VR Workflow

Kontekst Karty Londyńskiej

W 2006 roku międzynarodowa grupa badaczy z profesorem Franco Nicolucci z Uniwersytetu we Florencji i profesorem Richardem Beachamem z King’s College w Londynie na czele wypracowała zbiór wytycznych dotyczących wizualizacji 3D na potrzeby badań i  upowszechniania dziedzictwa kulturowego zwany w skrócie Kartą Londyńską  (The London Charter for the Use of 3D Visualisation in the Research and Communication of Cultural Heritage. W kolejnej iteracji termin 3D uległ rozszerzeniu o wszelkie formy komputerowej wizualizacji dziedzictw kopmuterowego (The London Charter for the Computer-based Visualisation of Cultural Heritage). Zgodnie z założeniami samej Karty każde środowisko zawodowe powinno dodatkowo wypracować własne wytyczne, które pozwolą dopasować jej zalecenia do jego własnych celów, metod i założeń. Na gruncie tej idei w 2017 roku powstały w Sevilli międzynarodowe zasady archeologii wirtualnej (The Seville Principles). Proponowany przez nas framework opracowany na potrzeby tworzenie wysokiej jakości immersyjnych środowisk VR z użyciem danych z systemów architektonicznych BIM do prezentacji rekonstrukcji cyfrowych dziedzictwa kulturowego wpisuje się w idee dopasowywania zasad Karty Londyńskiej do specyficznych potrzeb dziedzinowych. 

Workflow

Proces tworzenia wirtualnego, immersyjnego środowiska prezentującego obiekty architektoniczne dziedzictwa kulturowego można podzielić na 6 głównych obszarów – domen problemowych. Składają się na niego akwizycja danych, opracowanie koncepcji rekonstrukcji, przygotowanie modeli BIM, ich konwersja na potrzeby systemów immersyjnych czasu rzeczywistego, przygotowanie samego środowiska oraz jego prezentacji. 

Pozyskanie danych źródłowych dla tego typu środowiska, poza tradycyjnymi formami typowymi dla dokumentacji badań archeologicznych i architektonicznych, wiąże się z wykorzystaniem skanerów 3D, fotogrametrii, pomiarów i akwizycji danych za pomocą dronów. Odpowiednie opracowanie tych danych za pomocą systemów reality capture połączone z analizą innych źródeł, kwerendą stanu wiedzy oraz hipotezami badawczymi stanowi podstawę przygotowania koncepcji rekonstrukcji i opracowania modeli architektonicznych. Modele przygotowane w systemach BIM wymagają następnie konwersji do systemów immersyjnych czasu rzeczywistego. Poziom automatyzacji tego procesu zależy od wybranego silnika, na którym oparte zostanie środowisko VR  i szczegółowo został omówiony na przykładzie naszego use case’u. Podobnie w zależności od wybranego silnika dodatkowe narzędzia, w tym te oparte o możliwości sztucznej inteligencji wspierają proces przygotowywania środowiska VR, w tym ustawienie parametrów sceny, ustawienie modeli na scenie, ustawienie oświetlenia. Opracowanie prezentacji rekonstrukcji w środowisku VR wymaga przygotowanie narracji, zaprojektowanie awatarów i dodanie interakcji w jakich widz będzie mógł uczestniczyć i jakie będzie mógł wykonywać w trakcie immersyjnego doświadczenia.

Należy podkreślić, że cały proces wymaga transdyscyplinarnej współpracy zespołu złożonego ze specjalistów z wielu odmiennych dziedzin, co wbrew pozorom nie jest zadaniem łatwym i często potrzebuje wsparcia w postaci facylitatorów z doświadczeniem międzydziedzinowym. Transfer wiedzy i doświadczenia musi następować pomiędzy specjalistami od zagadnień technologicznych jak i badaczami od zagadnień historyczno-kulturowych. Wymiana kompetencji musi się jednak też odbywać pomiędzy ekspertami od poszczególnych etapów tworzenia środowiska, w tym pośród różnych specjalistów od akwizycji danych, konstruowania modeli BIM i tworzenia środowiska czasu rzeczywistego, jak i pomiędzy badaczami zajmującymi się wyodrębnionymi dziedzinami związanymi z obszarem archeologii, architektury, historii, historii sztuki, kulturoznawstwa i innych obszarów bezpośrednio związanych z danym obiektem dziedzictwa.

Dokumentowanie

Karta Londyńska szczególną wagę przykłada do wysokiej wiarygodności prezentowanych wizualizacji dziedzictwa kulturowego. Podkreśla konieczność prowadzenia szczegółowej i pełnej dokumentacji materiałów źródłowych i  aktualnego stanu wiedzy oraz utrwalania pradanych, czyli procesów interpretacji danych, które doprowadził do sformułowania prezentowanych tez, opisu przyjętych metod i dokumentowania związków zależności między poszczególnymi elementami. Jest to słuszne i zgodne z metodami naukowymi podejście, jednak warto pamiętać o stosowaniu do tego celu odpowiednich narzędzi. Różnego rodzaju próby stworzenia środowisk cyfrowych łączących w sobie elementy wizualizacji obiektów z materiałami naukowymi z różnych powodów okazały się nieskuteczne i dowiodły, że w obszarze analizy naukowej media pisane w postaci artykułów naukowych z ich aparatem badawczym pozostają najbardziej adekwatną formą. O ile systemy BIM mogą przechowywać różne informacje na temat obiektu architektonicznego, gdyż zostały zaprojektowane jako systemy zarządzania procesem od wczesnego etapu projektowania do budowy fizycznego obiektu, to wciąż nie będą one odpowiednie do przechowywania danych o charakterze badawczo-naukowym. Tym bardziej immersyjne, interaktywne środowisko przetwarzające dane w czasie rzeczywistym nie nadaje się do wykorzystywania jako repozytorium. Każda metoda i narzędzie ma swoje cele i przeznaczenie oraz swoje ograniczenia. Prezentowany przez nas workflow pokazuje komplementarność ich zastosowań. Postulowane niekiedy próby stworzenia jednego narzędzia obejmującego cały proces tworzenia wizualizacji obiektów dziedzictwa kulturowego wydają się niepotrzebne i utopijne.

