πραγματικότητα σε μουσεία.... 67 4.3.1 Σχεδίαση και Υλοποίηση οδηγού Επαυξημένης Πραγματικότητας.... 68 4.3.2 Κατηγοριοποίηση λειτουργιών φορητών οδηγών σε μουσεία.... 69 4.3.3 Η ταξινόμηση για την υλοποίηση των φορητών οδηγών μουσείου.... 71 4.3.4 Προκύπτουσες ειδικές κατευθυντήριες γραμμές σχεδιασμού (guidelines) Επαυξημένης Πραγματικότητας.... 74 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ.... 85 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΠΗΓΕΣ... 89 6

Ορισμός του Προβληματικού Χώρου. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η Επαυξημένη Πραγματικότητα (ΕΠ), είναι η επιστήμη του πεδίου της πληροφορικής που ενισχύει (επαυξάνει) την κατανόηση της πραγματικότητας υπερθέτοντας σε αυτήν ψηφιακού τύπου απεικονίσεις μέσω της χρήσης κατάλληλων μέσων. Θεωρείται σήμερα ως υποκατηγορία της Μικτής Πραγματικότητας, παρότι η έννοια αυτή είναι μεταγενέστερη της έννοιας της ΕΠ. Η ΕΠ αλλάζει δραστικά τον τρόπο αλληλεπίδρασης με τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές, το πραγματικό περιβάλλον γύρω μας και με τους συνανθρώπους μας. Η Επαυξημένη Πραγματικότητα έχει εφαρμογή κυρίως στην στρατιωτική εκπαίδευση, την ιατρική, τις κατασκευές, την αρχιτεκτονική, την πολεοδομία, τον τουρισμό, και τη διασκέδαση. Το ερώτημα που τίθεται είναι: Η Επαυξημένη Πραγματικότητα είναι δυνατόν να ενσωματωθεί με φυσικό τρόπο στα περιβάλλοντα μουσείων και πολιτισμικού ενδιαφέροντος και να ανανεώσει τον τρόπο που βλέπουμε, προσεγγίζουμε και κατανοούμε τα παρουσιαζόμενα εκθέματα; Είναι δυνατόν να γίνει αυτό διατηρώντας παράλληλα τις κρατούσες ερμηνείες και μεθόδους επικοινωνίας; Οι απεικονίσεις Επαυξημένης Πραγματικότητας παρέχουν γνώσεις εξαιρετικού ενδιαφέροντος όταν εφαρμόζονται σε αρχαιολογικούς ή ιστορικούς χώρους ή μουσεία, για ειδικούς και μη ειδικούς επισκέπτες. Οι μη ειδικοί επισκέπτες, ιδιαίτερα αυτοί που επισκέπτονται ερειπωμένους αρχαιολογικούς χώρους, συναντούν δυσκολία στην αντίληψη της αρχικής κατάστασης ενός αρχαιολογικού περιβάλλοντος. Πρωτότυπα συστήματα εφαρμογών σε εσωτερικούς χώρους υπάρχουν στο Βέλγιο, την Πορτογαλία, τη Βραζιλία, και την Κίνα, καθώς και σε άλλες χώρες του κόσμου, σε λιγότερο όμως ανεπτυγμένη μορφή. Λίγα συστήματα έχουν δοκιμαστεί σε υπαίθρια αρχαιολογικά περιβάλλοντα κάνοντας χρήση φορητών συσκευών Επαυξημένης Πραγματικότητας (π.χ. ARCHEOGUIDE, LIFEPLUS). Η πολυπλοκότητα της σχετικής με την πολιτισμική κληρονομιά πληροφορίας είναι εμφανής στα μουσεία και άλλα ιδρύματα πολιτισμικού ενδιαφέροντος. Ο 7

επισκέπτης συχνά χρειάζεται τη γνώση των κοινωνικών, πολιτικών, πολιτισμικών, ιστορικών, οικονομικών ή επιστημονικών χαρακτηριστικών με σκοπό να προσεγγίσει και να κατανοήσει το κάθε έκθεμα. Η παραπάνω αιτία είναι ο λόγος που τα μουσεία παρέχουν στους επισκέπτες ένα ευρύ φάσμα ερμηνευτικών μέσων (κειμένου, ήχου, εικόνας), προτείνοντας συμπληρωματικές δραστηριότητες, με στόχο την υποστήριξη του κοινού στην κατανόηση των αφηγήσεων σχετικά με τα αντικείμενα της έκθεσης. Οι τεχνολογίες πολυμέσων ενσωματώνονται στο πλαίσιο αυτό με διάφορες μορφές σε σταθερές εγκαταστάσεις Μικτής και Επαυξημένης Πραγματικότητας. Τα συστήματα αυτά χρησιμοποιούν με ενθουσιασμό οι επισκέπτες των μουσείων [Ferris, 2004], αναγνωρίζοντας ότι ενθαρρύνουν την αλληλεπίδραση και τη συνεργατική συμμετοχή [Hindmarsh et al, 2002]. Μεθοδολογία Προσέγγισης. Η μελέτη στηρίζεται στη βιβλιογραφική έρευνα τόσο σε επίπεδο συγχρονίας, με βάση τα πρώτα συστήματα Επαυξημένης Πραγματικότητας που χρησιμοποιήθηκαν ως αρχαιολογικοί ψηφιακοί τουριστικοί οδηγοί, αλλά και διαχρονικά, μελετώντας την εξέλιξή τους από το έτος 2000 έως σήμερα. ίνεται σημασία στα παρακάτω σημεία: Στον τρόπο εμπλουτισμού των αρχαιολογικών περιβαλλόντων με χρήση συστημάτων Επαυξημένης Πραγματικότητας μέσα στο χρόνο. Στην καταγραφή των προδιαγραφών χρήσης και των κριτηρίων αξιολόγησης στα συστήματα αυτά, και Τέλος, επιχειρείται σύγκριση μέσα από τα παραπάνω κριτήρια και τις προδιαγραφές, με σκοπό την ομογενοποίηση των προδιαγραφών των διαφόρων εφαρμογών σε ένα ενιαίο σύνολο. Στην ερευνητική προσέγγιση της διπλωματικής εργασίας γίνεται προσπάθεια να γίνει κατανοητή η συσχέτιση της Επαυξημένης Πραγματικότητας με τα συστήματα επίγνωσης πλαισίου και τα συστήματα προσωποποίησης ψηφιακού αρχαιολογικού περιεχομένου. 8

Στόχοι της ιπλωματικής Εργασίας. Με βάση την παραπάνω μεθοδολογική προσέγγιση, οι στόχοι της διπλωματικής εργασίας αναλύονται στα εξής σημεία: Περιγραφή και κατανόηση των σχεδιαστικών προδιαγραφών των πρώτων συστημάτων φορητής Επαυξημένης Πραγματικότητας σε υπαίθριους και εσωτερικούς χώρους πολιτισμικού ενδιαφέροντος. Κατανόηση των κριτηρίων αξιολόγησης και των σχεδιαστικών προδιαγραφών, όπως εξελίχθησαν στο πεδίο αυτό διαχρονικά, από το 1998-2007. Συγκριτική μελέτη των σχεδιαστικών προδιαγραφών και κριτηρίων αξιολόγησης στα σύγχρονα αρχαιολογικά υπαίθρια και εσωτερικά περιβάλλοντα Επαυξημένης Πραγματικότητας. Εξαγωγή συμπερασμάτων ως προς τις διαμορφωμένες τάσεις στον τομέα και τις δυνατότητες ομογενοποίησης των σχεδιαστικών προδιαγραφών. Στη διάρκεια της βιβλιογραφικής μελέτης διαπιστώθηκε ότι δεν υπήρχαν πλήρως διαμορφωμένες προδιαγραφές σχεδίασης ψηφιακών αρχαιολογικών οδηγών Επαυξημένης Πραγματικότητας για υπαίθρια περιβάλλοντα, κάτι το οποίο οδήγησε στην τροποποίηση του αρχικού στόχου σχεδίασης μιας εφαρμογής με βάση τεκμηριωμένες προδιαγραφές. Το ενδιαφέρον μετατοπίστηκε στην προσπάθεια καταγραφής όλων των σχετικών προδιαγραφών για τη δημιουργία κανόνων που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε ομογενοποιημένες προδιαγραφές σχεδίασης μιας κατάλληλης εφαρμογής ή ψηφιακού αρχαιολογικού οδηγού με χρήση συστημάτων Επαυξημένης Πραγματικότητας. ομή της ιπλωματικής Εργασίας. Στο 1 ο κεφάλαιο, εισάγεται ο αναγνώστης στην Επαυξημένη Πραγματικότητα μέσα από σύγχρονες επιστημονικές προσεγγίσεις. Αναφέρονται οι τομείς εφαρμογών δίνοντας έμφαση στα εξωτερικά περιβάλλοντα Επαυξημένης Πραγματικότητας. Αναφέρεται το υλισμικό που χρησιμοποιείται σε αυτούς τους χώρους, όπως συσκευές χειρός, συσκευές απεικονίσεων, συστήματα ανίχνευσης, ασύρματη επικοινωνία αλλά και το κατάλληλο λογισμικό. Στη 9

