3D visualisation

Spain keeps an exceptional epigraphic heritage, dated from the Roman civilization, that integrates thousands of Latin inscriptions nowadays disseminated along the Iberian peninsula. For many purposes such as education, innovation, cataloging, study and dissemination of this type of historical documentation, a clear demand of placing all this epigraphic heritage into modern 3D graphics, internet and mobile devices is increasing. We present the novel 'Epigraphia 3D' for handheld devices, a native Android app for exploring a total of 60 Roman inscriptions from the National Museum of Roman Art (Mérida, Badajoz). The work emphasizes the 3D nature feature for navigating through the inscriptions, by using Glob3 Mobile, an open source GIS framework for visualizing the 3D inscriptions. Besides, an error analysis of the simplified models is tackled.

Three-dimensional (3D) visual information is the key to
understanding in design processes, especially for activities that involve space
imagination such as ergonomics review, assembly verification and product use
simulation. Currently, two-dimensional (2D) displays are predominantly used
for visualisation of both 2D and 3D product models. However, it is understood
that 3D displays provide better spatial visual experiences. The focus in this
work was on the investigation of the appropriateness of using standard
holographic displays for 3D product visualisation. Evaluation has been
conducted and problems that designers and engineers might face in using
holographic displays for product visualisation have been identified. It has been
established that these displays do not completely meet the basic 3D product
visualisation demands. However, they seem to be appealing solutions because
they display images that multiple viewers can collaboratively view and walk
around, seeing them from different perspectives.

This paper investigates the use of 3D immersive virtual environments and 3D prints for interaction with past material culture over traditional observation without manipulation. Our work is motivated by studies in heritage, museum, and cognitive sciences indicating the importance of object manipulation for understanding present and ancient artifacts. While virtual immersive environments and 3D prints have started to be incorporated in heritage research and museum displays as a way to provide improved manipulation experiences, little is known about how these new technologies affect the perception of our past. This paper provides first results obtained with three experiments designed to investigate the benefits and tradeoffs in using these technologies. Our results indicate that traditional museum displays limit the experience with past material culture, and reveal how our sample of participants favor tactile and immersive 3D virtual experiences with artifacts over visual non-manipulative experiences with authentic objects.

This keynote paper describes the application of Information Technology to various aspects of Engineering Geology, from data requirements, data handling and processing to numerical and GIS modelling and visualization. It is illustrated with a number of practical examples developed in The Netherlands.

The paper presents the results of the excavation of twelve indirect cremation graves in simple pit of Roman Age (late I century AD - early II century AD) in Lestans, province of Pordenone (North-eastern Italy). The group of graves is certainly part of a more extensive necropolis, partially excavated in the 70’s of the past century. The excavation was documented by a wide sequence of photos for a photogrammetric processing and 3D reconstruction in “Structure from motion” techniques, and by methods of GPS survey. As all these data were collected in GIS, it has been possible to perform spatial analysis on both the arrangement of the graves and the arrangement of objects inside the deposit produced by the cremation of the body. Moreover, the results of the study of the objects found gravegoods (currently under restoration) are presented here.

Die Technik des „maschinellen Sehens“ (computer vision) hält immer stärkeren Einzug in den archäologischen Alltag und eignet sich mittlerweile bestens zur systematischen Anwendung auf archäologischen Ausgrabungen. Im vorliegenden Artikel wird der Einsatz von Structure-from-Motion auf der Ausgrabung am Kleinen Anzingerberg bei Meidling im Thale in Niederösterreich vorgestellt. Zur Anwendung kam die kommerzielle Software Agisoft PhotoScan, die vollautomatisiert die inneren und äußeren Parameter der Kamerakalibrierung berechnet und daraus eine dreidimensionale Punktwolke erstellt. Selbige wird mit Hilfe von Multi-View-Stereo-Algorithmen in ein fotorealistisches Oberflächenmodell umgewandelt. Zur Visualisierung der Oberflächenmodelle und für die Zusammenführung mit den übrigen Grabungsdaten bietet sich der Import in ein Geografisches Informationssystem an. Mit dessen Hilfe können herkömmliche Ableitungen der Oberflächenmodelle, wie beispielsweise Schummerungen, Darstellungen der Hangneigung und Profilschnitte, visualisiert werden. Die fotorealistischen Modelle können aber auch der Erzeugung wahrer Orthofotos dienen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, sich als Betrachter interaktiv durch die texturierten dreidimensionalen Modelle zu bewegen. Eine Anordnung der Modelle gemäß ihrer stratigrafischen Position erlaubt in dieser Form sogar eine vierdimensionale Betrachtung.
Da die Qualität der Fotografien und die Auswahl der Aufnahmestandorte für die Genauigkeit der fertigen Modelle maßgeblich verantwortlich sind, muss bei der Anwendung von Structure-from-Motion dem Prozess der Datenaufnahme eine besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden. Wichtig sind eine hohe Bildqualität bei einer hohen Tiefenschärfe, gleichmäßige Lichtbedingungen, eine ausreichende Überlappung der Einzelbilder sowie die Auswahl unterschiedlicher, in den einzelnen Schritten jedoch nicht zu stark voneinander abweichender Kamerastandpunkte. Zur besseren Stereoabdeckung wurden am Kleinen Anzingerberg Techniken der bodengestützten Luftbildarchäologie zum Einsatz gebracht. Ein Fotokran sowie eine Teleskopstange dienten als Kameraplattform zur Generierung von Senkrecht- und Überblicksaufnahmen. Selbige verbessern neben der Präzision und Punktdichte des Modells auch die benötigte Rechenzeit bei der Modellerstellung.
Structure-from-Motion bietet durch die Verwendung von archäologischer Standardausrüstung (Vermessungsgerät und Fotoapparat) eine kostengünstige, einfach zu handhabende und genaue Dokumentationsmöglichkeit für stratigrafische Ausgrabungen. Die fotorealistischen dreidimensionalen Modelle können als virtuelle Nachbildungen der einzelnen Stratifikationseinheiten betrachtet werden und  erlauben dadurch eine objektive und überprüfbare Dokumentation archäologischer Hinterlassenschaften, was sie zu einer ausgezeichneten Interpretationsgrundlage macht.

Předložený příspěvek je věnován popisu jedné z nejmodernějších dokumentačních metod na bázi trojrozměrného modelování, označované jako Structure-from-Motion. Metoda byla aplikována na eneolitické lokalitě Kleiner Anzingerberg bei Meidling im Thale v Dolním Rakousku. Metoda Structure-from-Motion nabízí levnou, jednoduchou a přesnou možnost dokumentace archeologických výzkumů.

3D documentation of underwater archaeological sites is an indispensable and regular part of the methodological procedure and anyone, who is considered a serious researcher, does not even think to try to reassure
the scientific community about the site's condition without entirely new methodological standards. However, 15 years ago, that was not possible and feasible. Even though the possibilities of 3D methodology were started to be explored already almost 50 years ago, this was in practice unavailable, primarily because of the enormous time of art needed for preparing stereo photogrammetric results. Moreover, also because of the very expensive equipment, which was not available for the vast majority of underwater archaeologists. That had changed when low-cost, digital, compact cameras with instant housings came on the market. The first experimental studies on the Eastern Adriatic sea in 2001, on a Roman shipwreck near the Silba Island in the Adriatic Sea, were performed.