arqueología digital

La arqueología virtual es una subdisciplina de la arqueología digital que crea y utiliza modelos y simulaciones virtuales de yacimientos, artefactos y procesos arqueológicos. Emplea modelado 3D , realidad virtual (RV) , realidad aumentada (RA) y otras tecnologías para recrear o visualizar hallazgos arqueológicos.

La arqueología computacional es una subdisciplina de la arqueología digital que se centra en el análisis e interpretación de datos arqueológicos mediante técnicas computacionales avanzadas. Este campo emplea modelado de datos , análisis estadístico y simulaciones por computadora para comprender y reconstruir comportamientos humanos y desarrollos sociales del pasado.

Un sistema de información geográfica (SIG) se utiliza en la arqueología digital para documentar, inspeccionar y analizar los datos espaciales de los yacimientos arqueológicos. El uso de un SIG en el estudio de la arqueología implica el análisis de campo y la recopilación de datos arqueológicos y ambientales, principalmente mediante fotografía aérea , cognición espacial , mapas digitales ^{[ 1 ]} e imágenes satelitales ^{[ 6 ]} . La aplicación de un SIG en el análisis de datos arqueológicos permite a los arqueólogos procesar los datos recopilados de manera eficiente, recrear paisajes de yacimientos arqueológicos mediante análisis espacial y proporcionar los hallazgos arqueológicos a los archivos públicos ^{[ 1 ]} . El uso de este método digital ha mejorado la capacidad de los arqueólogos para analizar la geografía y las relaciones espaciales de los yacimientos arqueológicos antiguos ^{[ 6 ] .}

El modelado 3D es una técnica digital utilizada en la investigación arqueológica para interpretar, analizar y visualizar datos. Esta técnica emplea métodos de imágenes satelitales y fotografía aérea, entre otras técnicas de imagen digital, para construir modelos 3D de la geografía , la arquitectura y los hallazgos arqueológicos de sitios históricos. ^{[ 7 ]} Los modelos físicos a escala reducida de arquitectura fragmentaria han ayudado a reconstruir arquitectura dañada. ^{[ 8 ]}

La aplicación de la tecnología informática permite a los arqueólogos recopilar y procesar grandes cantidades de secuencias de imágenes, mejorando el mapeo de texturas fotorrealistas en la construcción de estos modelos 3D. ^{[ 7 ]}

Un teodolito de estación total (TST) es un instrumento de topografía ^{[ 12 ]} que utiliza tecnología de medición electrónica de distancias para analizar sitios arqueológicos. ^{[ 1 ]} La tecnología TST permite documentar la distancia de un sitio arqueológico y establecer mapas. ^{[ 12 ]} Esto se lleva a cabo mediante la medición de la distancia entre el instrumento TST y el sitio seleccionado. ^{[ 12 ]} El uso de la tecnología TST sin reflector como método de investigación arqueológica utiliza un haz infrarrojo para registrar mediciones de sitios arqueológicos, lo que permite a los arqueólogos estudiar el paisaje espacial de los sitios a pesar de posibles inconsistencias en la elevación. ^{[ 1 ]}

La tecnología TST se considera una técnica de prospección directa, ya que utiliza la adquisición manual de puntos de referencia por parte del operador. ^{[ 12 ]} Las técnicas TST permiten descargar y analizar los datos una vez finalizado el estudio arqueológico, lo que limita la información que recibe el arqueólogo al realizar análisis de campo. Sin embargo, si la tecnología TST está conectada a un ordenador portátil que registra los datos arqueológicos, el arqueólogo puede visualizarlos a medida que se recopilan. ^{[ 1 ]}

La aplicación de la tecnología digital mediante el análisis virtual y la reconstrucción 3D del frigidarium en las Termas de Sarno en Roma ha permitido a los arqueólogos reconstruir y preservar pinturas murales deterioradas. ^{[ 14 ]} La reconstrucción implicó la eliminación digital de depósitos de sal y abrasiones en las capas de pintura. El uso del análisis virtual y la imagen digital por parte de los arqueólogos permitió la preservación y reconstrucción de las decoraciones murales para revelar más datos arqueológicos sobre los métodos de su construcción original. ^{[ 14 ]}

La Iniciativa Digital para la Práctica del Aprendizaje del Patrimonio de Delfos, también conocida como Delphi4Delphi, ^{[ 15 ]} es un proyecto de investigación llevado a cabo por arqueólogos para documentar y reconstruir los sitios históricos de Delfos , Grecia . El proyecto tuvo como objetivo capturar y reconstruir monumentos y artefactos arqueológicos ubicados en Delfos mediante imágenes y reconstrucción 3D. ^{[ 15 ]} Los sitios arqueológicos estudiados fueron el Templo de Apolo , el Santuario de Atenea Pronea , el Tesoro de los Sifios , el teatro y el gimnasio , y el auriga de bronce y la esfinge de mármol ubicados en el sitio. ^{[ 15 ]} El proyecto utilizó métodos digitales de documentación espectral, sistemas de fotografía estereoscópica 3D y el procesamiento de secuencias de imágenes 2D en estructuras 3D para documentar, analizar y reconstruir los sitios arqueológicos. ^{[ 15 ]}