συνέχεια και με βάση τα παραπάνω περιγράφεται η εφαρμογή της Επαυξημένης Πραγματικότητας σε περιβάλλοντα πολιτισμικού ενδιαφέροντος και αναφέρονται τα πρώτα συστήματα της δεκαετίας 1990-2000. Το 2 ο κεφαλαίο επικεντρώνεται στη μελέτη συστήματος Επαυξημένης Πραγματικότητας σε αρχαιολογικά περιβάλλοντα ως προσωπικός αρχαιολογικός οδηγός παρουσιάζοντας το σύστημα ARCHEOGUIDE. Περιγράφονται η σύλληψη της ιδέας, η αρχιτεκτονική του συστήματος-οδηγού, τα πειράματα που έλαβαν μέρος από την ομάδα εργασίας, και τα αποτελέσματα αυτών. Ύστερα εισάγεται η έννοια των συστημάτων επίγνωσης-πλαισίου στις φορητές εφαρμογές για την κατανόηση ανάπτυξης ενός μοντέλου πλατφόρμας που βασίστηκε η μελέτη περίπτωσης ARCHEOGUIDE. Στο τέλος, γίνεται μια εισαγωγή στις δυνατότητες επέκτασης του φορητού οδηγού με την ενσωμάτωση εικονικής ζωής. Στο 3 ο κεφαλαίο δίνεται σημασία στην αναβίωση της εικονικής ζωής (avatars) μέσω της μελέτης περίπτωσης LIFEPLUS, ως μια διαρκής ξενάγηση στο συνολικό αρχαιολογικό χώρο. Στη συνέχεια, με τη μελέτη περίπτωσης LoVEUS, καταδεικνύεται ο τρόπος εφαρμογής των τεχνολογιών ΕΠ με τις σημερινές φορητές συσκευές (π.χ. κινητά τηλέφωνα). Έπειτα, γίνεται συγκριτική επισκόπηση και των τριών εφαρμογών ARCHEOGUIDE, LIFEPLUS, LoVEUS. Το 4 ο κεφαλαίο επικεντρώνεται στα σημερινά συστήματα επίγνωσης πλαισίου και τις σύγχρονες εφαρμογές Πολιτισμικής Κληρονομιάς με βάση τη χαρακτηριστική εφαρμογή CIMAD, η οποία χρησιμοποιεί τη σπονδυλωτή (modular) σχεδίαση στον τομέα των εφαρμογών Πολιτισμικής Κληρονομιάς. Ύστερα γίνεται αναφορά στις προηγμένες τεχνολογίες και πώς αυτές διαμορφώνονται έως σήμερα. Στο τέλος γίνεται λεπτομερής αναφορά στην προσωποποιημένη Επαυξημένη Πραγματικότητα σε μουσεία, ξεκινώντας από τη σχεδίαση και την υλοποίηση και καταλήγοντας στις ειδικές κατευθυντήριες γραμμές σχεδιασμού που προκύπτουν (guidelines). Στα συμπεράσματα επιχειρείται η συγκριτική επισκόπηση των συστημάτων που μελετήθηκαν για τη δημιουργία ομογενοποιημένων προδιαγραφών σχεδίασης ενός γενικότερου πλαισίου για ένα φορητό ψηφιακό αρχαιολογικό οδηγό. Τέλος αναγνωρίζεται η ανάγκη για εκτενέστερη έρευνα που να στοχεύει 10

στην υλοποίηση ενός σύγχρονου εργονομικού ψηφιακού αρχαιολογικού οδηγού Επαυξημένης Πραγματικότητας. 11

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΠΑΥΞΗΜΕΝΗ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ 1.1 Τί είναι η Επαυξημένη Πραγματικότητα; 1.1.1 Σύγχρονη Επισκόπηση. Η Επαυξημένη Πραγματικότητα (ΕΠ) είναι μια σχετικά πρόσφατη επιστήμη και θεωρείται ως υποκατηγορία της Μικτής Πραγματικότητας (ΜΠ). Η ονομασία ξεκίνησε να χρησιμοποιείται ευρύτερα μετά το 1993 [Cohen, 1993], [Mackay, 2000]. Το 1994, ο Paul Milgram [York et al., 2004], στα πλαίσια της προσέγγισης κατηγοριών συσκευών Επαυξημένης Πραγματικότητας, όρισε το «Συνεχές Πραγματικότητας - Εικονικότητας», με στόχο την κατανόηση των σχέσεων ανάμεσα σε περιβάλλοντα εικονικά, μικτά και Επαυξημένης Πραγματικότητας (ΕΠ). Τα περιβάλλοντα Μικτής Πραγματικότητας χαρακτηρίζονται από το συνδυασμό του πραγματικού και του εικονικού. Αν ο πραγματικός κόσμος καταλαμβάνει την αριστερή μεριά του συνεχούς, ο εικονικός κόσμος είναι στο τέλος της δεξιάς πλευράς, Εικόνα 1-1. Ο συνδυασμός των στοιχείων που περιβάλλουν τον πραγματικό κόσμο είναι εφικτός σε ένα εικονικό περιβάλλον ΕΠ, όπως και η επικάλυψη εικονικών αντικειμένων στην προβολή του πραγματικού κόσμου, με τη προϋπόθεση να παρατηρείται ο πραγματικός κόσμος από το χρήστη ή να προβάλλεται μέσα από ένα βίντεο ή από μια διαφανή Συσκευή επί Κεφαλής Απεικόνισης ΕΠ (Head Mounted Display, HMD). Μια άλλη προσέγγιση της ΕΠ, προτείνεται από την Wendy Mackay [Mackay, 1998]. Σύμφωνα με την προσέγγιση αυτή, η οποία βασίζεται σε πολυάριθμες παρατηρήσεις πάνω σε μια σειρά μελετών περιπτώσεων, κυριαρχούν τρεις στρατηγικές που απαντούν στην ερώτηση «πώς επαυξάνεται η πραγματικότητα»: Ενισχύοντας το χρήστη, ο όποιος φορά ή κρατά μια συσκευή, με στόχο την ανάκτηση πληροφορίας για τα φυσικά αντικείμενα. Ενισχύοντας το φυσικό αντικείμενο, ενσωματώνοντας συσκευές υπολογισμού εξόδου και εισόδου. 12

Ενισχύοντας το γύρω περιβάλλον του χρήστη και το αντικείμενο με ανεξάρτητες συσκευές που συλλέγουν και παρέχουν πληροφορία. Πολλά θέματα αναδύονται από τον παραπάνω καθορισμό. Το πρώτο θέμα είναι σχετικό με τον όρο «φυσικό αντικείμενο» που χρησιμοποιείται και στις τρεις κατηγορίες. Ο ορός φυσικό αντικείμενο απαντά στην ερώτηση του «πώς» η πραγματικότητα επαυξάνεται άλλα δεν απαντά στο ερώτημα «γιατί» να Εικόνα 1-1 : «Η Συνέχεια Πραγματικής Εικονικότητας». επαυξάνεται. Το δεύτερο θέμα σχετίζεται με τη δεύτερη και τη τρίτη στρατηγική που προτείνεται από την Mackay. Κατά τη δεκαετία που πέρασε από την έκδοση αυτής της μελέτης σημειώθηκε αξιοσημείωτη πρόοδος λόγω καθημερινής χρήσης έξυπνων συσκευών και οργάνων. Στο σημείο αυτό η τεχνητή νοημοσύνη αναδύεται λόγω των έξυπνων συσκευών και της πανταχού παρούσας (ubiquitous) πληροφορικής [W3]. Η πρόοδος στο πεδίο είναι σημαντική, οπότε σημειώνεται μια νοερή γραμμή ανάμεσα στις εφαρμογές ΕΠ και των έξυπνων συσκευών ή τις εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης. Η έρευνα στην ΕΠ έχει διεπιστημονικά αποτελέσματα, έτσι ώστε οι εφαρμογές να είναι ευρέως διεσπαρμένες σε ποικίλα πεδία. Η έρευνα στους φορετούς υπολογιστές συνεισφέρει στην καλύτερη κατανόηση της ΕΠ και των εφαρμογών της. Οι Starner και Mann [Starner et al., 1995] περιέγραψαν ποικίλες εφαρμογές για τους φορετούς υπολογιστές στις όποιες παρουσιάζονταν παραλλαγές των μεθόδων ΕΠ. Οι φορητές συσκευές χειρός ήταν διαθέσιμες στο εμπόριο από το 1990. 13