Upowszechnianie

Immersyjne środowiska VR dają szerokie możliwości w zakresie tworzenia różnorodnych form interakcji i narracji. Przygotowując ten etap projektu należy wziąć pod uwagę zróżnicowane potrzeby odmiennych typów odbiorców. Nie każdy widz chce znać cały kontekst i nie należy go nadmiernie obciążać  szczegółowymi, czy zbyt technicznymi wyjaśnieniami procesów tworzenie wirtualnych rekonstrukcji. Nie mniej w każdym przypadku powinien zostać poinformowany, że rekonstrukcja jest jedynie przybliżeniem, wizualizacją pewnego stanu wiedzy i mieć świadomość gdzie kończą się fakty, a zaczynają hipotezy badawcze. W dobie generatywnej grafiki tworzonej przez sztuczną inteligencję uwrażliwienie na naukową wiarygodności przedstawień jest kluczowe.

W pierwszej kolejności należy określić czy przygotowywane środowisko będzie wykorzystane w celach dalszej pracy naukowej przez kolejne grupy naukowców w ramach ich profesjonalnych działań czy posłuży szerokiej publiczności na przykład w kontekście muzealnym. W przypadku naszego use casu wirtualny teatr w Volterze ma być przyszłości wykorzystany do przeprowadzenia wraz z zespołem filologów klasycznych i teatrologów transdyscyplinarnych badań dotyczących realizacji przedstawień komedii rzymskiej w przestrzeni scenicznej. Proksemika i ruch sceniczny aktorów zostaną zasymulowane przez ich wirtualne odpowiedniki w formie awatarów. 

W kontekście publiczności muzealnej warto przyjrzeć się jej potrzebom stosując odmienne podejście niż tradycyjne segmentowanie jej na podstawie danych demograficznych. Na podstawie licznych analiza badacz John Falk wprowadził opisowe kryteria typów odwiedzających oparte na ich motywacjach i osobistej identyfikacji. Jak zauważa Falk osoby odwiedzające muzea zazwyczaj posiadają gotowy wzorzec tego, co wiąże się z ich wizytą w oraz wiedzą jakiego typu korzyści im ona przyniesie. Zgodnie z typologią Falka w muzeach spotkamy oczywiście Profesjonalistów i Hobbystów. Ich potrzeby będą często zbieżne z potrzebami profesjonalistów wykorzystujących wirtualne środowiska w celach zawodowych. Będą oczekiwali szczegółowych informacji na temat prezentowanych obiektów dziedzictwa kulturowego, źródeł i metod zastosowanych przy procesach rekonstrukcji i wirtualizacji. Często spełnienie ich potrzeb będzie wymagało odesłania ich do prac naukowych, choćby w formie artykułów zamieszczonych w różnych publikacjach, na przykład w katalogach wystaw. Pośród potencjalnych odbiorców wirtualnych immersyjnych środowisk znajdziemy jednak również Odkrywców, kierujących się ciekawością, szukających czegoś co przyciągnie ich uwagę i pozwoli nauczyć im się czegoś nowego. Osoby wspierające, które będą zaangażowane w zapewnianie nowych doświadczeń i wiedzy swoim towarzyszom, na przykład znajomym i  rodzinie, w tym dzieciom.  Poszukiwacze doświadczeń są głównie zmotywowani do odwiedzania miejsc znanych, ważnych, popularnych, znajdujących się na listach atrakcji. Poszukiwacze refleksji skupiają się natomiast na kontemplacji, szukają przeżyć o charakterze refleksyjnym, duchowym, często też relaksującym. 

Każdej z opisanych przez Falka grup immersyjne środowisko może zaoferować narracje i interakcje, które pozwolą im korzystać z wirtualnej rekonstrukcji w sposób zgodny z ich potrzebami i oczekiwaniami. Wymaga to zaangażowania specjalistów od edukacji, komunikowania, projektowania doświadczenia użytkowników (User Experience  – UX) i projektowania interfejsów (User Interface –  UI) takich aplikacji. Immersyjne rozwiązania z obszaru wirtualnej, rozszerzonej i poszerzonej rzeczywistości są wciąż dynamicznie rozwijającym się i nieustannie zmieniającym się obszarem informatyki technicznej. Ich zastosowanie w obszarze interakcji człowiek-komputer (HCI – Human-Computer Interaction) wymaga stałego modyfikowania istniejących oraz wypracowywania nowych paradygmatów, standardów i rozwiązań, często z uwzględnieniem zaangażowania użytkowników w ramach partycypacyjnych procesów badawczych i projektowych (participatory approach).

Bibliografia

1. Karta Londyńska. Zasady dotyczące komputerowych metod wizualizacji dziedzictwa kulturowego, wersja polska przygotowana staraniem Instytutu Historii Sztuki Uniwersytetu Wrocławskiego, 2010, https://londoncharter.org/
2. The Seville Principles, International principles of virtual archaeology, 2017
3. Bentkowska-Kafel A., H. Denard, D.Baker (Eds.), Paradata and Transparency in Virtual Heritage, 2016
4. Falk. J.H., Identity and the Museum Visitor Experience, 2016
5. Falk. J.H., Understanding Museum Visitors’ Motivations and Learning, https://johnhfalk.com/links/