El proyecto MOSAIC+ (Multi-Object Segmentation for Assisted Image Reconstruction) es un proyecto llevado a cabo por arqueólogos para reconstruir fragmentos encontrados en la iglesia de Santa Trophimena en Salerno, Italia. ^{[ 16 ]} Los arqueólogos realizaron una investigación que incluyó la detección de craquelado del fresco de la Visitación, pintado por Francesco Salviati en 1538 , utilizando diferentes dimensiones del parche y la repintura presente. ^{[ 16 ]} Este estudio encontró que el uso de esta tecnología de imágenes digitales no era óptimo debido a la distribución de agujeros más grandes dentro de la restauración de la imagen. ^{[ 16 ]} Se realizó una investigación adicional sobre los fragmentos del fresco y su reconstrucción antes y después de someterse a los procesos de detección de craquelado y repintura. ^{[ 16 ]}

MOSAIC+ tuvo como objetivo desarrollar el trabajo de los arqueólogos mediante la catalogación, indexación, recuperación y reconstrucción de fragmentos encontrados en yacimientos arqueológicos, permitiendo la extracción precisa de características de color y forma. ^{[ 16 ]} Mediante la aplicación de técnicas digitales a lo largo de esta investigación, los resultados indican la posibilidad de reconstrucción virtual para restaurar la apariencia de obras de arte arqueológicas y ayudar a los arqueólogos en la reconstrucción de artefactos fragmentados. ^{[ 16 ]}

El Proyecto Maxentius 3D, llevado a cabo por la Universidad Sapienza en Italia, es un proyecto de investigación que implica la reconstrucción en 3D del Circo de Majencio en Roma. El Circo de Majencio, situado en el parque regional de la Vía Apia , es una estructura encargada por el emperador romano Majencio a principios del siglo IV d . C. ^{[ 17 ]} Sin embargo, debido a su ubicación dentro de un área regionalmente protegida, la vegetación que impide el reconocimiento de la estructura por parte de los investigadores no puede ser eliminada para preservar el ecosistema local. ^{[ 17 ]} Aunque el sitio está cubierto en gran parte por esta vegetación, el estudio de los datos arqueológicos recopilados a través de cartografía, dibujos axonométricos, planos arqueológicos e ilustraciones históricas, ^{[ 17 ]} ha permitido a los arqueólogos construir un modelo 3D del monumento utilizado para documentar, analizar y formular hipótesis sobre su reconstrucción. ^{[ 17 ]}

El proyecto incluyó el análisis arqueológico de las dos torres del Oppidum , el Carceres , las Stands, el Tribunal, la Pulvina, la Spina, la Porta Libitinensis, la Porta Triumphalis y el terreno ^{[ 17 ]} para crear un modelo 3D científicamente correcto del sitio. ^{[ 17 ]} Mediante este análisis, los arqueólogos pudieron documentar un techo aterrazado, escaleras gemelas y ánforas incrustadas en el sitio, y lograron una comprensión más profunda de su construcción original. ^{[ 17 ]} El uso de datos arqueológicos y técnicas digitales a lo largo de este proyecto de investigación reveló la posibilidad de que la imagen 3D permitiera plantear hipótesis para la reconstrucción precisa de sitios arqueológicos. ^{[ 17 ]}

La reconstrucción 3D de Soli , Chipre , ha permitido a los arqueólogos crear modelos visuales 3D de sitios de patrimonio cultural y arquitectura arqueológica que son inaccesibles o están restringidos a la documentación por parte de los arqueólogos mediante el análisis de datos abiertos de sitios de redes sociales. ^{[ 18 ]} Soli, inicialmente diseñada por el estadista ateniense Solón , es una ciudad antigua construida durante el siglo VI a. C. y está ubicada en la región norte de Chipre. ^{[ 18 ]} El estudio se centró en la reconstrucción del anfiteatro ubicado en el sitio, una estructura romana construida sobre un teatro griego anterior que data del siglo II a . C. ^{[ 18 ]}

La aplicación de técnicas de imágenes digitales, corrección de distorsión y georreferenciación para estimar las características del paisaje 3D de los sitios a partir de secuencias de imágenes 2D, ^{[ 18 ]} y la verificación de la documentación a través de dibujos existentes y mapas de Google Earth, ^{[ 18 ]} permitieron a los arqueólogos reconstruir el anfiteatro. Los arqueólogos pudieron entonces crear un modelo 3D georreferenciado y un modelo de superficie digital a través de procesos de extracción de imágenes, análisis de calidad, alineación de imágenes, generación de puntos de nube 3D, modelado, mapeo de texturas fotorrealistas y georreferenciación. ^{[ 18 ]} Los investigadores también utilizaron el software KMPlayer para extraer los fotogramas de la secuencia de imágenes en JPEG , luego se aplicó un modelo de corrección de lente y los puntos de interés en todo el sitio se hicieron coincidir a través de la superposición de imágenes seleccionadas. ^{[ 18 ]} Mediante la aplicación de imágenes de vídeo aéreas y técnicas de imagen digital a lo largo de este proyecto, los arqueólogos pudieron capturar, almacenar, procesar, compartir, visualizar y anotar modelos 3D del anfiteatro ubicado en el sitio inaccesible de Soli, Chipre, mediante medidas rentables y que ahorraron tiempo en el trabajo de campo. ^{[ 18 ]}