Σήμερα, το πιο σημαντικό πεδίο που η ΕΠ συμβάλει σημαντικά είναι η πανταχού παρούσα πληροφορική. Οι συσκευές της συγκεκριμένης τεχνολογίας τοποθετούνται παντού στο περιβάλλον έτσι ώστε να μεταδίδονται πληροφορίες για την καλύτερη κατανόηση του περιβάλλοντα χώρου. Μερικοί ερευνητές προσεγγίζουν την ΕΠ για να καθορίσουν τις μελλοντικές διεπαφές χρήστη σε αυτό το πεδίο [Newman et al., 1999]. Πρωταρχικό ρόλο κατά Weiser θα παίξει η δυνατότητα παροχής εκατομμυρίων ασύρματων συσκευών υπολογιστή ανά άτομο για κάθε γραφείο, όλων των μεγεθών κλίμακας (από συσκευές οθόνης μήκους ενός εκατοστού σε μια συσκευή προβολής σε μέγεθος τοίχου). Το παραπάνω απαιτεί εργασία και ανάπτυξη σε τομείς όπως λειτουργικά συστήματα, διεπαφές χρήστη, διαδίκτυα, ασύρματα δίκτυα, συσκευές απεικόνισης και άλλα. Οι τεχνολογίες που υποστηρίζουν τα συστήματα ΕΠ έχουν ήδη αναπτυχτεί και παρέχουν ένα ευρύ πεδίο εργαστηριακών και εμπορικών προϊόντων. Η Επαυξημένη Πραγματικότητα θεωρείται ως παράδειγμα αλληλεπίδρασης ανθρώπου-υπολογιστή και παρέχεται στους χρήστες ως ένας νέος τρόπος διεπαφής με τον περιβάλλοντα χώρο. Κύριο χαρακτηριστικό είναι η ανίχνευση σημείου θέσης του χρήστη και η πρόθεση κατεύθυνσης-προσανατολισμός για την επίτευξη επικάλυψης των τεχνητών αντικειμένων επάνω στα φυσικά αντικείμενα μέσα στα πλαίσια αντίληψης του χρήστη. 1.1.2 Σημερινή Πραγματικότητα. Η ΕΠ είναι μια εξαιρετικά ελπιδοφόρα τεχνολογία διεπαφής χρήστη, όμως τα σύγχρονα συστήματα βρίσκονται ακόμα στο πρώιμο στάδιο του πρωτότυπου. Νέα αποτελέσματα ερευνών συνεχώς ανοίγουν το δρόμο για εξερεύνηση. Αν ένας δημιουργός στοχεύει στην ανάπτυξη μιας τεχνολογίας ΕΠ για ένα συγκεκριμένο θέμα θα πρέπει να λάβει σχεδιαστικές αποφάσεις που βελτιστοποιούν την απόδοση της ΕΠ για μια δεδομένη εφαρμογή, που βασίζεται πάνω σε συγκεκριμένη ανάλυση θέματος. Σε πολλές περιπτώσεις είναι πιθανό να δημιουργηθεί η ιδέα ειδικών λύσεων των προβλημάτων που αντιμετωπίζει η ΕΠ, με αποτέλεσμα αυτές οι ιδέες να λειτουργήσουν σωστά σε περιορισμένες περιοχές με υποστήριξη ειδικού εξοπλισμού. Αν όχι, η ανάλυση του θέματος για το σενάριο της ΕΠ αποκαλύπτει 14

ότι ο τελικός χρήστης του συστήματος υποστηρίζεται από μια μεγάλη ποικιλία σημείων και καταστάσεων, ίσως δραστηριότητες εξωτερικού περιβάλλοντος, όπου τότε εισάγεται στη σφαίρα της πραγματικής κινητής ΕΠ. Μια από τις πιο σημαντικές εφαρμογές στην ΕΠ είναι τα κινητά συστήματα ΕΠ: καθώς ο κόσμος ενισχύεται, τόσο περισσότερο ο χρήστης κινείται μέσα στο πραγματικό κόσμο, και ολοένα και περισσότερα αντικείμενα ενδιαφέροντος ανακαλύπτονται προς ενίσχυση. Στο πεδίο της ΕΠ, η έρευνα ξεκίνησε αρχικά σε εσωτερικά περιβάλλοντα όπου το υλισμικό διατίθεται σε μεγάλη ποσότητα με κατανάλωση σημαντικής ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς πολλούς περιορισμούς κατά τη χρήση. Καθώς το υλισμικό μετατρεπόταν σε μικρότερα μεγέθη και με μεγαλύτερη ισχύ, οι ερευνητές παρουσίαζαν περισσότερα πολύπλοκα συστήματα με αποτέλεσμα η τεχνολογία να μπορεί να εφαρμοστεί και στα εξωτερικά περιβάλλοντα. Τα πεδία που βρίσκει εφαρμογή η ΕΠ ποικίλουν, ξεκινούν από εφαρμογές ιατρικής, καταλήγουν σε εφαρμογές συναρμολόγησης και συντήρησης μηχανολογικών συστημάτων, σε εφαρμογές σεναρίου στο πεδίο της ψυχαγωγίας και της εκπαίδευσης καθώς και στην Πολιτισμική Κληρονομιά (ΠΚ). Στην Πολιτισμική Κληρονομιά η ΕΠ υλοποιείται με τους Προσωποποιημένους Τουριστικούς Ψηφιακούς Οδηγούς σε Αρχαιολογικά Περιβάλλοντα που αποτελεί και το κυριότερο θέμα της ιπλωματικής Εργασίας. 1.1.3 Επαυξημένη Πραγματικότητα σε εξωτερικά περιβάλλοντα. Ο στόχος ενός συστήματος Επαυξημένης Πραγματικότητας σε εξωτερικό περιβάλλον, είναι να επιτρέπεται στον άνθρωπο-χειριστή να κινείται ελευθέρα χωρίς κανένα περιορισμό μέσα στο περιβάλλον αυτό, να διοράται και να αλληλεπιδρά σε πραγματικό χρόνο με γεω-κωδικοποιημένα δεδομένα [Apan and Peterson, 1998] μέσω κινητών ασύρματων συσκευών. Για τον παραπάνω στόχο απαιτούνται νέες τεχνολογίες για τρισδιάστατο εντοπισμό, οπτικοποίηση και τρισδιάστατη αλληλεπίδραση. Το παραπάνω σύστημα θα πρέπει να είναι προσαρμοσμένο σε συνθήκες εργασίας περιβάλλοντος εξωτερικού χώρου (διακύμανση φωτεινότητας, χαρακτηριστικά συσκευών που χρησιμοποιούνται, κλπ). Η ανάπτυξη ενός 15

συστήματος ΕΠ εξωτερικού χώρου παρουσιάζει πραγματικές προκλήσεις στη τεχνολογία, τη μεθοδολογία ή τη βιομηχανία. Με την ανάπτυξη μιας φορητής πλατφόρμας: Ερευνάται η συνέργεια ανάμεσα στην ΕΠ και τους φορητούς υπολογιστές. Αναπτύσσεται μια αρχιτεκτονική (υλισμικό και λογισμικό) κατάλληλη για εξωτερικά περιβάλλοντα. Ερευνώνται και αναπτύσσονται νέες τρισδιάστατες μέθοδοι εντοπισμού, οι οποίες λαμβάνουν υπόψη τις πραγματικές συνθήκες των εξωτερικών περιβαλλόντων (παραλλαγή στη φωτεινότητα, παρεμβολή εμποδίωνocclusion, κλπ). ίνεται στο διαχειριστή-χρήστη η πρόσβαση σε πολύπλοκα τεχνικά θέματα. Μελετώνται αρχιτεκτονικές ΕΠ που επιτρέπουν την ενσωμάτωση γεωκωδικοποιημένων δεδομένων. Αναπτύσσονται νέες μέθοδοι αλληλεπιδράσεων και προσεγγίσεις οπτικοποίησης σε φορητές συσκευές. Τα θέματα βιομηχανικής υλοποίησης των εφαρμογών ΕΠ σε εξωτερικά περιβάλλοντα είναι αρκετά σημαντικά, ειδικά στην πολιτισμική κληρονομιά, το περιβάλλον και τον τουρισμό. Η τάση είναι στην ανάπτυξη και τον εκδημοκρατισμό της ΕΠ στο τομέα της βιομηχανίας, μέσω της τεχνολογικής προόδου. 1.1.4 Επιστημονικά Θέματα. Τα επιστημονικά θέματα που σχετίζονται με την ΕΠ σε εξωτερικούς χώρους συνίστανται στην ανάπτυξη νέων τεχνολογιών στους τομείς του εντοπισμού, της τρισδιάστατης οπτικοποίησης και της αλληλεπίδρασης με συσκευές χειρός. Η κινητικότητα του χειριστή-χρήστη σε ένα απεριόριστο και απρόβλεπτο περιβάλλον έχει ως αποτέλεσμα τη δυσκολία στη διαδικασία ανίχνευσης. Συνήθως, συνδυάζεται μια απόλυτη τοποθεσία με ένα σχετικό εντοπισμό για τη βελτίωση του συνεχούς εντοπισμού του χειριστή-χρήστη. Η απόλυτη τοποθεσία έγκειται στην εκτίμηση θέσης χρησιμοποιώντας ένα απλό GPS. Η σχετική τοποθεσία χρησιμοποιεί αισθητήρες κίνησης, όπως π.χ. επιταχυνσιόμετρα ή 16

γυροσκόπια, για την εκτίμηση της σχετικής μετατόπισης του χειριστή σχετικά με την θέση αναφοράς. Τα τρισδιάστατα μοντέλα του περιβάλλοντος χρησιμοποιούνται τυπικά για την προετοιμασία της διαδικασίας εντοπισμού. Το πρόβλημα ταυτόχρονου ακριβούς εντοπισμού σε ένα φυσικό περιβάλλον και σε μια τρισδιάστατη εικονική αναπαράσταση παραμένει ένα ανοικτό πεδίο έρευνας. Οι εφαρμογές ΕΠ σε εξωτερικά περιβάλλοντα στηρίζονται στην τρισδιάστατη ρεαλιστική αναπαράσταση του πραγματικού περιβάλλοντος. Τα τρισδιάστατα μοντέλα χρησιμοποιούνται για εκτίμηση της κατεύθυνσης μέσα από μία δισδιάστατη-τρισδιάστατη προσαρμοσμένη προβολή. Η ανακατασκευή απλών και εμπλουτισμένων τρισδιάστατων μοντέλων είναι μια μεγάλη πρόκληση για την ΕΠ. Η διαθέσιμη πληροφορία προς το χειριστή-χρήστη στο έδαφος είναι συχνά ογκώδης. Προβάλλοντας τα δεδομένα αυτά σε πραγματικό χρόνο σε συσκευές χειρός οι οποίες έχουν περιορισμένη δύναμη επεξεργασίας και περιορισμένο σκληρό δίσκο αποθήκευσης είναι ένα άλλο πρόβλημα που προκύπτει στην κινητή ΕΠ. Οι εφαρμογές ΕΠ θα πρέπει να επιτρέπουν το χειρισμό και την αλληλεπίδραση με τα τρισδιάστατα δεδομένα που προβάλλονται στο χειριστή-χρήστη. Οι εφαρμογές ΕΠ εξωτερικού χώρου εισάγουν νέες προκλήσεις δημιουργίας κατάλληλων διεπαφών με νέες φορητές συσκευές χρήσης (Κράνη Απεικόνισης, PDA, κινητά τηλέφωνα). 1.1.5 Λογισμικό-Software. Στην ΕΠ, η ανάπτυξη αρχιτεκτονικής λογισμικού έχει στόχο την υλοποίηση ενός αφαιρετικού επιπέδου ανάμεσα σε διαφορετικές τεχνολογίες και αλγορίθμους (ανίχνευση, συμπίεση δεδομένων). Τα κυριότερα λογισμικά αναφέρονται συνοπτικά παρακάτω: DART: Designer s Augmented reality Toolkit [W1] (Πανεπιστήμιο Κολούμπια, 2003). Είναι ένα εργαλείο για γρήγορη ανάπτυξη των εφαρμογών ΕΠ. Οι σχεδιαστές μπορούν να δημιουργήσουν άτυπο υλικό για πειράματα προσφέροντας ταχεία προτυποποίηση στο ευρύ κοινό. 17

COTERIE: Object-Oriented Test bed for Exploratory Research in Interactive Environments [W2] (Εργαστήριο Γραφικών Υπολογιστή και ιεπαφών Χρήστη, Πανεπιστήμιο Κολούμπια, 1996-1999). Είναι ένα εργαλείο για ταχεία προτυποποίηση των κατανεμημένων εφαρμογών Εικονικής Πραγματικότητας. Το εργαλείο αυτό έχει σχεδιαστεί για την υποστήριξη δημιουργίας κατανεμημένων εικονικών περιβαλλόντων όπου πολλαπλοί χρήστες αλληλεπιδρούν ταυτόχρονα με ποικίλες απεικονίσεις και συσκευές εισόδου. Προσφέρονται εργαλεία ανάπτυξης για εφαρμογές που υποστηρίζουν πολλαπλούς αισθητήρες τεχνολογιών. STUDIERSTUBE: (Πανεπιστήμιο της Βιέννης 1997). Πρόκειται για μια από τις πρώτες αρχιτεκτονικές που αφιερώθηκε στις εφαρμογές ΕΠ. Επιτρέπεται η εξερεύνηση χρήσης των μεθόδων τρισδιάστατης αλληλεπίδρασης σε ένα περιβάλλον εργασίας όπου πολλά θέματα αποδίδονται ταυτόχρονα. Το έργο αυτό αναπτύχτηκε με σκοπό την εύρεση μιας δυναμικής προσομοίωσης για τρισδιάστατη αλληλεπίδραση σε κλασική προσομοίωση ηλεκτρονικού υπολογιστή. Tinmith: (Πανεπιστήμιο Νότιας Αυστραλίας, 1998). Είναι μια βιβλιοθήκη αντικειμένων δομημένων ιεραρχικά, παρόμοιο με το σύστημα UNIX. Περιλαμβάνεται ένα πακέτο κλάσεων χειρισμού δεδομένων ροής από ποικίλους αισθητήρες, μια διαδικασία φιλτραρίσματος και απεικόνισης γραφικών. Οι κλάσεις αναπτύχτηκαν σε γλώσσα C++, χρησιμοποιήθηκαν συστήματα callback [W4], και μια σειριακή διάταξη δεδομένων stream [W5] χρησιμοποιώντας τεχνολογία XML. Το διάγραμμα δεδομένων ροής επιτρέπει τη διαχείριση επικοινωνιών ανάμεσα σε διαφορετικά αντικείμενα. ARCS: Augmented Reality System Component 2003 [Didier et al., 2006]. Επίτευξη σε πραγματικό χρόνο ταχείας προτυποποίησης εφαρμογών ΕΠ. ιευκολύνει τις διεπαφές ετερογενών τεχνολογιών και είναι ένα σύστημα με βάση τον προγραμματισμό σε γλώσσα C++. 18

1.2 Μελέτη των Συστημάτων Επαυξημένης Πραγματικότητας σε εξωτερικά περιβάλλοντα. Το κυριότερο πρόβλημα των συστημάτων ΕΠ εξωτερικού χώρου είναι συνήθως ο εξοπλισμός. Ο εξοπλισμός που ο χρήστης πρέπει να φορά μέχρι σήμερα είναι: 1. Βαρύς 2. Σε χαμηλό εργονομικό επίπεδο 3. Με υψηλό κόστος Νέος εξοπλισμός διατίθεται στην αγορά, αλλά ο μεγαλύτερος αριθμός συσκευών αναπτύσσεται για το σκοπό άλλων εφαρμογών (εφαρμογές Εικονικής Πραγματικότητας, Υπηρεσίες Βάσης Τοποθεσίας LBS, πλοήγηση κ.λπ.). Πρακτικά, δεν υπάρχει διανομέας κατασκευασμένου εξοπλισμού για περιβάλλοντα εξωτερικού χώρου ΕΠ. 1.2.1 Συσκευές χειρός. Το εμπορικό ενδιαφέρον κινείται στη βελτίωση των συσκευών χειρός (σε κινητά τηλέφωνα, υπολογιστές τσέπης και άλλες συσκευές), αναπτύσσοντας λογισμικό για την προβολή δισδιάστατων και τρισδιάστατων γραφικών, εργαλεία διαχείρισης και εξοπλισμού GPS συνδέσεων για τον καθορισμό της θέσης. Το λειτουργικό σύστημα διαφέρει σημαντικά από συσκευή σε συσκευή με αποτέλεσμα τη δυσκολία στην ανάπτυξη. Έχουν καταγραφεί πολλές προσπάθειες για χρήση των συσκευών χειρός με πλοήγηση μέσω τρισδιάστατων εικονικών κόσμων αλλά οι έρευνες είναι σε πρώιμο στάδιο. Γενικά η οθόνη των συσκευών χειρός είναι σχετικά μικρή με αποτέλεσμα να υπάρχουν περιορισμοί στη ποιότητα, την ανάλυση και το μέγεθος της προβολής. 1.2.2 Εύρεση σημείου θέσης σε εξωτερικό περιβάλλον. Οι συσκευές GPS είναι ικανές να συνεισφέρουν το πιο ακριβές σημείο θέσης του χρήστη. Το κυριότερο πρόβλημα είναι η περιορισμένη διαθεσιμότητα του δορυφόρου, ιδιαίτερα σε αστικές περιοχές πόλεων. Το δεύτερο πρόβλημα έγκειται στη συλλογή της γεωγραφικής πληροφορίας από το GPS και την αποστολή στον εξυπηρετητή. Τα δυο παραπάνω προβλήματα έχουν μερικές λύσεις που προσφέρονται από πλατφόρμες υλισμικών και λειτουργικών 19

συστημάτων. Το μέγεθος και το βάρος των δεκτών GPS δεν αποτελούν πρόβλημα. Τα συστήματα αυτά γίνονται ολοένα και περισσότερο συμβατά και ικανά για ενσωμάτωση σε κάθε συσκευή χειρός δίνοντας στους χρήστες την δυνατότητα αξιοποίησης ενός δορυφορικού συστήματος για τον εντοπισμό της γεωγραφικής τους θέσης. 1.2.3 Απεικονίσεις Η έρευνα στις απεικονίσεις έδειξε ότι η προβολή της πληροφορίας είναι ένα από τα κυριότερα προβλήματα στα συστήματα ΕΠ. Οι εμπορικές διαφανείς οθόνες για Κράνη Απεικόνισης κατασκευάζονται σε πολύ μικρή κλίμακα. Το κόστος είναι σχετικά υψηλό και το βάρος αποτελεί ακόμα πρόβλημα. Επιπλέον, η ποιότητα της προβαλλόμενης εικόνας είναι ακόμα ασαφής π.χ. η φωτεινότητα και η αντίθεση είναι αρκετά χαμηλές, το οπτικό πεδίο και η ανάλυση είναι επίσης περιορισμένα. Οι πρώτες συσκευές απεικόνισης αμφιβληστροειδούς χιτώνα εμφανίστηκαν στο εμπόριο σχετικά πρόσφατα, το 2001. Πέραν της προόδου των τελευταίων χρόνων, η τεχνολογία διαφανούς απεικόνισης δεν δίνει ικανοποιητικά αποτελέσματα για εφαρμογές σε εξωτερικό χώρο. Τα τεχνολογικά προβλήματα στις εφαρμογές εξωτερικού περιβάλλοντος παρουσιάζονται στις προσεγγίσεις του φωτορεαλιστικού, των συστημάτων ανίχνευσης, στα τεχνολογικά χαρακτηριστικά των διαφανών γυαλιών κ.α. 1.2.4 Συστήματα Ανίχνευσης. Η ανίχνευση στα εξωτερικά περιβάλλοντα αποτελεί πρόκληση. Η θέση, η ταχύτητα κίνησης, και η πρόθεση της κατεύθυνσης δεν είναι δυνατόν να καθοριστούν χωρίς την απαιτούμενη ακρίβεια. Τα τρέχοντα συστήματα απαιτούν εκτεταμένη βαθμονόμηση-ρύθμιση (το λεγόμενο καλιμπράρισμα) όλων των αισθητήρων. Οι δέκτες GPS για την ανάκτηση θέσης έχουν δυο μειονεκτήματα στα συστήματα ΕΠ εξωτερικού χώρου: η ακρίβεια είναι χαμηλή και η ορατότητα του δορυφόρου σε αστικές περιοχές είναι περιορισμένη. Τα παραπάνω απαιτούν χρησιμοποίηση διαφορικών DGPS (που αυξάνει το κόστος του συστήματος) ή την ανάπτυξη ενός επιπροσθέτου συστήματος οπτικής, ή τη χρήση άλλων εναλλακτικών προσεγγίσεων για ανίχνευση τοποθεσίας. Η ακρίβεια των 20