Una noche en el foro es una narrativa ambiental educativa compatible con PlayStation® VR que se basa en la reconstrucción 3D del foro de Augusto en Roma . El proyecto utilizó modelado 3D y tecnología de realidad virtual , aplicando modelado basado en imágenes para combinar visión artificial y algoritmos fotogramétricos para reconstruir el sitio arqueológico a partir de imágenes 2D. ^{[ 19 ]} La construcción del juego de realidad virtual incluyó etapas de preproducción, producción y creación de niveles. ^{[ 19 ]}

La etapa de preproducción incluyó la documentación y el análisis de los datos arqueológicos relevantes para el contexto del juego. ^{[ 19 ]} Este proceso implicó la adquisición geométrica de artefactos culturales mediante el uso de sensores basados ​​en imágenes y en rango, lo que permitió a los investigadores obtener réplicas digitales de los objetos. ^{[ 19 ]} Los datos recopilados por los investigadores en el campo se procesaron mediante el software Agisoft Photoscan para estimar las posiciones de la cámara y la información de profundidad para formar nubes de puntos. ^{[ 19 ]}

La fase de producción de este proyecto priorizó la interpretación arqueológica de los datos, la reconstrucción mediante modelado 3D, el análisis del rendimiento y la optimización de los recursos. ^{[ 19 ]} El proceso implicó la aplicación de levantamientos tridimensionales y topográficos para garantizar el realismo dentro de una representación estética del juego de realidad virtual. ^{[ 19 ]} Los modelos 3D obtenidos de los levantamientos permitieron realizar simulaciones gráficas y extraer datos métricos con precisión. ^{[ 19 ]} Esto permitió hipotetizar la ubicación virtual y la restauración de los fragmentos documentados. ^{[ 19 ]}

La fase de creación y desarrollo de niveles del proyecto incluyó el diseño gráfico y la simulación ambiental del juego de realidad virtual, así como la adición de detalles que le confieren realismo. ^{[ 19 ]} Este proceso incluyó la aplicación de ambientación, renderizado en tiempo real y paisajes sonoros . ^{[ 19 ]}

Mediante la aplicación de modelado 3D y tecnología de realidad virtual para la creación de A Night in the Forum, el proyecto busca permitir a los jugadores experimentar la compleja administración de la Roma imperial y adquirir conocimientos sobre el foro de Augusto . ^{[ 19 ]} El uso de la visualización permitió a los arqueólogos mejorar la comprensión de los contextos arqueológicos y el estudio de los sitios arqueológicos a través de modelos visuales. ^{[ 19 ]} Sin embargo, el uso de esta tecnología digital a lo largo del proceso de desarrollo de este juego resultó en una producción prolongada, mayores costos y la necesaria participación de expertos en los campos de la arqueología y los gráficos por computadora. ^{[ 19 ]}

El uso de la tecnología digital en el campo de la arqueología permite realizar el análisis, la documentación y la reconstrucción de datos, sitios históricos y artefactos mediante métodos no intrusivos, lo que permite a los arqueólogos preservar los datos y el patrimonio cultural contenidos en estos hallazgos arqueológicos. ^{[ 20 ]}

A medida que las Tecnologías de la Información y la Comunicación disponibles en el campo de la arqueología se desarrollan mediante avances tecnológicos, los arqueólogos pueden acceder a estas tecnologías, lo que permite documentar y analizar con precisión mayores cantidades de datos arqueológicos. ^{[ 20 ]} La tecnología disponible actualmente ha permitido difundir, procesar y suministrar datos a archivos públicos de manera eficiente, y el uso de técnicas de vigilancia de campo permite a los arqueólogos realizar un mayor análisis de datos in situ. ^{[ 1 ]}

El uso de la tecnología de modelado 3D en la arqueología digital permite a los investigadores modelar con precisión los yacimientos arqueológicos, proporcionando información adicional para formular perspectivas arqueológicas y promoviendo la comunicación entre el patrimonio cultural de los yacimientos arqueológicos y la población en general. ^{[ 18 ]}

El uso de la tecnología digital en arqueología ha permitido a los arqueólogos recopilar mayores cantidades de datos. ^{[ 1 ]} Esta recopilación de datos requiere un mayor mantenimiento de los archivos digitales, a menudo sin una comprensión clara de su relevancia dentro de la investigación arqueológica y dependiendo de avances tecnológicos adicionales para su correcta interpretación. ^{[ 1 ]}

A medida que se desarrollan las técnicas digitales utilizadas para la investigación arqueológica, la sofisticación de estos avances tecnológicos crea un mayor margen de error para los arqueólogos al realizar, documentar y reconstruir investigaciones arqueológicas. ^{[ 1 ]}