ασύρματων δικτύων είναι ακόμα χαμηλότερη σε σύγκριση με τα συστήματα GPS. Τοπικά και παγκόσμια δίκτυα ή σύνδεση με άλλες συσκευές (π.χ. ηλεκτρονικοί υπολογιστές) σε μικρή απόσταση, είναι μια εναλλακτική λύση για τον καθορισμό της θέσης. Τα ασύρματα δίκτυα δύσκολα παρέχουν βέλτιστη ακρίβεια 100 μέτρων. Το ενδιαφέρον για πιο ακριβή θέση είναι υψηλό και είναι λογική η προσδοκία για μια λειτουργική λύση-πρότυπο (σε συνδυασμό με το GPS ή κάποιο λογισμικό ικανό για ανίχνευση) στα επόμενα χρόνια. 1.2.5 Ασύρματη Επικοινωνία. Οι ασύρματες επικοινωνίες αναπτύσσονται ραγδαία χρησιμοποιώντας όλο και περισσότερο πρωτόκολλα επικοινωνίας του διαδικτύου. Ο αριθμός χρηστών κινητής τηλεφωνίας αυξήθηκε μέχρι το 2010 σε 1700 εκατομμύρια ενώ μεγάλη είναι η αύξηση ευρυζωνικών συνδέσεων. Οι τάσεις αυτές έχουν μεγάλη επίδραση στις υπηρεσίες και στις εφαρμογές. Νέες αρχιτεκτονικές αναπτύσσονται για να ενσωματωθούν στις υπάρχουσες ευρυζωνικές τεχνολογίες (εφαρμογές και υπηρεσίες) και στην ανοικτή αρχιτεκτονική για την ασύρματη ευρυζωνική διαδικτυακή πρόσβαση. 1.3 Επαυξημένη Πραγματικότητα σε εξωτερικούς χώρους πολιτισμικού ενδιαφέροντος. Τα συστήματα ΕΠ που παρέχουν ακριβή καταχώρηση θέσης σε εξωτερικό χώρο χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο σε εφαρμογές αρχαιολογικού και γενικότερα πολιτισμικού ενδιαφέροντος. Ένας χρήστης που περπάτα σε εξωτερικό περιβάλλον είναι ικανός να δει την εντοπιζόμενη πληροφορία στο περιβάλλον απευθείας στο προσωπικό οπτικό του πεδίο, υποβοηθώντας την πλοήγηση και την αναγνώριση των χαρακτηριστικών ενδιαφέροντος. Τα προσωποποιημένα συστήματα ΕΠ είναι επίσης χρήσιμα για ομάδες χρηστών που συνεργάζονται μεταξύ τους. Αν οι χρήστες είναι ευρέως διεσπαρμένοι, είναι δύσκολο να καθιερωθούν κοινά πλαίσια αναφοράς για την περιγραφή της χωρικής εντοπιζόμενης πληροφορίας. Οι προσωποποιημένες απεικονίσεις ΕΠ προσφέρουν μια σαφή μέθοδο διαμοιρασμού τέτοιου είδους πληροφορίας, ενώ επιπλέον οι προσωποποιημένες προβολές ΕΠ εξωτερικού χώρου λειτουργούν 21

ως φυσική διεπαφή για τους φορετούς υπολογιστές. Για συγκεκριμένες εφαρμογές η χρήση ΕΠ αποτελεί τη καλύτερη προσέγγιση. Ένα άλλο πεδίο εφαρμογής είναι η οπτικοποίηση των τοποθεσιών και των συμβάντων όπως υπήρξαν στο παρελθόν ή όπως θα είναι σε μελλοντικές αλλαγές. Οι τουρίστες που επισκέπτονται ιστορικά, αρχαιολογικά περιβάλλοντα, όπως η Ακρόπολη των Αθηνών, δεν βλέπουν αυτές τις εγκαταστάσεις όπως ήταν στο παρελθόν, λογω των αλλαγών στη διάρκεια του χρόνου. Συχνά, είναι δύσκολο για ένα μοντέρνο χρήστη να φανταστεί πως ήταν αυτές οι αρχαίες εγκαταστάσεις στο παρελθόν. Ένας τουρίστας που είναι εξοπλισμένος με ένα σύστημα ΕΠ εξωτερικού χώρου αντικρίζει μια εκδοχή, παραγόμενη από υπολογιστή, της ζωντανής Ιστορίας. Το εσωτερικό του σημερινού Παρθενώνα προβάλλεται με αναπαραστάσεις, παραγόμενες από υπολογιστή, από το 430 π.χ, πχ με το χρυσό άγαλμα της θεάς Αθηνάς. Οι τουρίστες περιηγούνται σε τέτοιες εγκαταστάσεις με συσκευές απεικόνισης ΕΠ και αποκτούν καλύτερη κατανόηση των ιστορικών περιβαλλόντων και των σημαντικών γεγονότων που έλαβαν χώρα την τότε εποχή. Σημερινές προσεγγίσεις στην Επαυξημένη Πραγματικότητα τείνουν να δημιουργούν συναρπαστικές ξεναγήσεις στο παρελθόν. Ενισχύοντας τα περιβάλλοντα Πολιτισμικής Κληρονομιάς με γραφικά υπολογιστή είναι δυνατή μια συνολική νέα εμπειρία της κουλτούρας των αρχαίων μας πρόγονων. Παρακάτω δίνεται μια σύντομη παρουσίαση των σχετικών επαυξημένων συστημάτων, με έμφαση στο πεδίο του τουρισμού και της Πολιτισμικής Κληρονομιάς, έως το έτος 2000 και την εμφάνιση του συστήματος ARCHEOGUIDE. Ενδεικτικά συστήματα ΕΠ από το 2000 και μετά θα περιγραφούν σε επόμενα κεφάλαια και θα επιχειρηθεί στη συνέχεια μια συνολική επισκόπηση των χαρακτηριστικών τους στα πρότυπα της επισκόπησης που περιγράφεται αμέσως παρακάτω και αναφέρεται στη δεκαετία 1990-2000. 1.3.1 Εφαρμογές Επαυξημένης Πραγματικότητας στην Πολιτισμική Κληρονομιά κατά τη δεκαετία 1990-2000. AwareX: Project Immaginifico. Στόχος του συγκεκριμένου έργου ήταν η αναπαραγωγή μιας συμβατής απεικόνισης μέσω της οποίας επιτρέπεται στο χρήστη να δει τρισδιάστατες 22

ανακατασκευές των αντικειμένων. Τα αντικείμενα αυτά επικαλύπτουν το φυσικό περιβάλλον κατά τη διάρκεια επίσκεψης ενός αρχαιολογικού χώρου. Η προβολή γίνεται σε μια σύνθετη στερεοσκοπική οπτικοδιαφανή συσκευή όπου υπερτίθεται μια κασέτα με διαφάνειες των μνημείων. Στην Εικόνα 1-2 φαίνεται ο εξοπλισμός που χρησιμοποιείται από τον χρήστη (client) του συστήματος Immaginifico. Κατά τη διάρκεια της επίσκεψης μέσα στο χώρο ο χρήστης είναι ικανός να δει ανακατασκευές των ερειπίων τοποθετώντας τη συσκευή στη σωστή θέση έτσι ώστε να ταιριάζει η κάθε τρισδιάστατη εικόνα στην κυρία άποψη προβολής με τη φυσική σκηνή. Εικόνα 1-2: Ο εξοπλισμός Immaginifico client. Project Past. Πριν την περιήγηση του χρήστη το σύστημα σχεδιάζει ένα πλάνο επίσκεψης σύμφωνα με τις προτιμήσεις του χρήστη. Ένας ηλεκτρονικός υπολογιστής υποστηρίζει το χρήστη καθοδηγώντας τον μέσα στο περιβάλλον και παρέχοντας του πολυμεσικές πληροφορίες σύμφωνα με το δεδομένο προφίλ χρήστη. Η περιήγηση αναπαριστάται γραφικά απεικονίζοντας ένα χάρτη του περιβάλλοντος και το τρέχον κινούμενο σημείο του επισκέπτη, χρησιμοποιώντας τεχνολογία μετατροπής κειμένου σε λόγο, λέγοντας στον επισκέπτη την επόμενη κατεύθυνση. Πρόκειται για ένα σύστημα «εγνωσμένης τοποθεσίας» (locationawareness), δηλαδή, όταν ο επισκέπτης καταφθάνει σε μια τοποθεσία ενδιαφέροντος, ξεκινά η παροχή πληροφορίας Πολυμέσων (ήχος, ανακατασκευές 3D, εικόνες) που ανταποκρίνονται στο προφίλ και το σημείο της θέσης του επισκέπτη. Η πολυμεσική πληροφορία που αφόρα το χώρο αποθηκεύεται σε ένα τοπικό εξυπηρετητή ή κινητό αποθηκευτικό μέσο και η πληροφορία που παρέχεται από το σύστημα κατά τη διάρκεια της επίσκεψης 23

είναι διαθέσιμη μέσω ασύρματου δικτύου LAN που διατίθεται μέσα στο περιβάλλον. Project Ename 974. Το έργο Ename χρησιμοποιεί μια τεχνολογία που καλείται TimeFrame με σκοπό τη παροχή «επί τόπου» τρισδιάστατων ανακατασκευών των μνημείων σε αρχαιολογικά περιβάλλοντα. Σε αυτό το έργο επιτρέπεται η αναπαράσταση των περιβαλλόντων σε διαφορετικούς ακροατές χωρίς τη φυσική ανακατασκευή των αντίστοιχων ερειπίων. Το TimeFrame αποτελείται από μια κάμερα βίντεο, ένα σύστημα υπολογιστή, δυο οθόνες και μια οθόνη αφής. Ένας θάλαμος ή ένα περίπτερο πληροφοριών προστατεύει το σύστημα και τους επισκέπτες. Εικόνα 1-3: Ename 974 Project. Η κάμερα είναι στραμμένη σε ένα συγκεκριμένο τμήμα του αρχαιολογικού περιβάλλοντος και μεταδίδει σε πραγματικό χρόνο εικόνες από οθόνη υπολογιστή. Το σύστημα υπερθέτει τη πραγματική σκηνή με τρισδιάστατες ανακατασκευές των μνημείων και προβάλλεται το αποτέλεσμα της σκηνής στην οθόνη επιτρέποντας στους επισκέπτες να έχουν πρόσβαση στην προβολή των μνημείων στην παρελθοντική αντίστοιχη εποχή. Το σύστημα είναι εγκατεστημένο σε ένα περιβάλλον ΠΚ στο Leuven του Βελγίου. GUIDE. Στόχος του έργου είναι να διευρύνει τη χρήση των Ψηφιακών Συμβατών Βοηθών σε μουσεία στην Ευρώπη. Στο έργο αναπτύχθηκε μια συσκευή με μια είσοδο, η οποία ενσωματώνεται σε μια υποδοχή στον τοίχο ενός δωματίου σε ένα μουσείο. Καθώς ο επισκέπτης τοποθετεί τη συσκευή στην υποδοχή, μια 24

σύντομη ηχητική αφήγηση εξιστορείται στην γλώσσα επιλογής προτίμησης. Καμία άλλη προσωποποίηση δεν είναι διαθέσιμη. TOSCA. Στο έργο αυτό αναπτύχθηκε μια συσκευή που προβάλλει σε μια οθόνη έναν αριθμό φωτογραφιών όπου απεικονίζονται διαφορά θέματα (π.χ. μια φωτογραφία ενός αρχαίου σταδίου). Ο χρήστης είναι δυνατόν να επιλέξει οποιαδήποτε φωτογραφία μέσω δυο κουμπιών στη συσκευή και στη συνέχεια ακούει μια ιστορία, προκατασκευασμένη από το διαχειριστή του υλικού, σχετικά με το κάθε θέμα στις διαθέσιμες γλώσσες επιλογής. Καμία άλλη προσωποποίηση δεν διατίθεται. Dudley Castle «Εικονικά Ταξίδια». Στο έργο αναπτύχθηκε ένα σύστημα εικονικού ταξιδίου το οποίο υλοποιήθηκε με κέντρο το χρήστη μέσα στα ερείπια του κάστρου Dudley στην Αγγλία. Οι επισκέπτες οδηγούνται μέσω προσχεδιασμένων μονοπατιών από τη φωνή ιστορικών χαρακτήρων σε συγκεκριμένα σημεία μέσα στο χώρο από ένα σύστημα με κουμπιά (όπως στρίψε δεξιά, αριστερά, ή ταξιδέψε ευθεία) και μια συσκευή που προβάλλει τις ανακατασκευασμένες εικόνες. Περιβάλλοντα CAVE. Τα κλειστά περιβάλλοντα πολλαπλής χρήσης CAVE έχουν μέγεθος δωματίου και παρέχουν βίντεο σε 3D και αναπαραστάσεις σε ήχο. Τέσσερεις προβολείς χρησιμοποιούνται για παραγωγή έγχρωμων εικόνων μέσω υπολογιστή επάνω στους τρεις τοίχους και το δάπεδο. Μέσα στα περιβάλλοντα CAVE όλες οι προοπτικές έχουν υπολογιστεί από το σημείο παρατήρησης του χρήστη. Ένας ανιχνευτής κεφαλής παρέχει πληροφορία σχετικά με το σημείο θέσης του χρήστη. Παράλληλες εικόνες υπολογίζονται για κάθε μάτι. Για την εμπειρία του στερεοσκοπικού εφέ, ο χρήστης φορά ενεργά στερεοσκοπικά γυαλιά που εναλλακτικά μπλοκάρουν το αριστερό και το δεξί μάτι. ARCHEOGUIDE. Το ARCHEOGUIDE είναι ένα κατανεμημένο φορητό σύστημα ΕΠ πολλαπλής χρήσης που λειτουργεί με την εξής λογική σειρά: επισκέπτες, άφιξη σε ένα περιβάλλον Πολιτισμικής Κληρονομιάς με την εγκατάσταση του 25

ARCHEOGUIDE, μεταφορά Φορητής Μονάδας (ΦΜ), π.χ. ένας φορετός υπολογιστής με μια Συσκευή επί Κεφαλής Απεικόνισης, μια κάμερα και ένα ηχείο και ένα ελαφρύ σε βάρος συμβατό υπολογιστή με μεγάλη μνήμη και ισχύ επεξεργασίας. Η ΦΜ έχει ασύρματη σύνδεση με το σύστημα εξυπηρετητή. Ο επισκέπτης παρέχει ένα προφίλ χρήστη με τα ενδιαφέροντα και το γνωστικό του υπόβαθρο και αναλόγως επιλέγεται μια ξενάγηση από ένα πακέτο προκαθορισμένων ξεναγήσεων. Το σύστημα οδηγεί τον επισκέπτη μέσα στο περιβάλλον, συμπεριφερόμενο ως ευφυής προσωπικός βοηθός, παρέχοντας κατάλληλη οπτικοακουστική πληροφορία και πλοήγηση σύμφωνα με τα προφίλ. Το σύστημα, όποτε αυτό θεωρείται αναγκαίο, αποδίδει γραφικές εικόνες των τρισδιάστατων μοντέλων και τις προβάλλει στο Κράνος Απεικόνισης χρήστη. Το σύστημα παρέχει επίσης ένα πακέτο από κατάλληλα εργαλεία διαχείρισης για τον εξυπηρετητή, βοηθώντας τους δημιουργούς περιεχομένου να δημιουργήσουν, να οργανώσουν και να συντηρήσουν τις ξεναγήσεις στο χώρο. Το ARCHEOGUIDE είναι ένα καινοτόμο έργο με εφαρμογές σε τεχνολογικά και επιστημονικά πεδία όπως: Οπτικοποίηση με υπολογιστή των τρισδιάστατων μοντέλων, με ακριβή καταχώρηση και υπέρθεση στο πραγματικό κόσμο. Ανίχνευση θέσης και προσανατολισμού σε ελαφρώς διαχειριζόμενα περιβάλλοντα. Ασύρματη παράδοση πολλαπλής χρήσης της πληροφορίας σε πραγματικό χρόνο για επαυξημένα περιβάλλοντα και ανάπτυξη του δικτύου σε περιβάλλοντα Πολιτισμικής Κληρονομιάς. Μοντελοποίηση και ανακατασκευή των αρχαίων κτηρίων (και υπέρθεση στα ερείπια). Προσωποποίηση των ξεναγήσεων με πλοήγηση. Υποστήριξη σε πολλαπλές γλώσσες. Πολυτροπικές διεπαφές χρήστη. 26

1.3.2 Ταξινόμηση υπαρχουσών εφαρμογών. Σύμφωνα με τις παραπάνω εφαρμογές, μπορούμε να διακρίνουμε: 1. Τουριστικά συστήματα, που αποσκοπούν στη προσέλκυση περισσότερων επισκεπτών σε μια τοποθεσία (περιβάλλον ή μουσείο) όπου εγκαθίστανται παρέχοντας κάποιου είδους επιπλέον υπηρεσία. 2. Αρχαιολογικά συστήματα, που απευθύνονται σε αρχαιολόγους και επιστήμονες και το κύριο ζήτημα είναι η υποβοήθεια αυτών στη διατήρηση και εύρεση αρχείων και ευρημάτων. 3. Συστήματα Επαυξημένης Πραγματικότητας, για υπέρθεση των εικονικών αντικειμένων στο οπτικό πεδίο του χρήστη. Για την συγκριτική παρουσίαση των τεχνικών και γενικών χαρακτηριστικών των συστημάτων τουρισμού και συστημάτων ΕΠ με το ARCHEOGUIDE δίνονται οι παρακάτω Πίνακες 1-1, 1-2. 27

Πίνακας 1-1: Τεχνικά χαρακτηριστικά των ανταγωνιστών του συστήματος ARCHEOGUIDE. 28

Πίνακας 1-2: Γενικά χαρακτηριστικά ανταγωνιστών του ARCHEOGUIDE. 29

30 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΜΕΛΕΤΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΕΠΑΥΞΗΜΕΝΗΣ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΚΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΑ ΩΣ ΠΡΟΣΩΠΙΚΟΣ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΚΟΣ Ο ΗΓΟΣ ARCHEOGUIDE. 2.1 ARCHEOGUIDE. 2.1.1 Η σύλληψη της ιδέας. ARCHEOGUIDE (Augmented Reality based Cultural Heritage On-Site GUIDE), είναι το ακρωνύμιο ενός ευρωπαϊκού έργου εφαρμοσμένης έρευνας που αναπτύχθηκε με χρηματοδότηση της Ευρωπαϊκής Επιτροπής. Πρόκειται για ένα διανεμημένο σύστημα υπολογιστή πολλαπλής χρήσης, το οποίο λειτουργεί με την ακόλουθη λογική σειρά: 1. Επισκέπτες. 2. Επί τόπου ξενάγηση στο περιβάλλον, 3. Φορητότητα Κινητής Μονάδας (Mobile Unit-MU), πχ ένας φορητός υπολογιστής με εξοπλισμό ένα κράνος απεικόνισης, κάμερα και μεγάφωνο και έναν ελαφρύ συμβατό υπολογιστή με επαρκή χώρο σε σκληρό δίσκο, επεξεργαστή και ασύρματη συνδεσιμότητα στον εξυπηρετητή (server) του συστήματος. Ο επισκέπτης παρέχει για τη δημιουργία προφίλ το ιστορικό χρήστη και τα ενδιαφέροντα χρήστη, και προαιρετικά επιλεγεί μια ξενάγηση από ένα πακέτο προκαθορισμένων ξεναγήσεων. Το σύστημα οδηγεί τους χρήστες μέσα στο περιβάλλον με τη βοήθεια της πλοήγησης, και σύμφωνα με τα παραπάνω ενεργεί ως μια έξυπνη προσωπική βοήθεια, δίνοντας την κατάλληλη οπτικοακουστική πληροφορία. Όταν αυτό θεωρείται αναγκαίο, το σύστημα αποδίδει φωτορεαλιστικές εικόνες των τρισδιάστατων μοντέλων των μνημείων και τα προβάλει μέσω του κράνους απεικόνισης στο χρήστη. Για την ορθή τοποθέτηση του εικονικού αντικειμένου και την αποφυγή επικάλυψής του από άλλα (φυσικά) αντικείμενα απαιτείται προσανατολισμός μέσω συστημάτων ανίχνευσης και ένα λεπτομερές μοντέλο του χώρου του

στατικού περιβάλλοντος. Ένα ακριβές μοντέλο του χώρου (ένα ψηφιακό μοντέλο εδάφους, γεωμετρικά ορθές αεροφωτογραφίες κα) ανακτάται χρησιμοποιώντας ακριβείς φωτογραφίες αποτύπωσης του χώρου και του χάρτη. Μέσω έξυπνου ελέγχου αλληλεπίδρασης, υιοθετείται η ξενάγηση που ταιριάζει καλυτέρα στα ενδιαφέροντα του επισκέπτη. Το ARCHEOGUIDE επιχείρησε να επιλύσει τεχνολογικά προβλήματα που περιόριζαν τη χρήση πολυμεσικών αρχαιολογικών οδηγών. Αντί προκατασκευασμένης πληροφορίας παρέχεται προσωποποίηση των επαυξημένων και εικονικών ξεναγήσεων και επιτρέπεται στον επισκέπτη να λαμβάνει αυτόματα οπτικοακουστική πληροφορία που υπερτίθεται στη φυσική πραγματικότητα που αντιλαμβάνεται. Επιτρέπεται επίσης αλληλεπίδραση και εξυπηρετούνται απαιτήσεις για επιπρόσθετη πληροφορία στα πλαίσια φυσικής αλληλεπίδρασης, κατάλληλης για κινούμενους χρήστες. Ο χρήστης λαμβάνει τη πληροφορία μέσω αφήγησης στη γλώσσα επιλογής του, αλλάζοντας τη ροή της πληροφορίας, που καθορίζεται αυτόματα από τη συσκευή σύμφωνα με το προφίλ, τη τρέχουσα θέση και τον προσανατολισμό. 2.1.2 Αρχιτεκτονική του συστήματος. Το ARCHEOGUIDE βασίζεται στην αρχιτεκτονική client-server και αποτελείται από τρία βασικά χαρακτηριστικά, Εικόνα 2-1: 1. Τον κεντρικό server, που υλοποιείται ως ένας σταθμός εργασίας τελευταίας τεχνολογίας διπλού επεξεργαστή με αρκετό χώρο αποθήκευσης για την υλοποίηση μιας Βάσης εδομένων Πολυμέσων. 2. Τις φορητές συσκευές, υλοποιημένες ως φορητοί υπολογιστές με σημαντική ισχύ επεξεργασίας για την υποστήριξη υψηλής ποιότητας εφαρμογών απεικόνισης και διαδικτύου. 31

3. Την υποδομή επικοινωνιών, υλοποιημένη ως ένα ίκτυο WLAN (Wireless Local Area Network), ενεργοποιώντας την αμφίδρομη επικοινωνία δεδομένων ανάμεσα στο server και τις φορητές συσκευές. Εικόνα 2-1: Απλοποιημένη Αρχιτεκτονική του συστήματος ARCHEOGUIDE. Ο server χρησιμοποιείται ως κεντρική αποθήκη για πληροφορία Πολυμέσων συσχετιζόμενη με τον αρχαιολογικό χώρο της Ολυμπίας, το περιεχόμενο αποτελείται από δισδιάστατες εικόνες, τρισδιάστατα μοντέλα, βίντεο, ήχο και κείμενα, όπου όλα χρησιμοποιούνται μέσα στα πλαίσια δημιουργίας εικονικών και επαυξημένων ξεναγήσεων του αρχαιολογικού χώρου. Το ίδιο υλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία παρουσιάσεων σε CD-ROM και είναι προσβάσιμο μέσω ιαδικτύου για εκπαιδευτικές και εφαρμογές επαναδημιουργίας (π.χ. για μουσεία, και σχολεία). Οι Φορητές Μονάδες (ΦΜ) είναι φορητοί υπολογιστές που μεταφέρονται μέσα στον αρχαιολογικό χώρο και προσφέρουν επαυξημένες ξεναγήσεις με απεικονίσεις από τρισδιάστατες ανακατασκευές των ερειπίων, την αναπαράσταση των αγωνισμάτων των αρχαίων Ολυμπιακών Αγώνων, την 32

πληροφορία πλοήγησης και την πρόσβαση στη σχετική αποθηκευμένη πληροφορία της Βάσης εδομένων. Ο χρήστης μπορεί να επιλέξει ανάμεσα σε τέσσερις διαφορετικές εφαρμογές σύμφωνα με τις προτιμήσεις του. Οι εφαρμογές αυτές είναι κατάλληλες για χρήση σε εξωτερικά περιβάλλοντα, ενώ χαρακτηρίζονται από πολύτροπες διεπαφές χρήστη. Εικόνα 2-2: Ο χρήστης μεταφέρει τη Φορητή Μονάδα και τα γυαλιά AR. Η κάμερα στο κράνος καταγράφει τη φυσική άποψη. Το μεγαλύτερο μέρος των συσκευών βασίζεται σε υπολογιστές λάπτοπ και ειδικές απεικονίσεις Επαυξημένης Πραγματικότητας με τη μορφή βιντεοδιαφανών κιαλιών και οπτικοδιαφανών γυαλιών, Εικόνα 2-2. Ελαφρύτερες εκδόσεις υπάρχουν και βασίζονται σε pen-tablet και συσκευές palmtop με ανακλαστικές και ευαίσθητες στην αφή οθόνες κατάλληλες για εξωτερική χρήση, σε ποικιλία ατμοσφαιρικών συνθηκών, από το άμεσα εμπίπτον ηλιακό φως έως και τα σκοτεινά νέφη. Οι φορητές συσκευές επιτρέπουν την εμπειρία επί τόπου ξενάγησης σύμφωνα με το προφίλ του χρήστη. Το προφίλ του χρήστη περιλαμβάνει ηλικία, εθνικότητα, φύλο, γνώση της αρχαιολογίας και εκπαίδευση (μορφωτικό επίπεδο). 2.1.3 Πειράματα ARCHEOGUIDE. Το σύστημα υλοποιήθηκε στον αρχαιολογικό χώρο της Ολυμπίας, στην Ελλάδα, από αντιπροσωπευτικές ομάδες χρηστών. 33

1. Αρχικά, μια επισκόπηση του περιβάλλοντος διεξήχθη για τη συλλογή τοπογραφικών δεδομένων τα όποια συνδυάστηκαν με φωτογραφίες για τη δημιουργία τρισδιάστατης αναπαράστασης του περιβάλλοντος. Μνημεία ενδιαφέροντος αναγνωριστήκαν : ο Ναός της Ήρας, ο Ναός του ια, το Φιλίππειον και το Στάδιο επιλέχτηκαν για το αρχικό πρωτότυπο σενάριο. Εικόνα 2-3: Αθλητές Avatar ανταγωνίζονται στο Στάδιο. Με βάση αυτή τη λίστα των μνημείων και την αναπαράσταση του περιβάλλοντος, και λαμβάνοντας υπόψη τα πιθανά εμπόδια, καθορίστηκαν τα μονοπάτια ξενάγησης και επετράπη στους επισκέπτες η προβολή αυτών των μνημείων. 2. Με αυτό το τρόπο, οι περιοχές που καλύπτονται με δέντρα αποφεύχθηκαν και επιτεύχθηκε η βέλτιστη λήψη σήματος GPS εντοπίζοντας έναν ακριβή αριθμό δορυφόρων (ανάμεσα 4 και 12). Ομοίως, υποψήφιες θέσεις αναγνωρίστηκαν για την εγκατάσταση των ασύρματων LAN δεκτών. Τρία σημεία επιλέχτηκαν έξω από τη περίμετρο του περιβάλλοντος, παρέχοντας ικανοποιητική ράδιοκάλυψη σε επιλεγμένα μονοπάτια, ελαχιστοποιώντας την αισθητική ενόχληση. 3. Τα σημεία θέασης επιλέχτηκαν και σημειώθηκαν στο περιβάλλον. Αυτές είναι οι τοποθεσίες που παρέχουν τις καλύτερες όψεις των επιλεγμένων μνημείων. Ο χρήστης οδηγείται από το σύστημα να σταματήσει σε αυτά τα σημεία για προβολή των επαυξημένων ανακατασκευών. Ύστερα δοκιμάστηκε η λήψη 34

GPS. Η συσκευή DGPS παρέχει ακρίβεια λιγότερη από ένα μέτρο. Στο επόμενο βήμα, 4. Η ψηφιακή πυξίδα προσαρμόστηκε και δοκιμάστηκε για την εξασφάλιση απουσίας μαγνητικού πεδίου. 5. Πραγματοποιήθηκε λήψη ενός πακέτου από φωτογραφίες από τα επιλεγμένα σημεία θέασης και από ελαφρώς διαφορετικές γωνίες. Οι φωτογραφίες αυτές χρησιμοποιούνται ως αναφορές στον αλγόριθμο ανίχνευσης εικόνας. 6. Τα τρισδιάστατα μοντέλα των ναών σχεδιαστήκαν με βάση αρχαιολογικά και αρχιτεκτονικά δεδομένα. Τα μοντέλα αυτά ανταποκρίνονται στις εικόνες αναφοράς που ανιχνεύει το σύστημα και αποδίδονται φωτορεαλιστικά σε ζωντανό βίντεο ή ως σταθερές εικόνες (ανάλογα με την εκδοχή του πρωτοτύπου) για τη δημιουργία επαυξημένων προβολών. Για τη δοκιμαστική λειτουργία επιλέχτηκε μια ομάδα από 50 αντιπροσωπευτικούς χρήστες. Η ομάδα αυτή αποτελούνταν από χρήστες διαφόρων ηλικιών, φύλου, μορφωτικού επιπέδου, εθνικότητας, ενδιαφερόντων, και ικανοτήτων χρήσης υπολογιστή. Η επιλογή εξασφάλισε ότι όλα τα σενάρια χρήσης δοκιμάστηκαν και η ανάδραση θα κάλυπτε όλα τα χαρακτηριστικά του συστήματος. Έμφαση δόθηκε στη διασφάλιση ότι η διαταραχή στην κανονική λειτουργία του αρχαιολογικού χώρου θα περιοριζόταν στο ελάχιστο. Στους επισκέπτες δόθηκε μια περίληψη του συστήματος και μια βοήθεια για τη χρήση του συστήματος. Στο τέλος της ξενάγησης, συμπληρώθηκε ένα ερωτηματολόγιο με τις εντυπώσεις για το σύστημα και συγκεκριμένα σχολιάστηκαν τα αντικείμενα που θεώρησαν πιο ενδιαφέροντα. Το ερωτηματολόγιο ξεκίνα με την ενότητα προφίλ χρήστη και αποτελείται από πέντε ενότητες συνολικά. Οι πρώτες τρεις ενότητες παρουσιάζουν τρεις υλοποιήσεις των ΦΜ (λάπτοπ, pen-pc, συσκευές παλάμης-palmtop) και οι δυο τελευταίες αφορούν γενικές ερωτήσεις και σχόλια. Ένα σχήμα βαθμολόγησης χρησιμοποιήθηκε με βαθμό κλίμακας από το 1 (ελάχιστο) και έως και το 5 (μέγιστο). Για γενικές ερωτήσεις μια επιλογή ανάμεσα στα Ναι, Όχι, εν ξέρω, δεν απαντώ ήταν διαθέσιμη. Οι πρώτες τρεις ενότητες αφορούσαν: 1. Την άνεση του χρήστη χρησιμοποιώντας κάθε εκδοχή του συστήματος. 35

2. Τη σαφήνεια της οπτικοακουστικής παραγωγής (περιγραφές σε ήχο, επαυξήσεις, σχετικά πολυμεσικά αντικείμενα, animation). 3. Ρεαλιστικότητα των οπτικοακουστικών αναπαραστάσεων. 4. Αποτελεσματικότητα και ευκολία χρήσης των πολύτροπων διεπαφών χρήστη. 5. Ροή της πληροφορίας. 6. Καταλληλότητα της πληροφορίας. 7. Ικανοποίηση χρήστη από την ξενάγηση με κάθε εκδοχή του συστήματος. 8. Ο χρήστης θα ξαναχρησιμοποιούσε το σύστημα; Η τέταρτη ενότητα εξετάζει τη συνολική εντύπωση του χρήστη για το ARCHEOGUIDE και συγκρίνει τρεις εκδοχές για - Ικανοποίηση του χρήστη. - Κατά ποσό ενημερωτική είναι κάθε εκδοχή. - Ευκολία στη χρήση. Τέλος, η τελευταία ενότητα καταγράφει τα σχόλια των χρηστών με σκοπό την αναγνώριση σε βάθος των εντυπώσεων εμπειρίας ξενάγησης ARCHEOGUIDE. 2.1.4 Συνοπτική αξιολόγηση ARCHEOGUIDE. Η γενική εντύπωση των χρηστών ήταν ότι το ARCHEOGUIDE είναι ένα καλό σύστημα και μια ενδιαφέρουσα εφαρμογή που θα επιθυμούσαν να εφαρμοστεί και σε άλλους αρχαιολογικούς χώρους. Οι χρήστες έμειναν ικανοποιημένοι από τη χρήση και το θεώρησαν ένα χρήσιμο εργαλείο που ενίσχυσε την επίσκεψη τους στον αρχαιολογικό χώρο. Γενικά, έμειναν ικανοποιημένοι από τη μορφή της ΕΠ, του 3D, τις αναπαραστάσεις βίντεο και ήχου. Το πιο ενθουσιώδες ήταν ότι οι επισκέπτες μικρής ηλικίας αναγνωρίστηκαν με το υψηλότερο επίπεδο ικανοτήτων με υπολογιστή. Οι επισκέπτες αυτοί, εξοικειωμένοι με τα προβαλλόμενα γραφικά από υπολογιστή, αντιμετώπισαν το ARCHEOGUIDE ως ένα παιχνίδι βίντεο, ή ως μια δραστηριότητα αναψυχής. Ακόμα και μεγαλύτερης ηλικίας επισκέπτες, με λιγότερες ή και καθόλου ικανότητες υπολογιστή, αντιλήφθηκαν το σύστημα ως σύστημα αναψυχής και ταυτόχρονα εκπαιδευτικής εμπειρίας. Χρήστες μέσης ηλικίας ενδιαφερθήκαν να 36

δοκιμάσουν το σύστημα, αλλά η πλειονότητα αυτών αισθάνθηκε άβολα κατά την προσέγγιση, και περιέργεια για τον έλεγχο των προσφερόμενων δυνατοτήτων. Άνθρωποι με περιορισμένη κατανόηση των ξένων γλωσσών (κυρίως μέσης ηλικίας και Νότιας Ευρώπης), απογοητεύθηκαν από την περιορισμένη υποστήριξη επιλογής γλώσσας (Ελληνικά, Αγγλικά) του πρωτότυπου. Το πιο σημαντικό παράπονο προήλθε από τη χρήση της ΦΜ υπολογιστή με χρήση pen. Όλοι οι χρήστες σημείωσαν τη χαμηλή αντίθεση της οθόνης, που είχε ως αποτέλεσμα τη δυσκολία στην απεικόνιση κάτω από το άμεσο ηλιακό φως. Επιπλέον, το περιορισμένο διαθέσιμο περιεχόμενο Πολυμέσων (μόνο οι ναοί του ια και της Ήρας, το Φιλίππειον, και το Στάδιο) αποτέλεσε αρνητικό παράγοντα, καθώς επαυξήθηκε μόνο ένα μέρος του αρχαιολογικού περιβάλλοντος. Αποτέλεσμα, το σύστημα χρησιμοποιήθηκε μόνο για τέσσερα σημαντικά μνημεία, ενώ δεν υποστηρίχτηκαν άλλες περιοχές. Μια άλλη σοβαρή ανησυχία αφόρα την πολιτική κόστους για την ενοικίαση του εξοπλισμού, και την ασφάλιση σε περίπτωση φθοράς του εξοπλισμού ή ατυχήματος. Τέλος, οι ρεαλιστικές αναπαραστάσεις ΕΠ εκτιμήθηκαν σημαντικά, αλλά εκφράστηκαν αντιρρήσεις για το μέγεθος και το βάρος του εξοπλισμού. Οι ΦΜ υπολογιστή με pen βαθμολογήθηκαν χαμηλά λόγω της χαμηλής ευκρίνειας απεικόνισης αλλά εκτιμήθηκαν για τις μικρές διαστάσεις και την ελαφρότητα στο βάρος, καθώς συνδύαζαν τα πάντα σε μια μονάδα. Η ΦΜ παλάμης βαθμολογήθηκε υψηλά σχετικά με την προτίμηση του χρήστη για συμβατό και ελαφρύ σχεδιασμό. Η οθόνη ήταν ορατή κάτω υπό συνθήκες ηλιακού φωτισμού, και για το μέγεθος της απεικόνισης η τιμή αγοράς θεωρήθηκε λογική, με δεδομένη την εύκολη μεταφορά στο αρχαιολογικό περιβάλλον. Οι ΦΜ pen-pc και οι ΦΜ παλάμης έλαβαν καλά σχόλια για τις πανοραμικές επαυξήσεις. Τέλος, εκφράστηκε η ανησυχία για τη διαθεσιμότητα και το χρόνο αναμονής για την ενοικίαση και τη χρήση μιας ΦΜ. 37