Kulturális kincseink szemléltetése 3D-ben CG technikák felhasználásával Presenting Cultural Treasures in 3D Using CG Techniques

Received: 19 July 2016 Accepted: 30 September 2016 Published: 15 October 2016

Journal of Applied Multimedia 3./XI./2016

Kulturális kincseink szemléltetése 3D-ben CG technikák felhasználásával Presenting Cultural Treasures in 3D Using CG Techniques Nagy Tamás Lajos *, Berecz Antónia ** * **

Gábor Dénes Főiskola/Alap- és Műszaki Tudományok Intézete, Magyarország, Budapest * [email protected], ** [email protected] Eddig is léteztek online képtárak, tárlatok például, de ma már lehetőség van nagyfelbontásban, igényes keretek között közzé tenni kulturális tartalmakat. Ilyen például a Szlovák Nemzeti Galéria (SNG) online képtára, a „webumenia” [1], amely több mint 80 000, nagyfelbontású, alkotó, helység és keletkezési dátum szerint kereshető tételt tartalmaz (lásd az 1. ábrát).

Összefoglalás – A mükénéi kultúra napjaink egyik legérdekesebb és legrendhagyóbb tárgyi leletén, a Phaisztosz-korongon keresztül bemutatható, hogy milyen praktikus a szórakoztató iparban használt számítógépes animációs eljárások használata a kulturális és oktató tartalmak prezentálására. Dolgozatunkban megmutatjuk, hogy a Phaisztosz-korong anaglif honlapjához készült animációhoz milyen szoftvereket és technikákat használtunk. Hasonló filmek segítségével, anélkül, hogy kontinenseket kellene utazni/utaztatni, szemléltethetjük kulturális kincseinket, nyújthatunk azokról információkat, szerezhetnek élményeket a virtuális térben a látogatók. Abstract – Animation tools of show business can be used for presentation of cultural and learning contents. By the work through of the animation about the Phaistos-disc, the most interesting and most unusual artefact from the Minonian era. Our lecture presents softwares and technologies used for anaglyph homepage of Phaistos-disk.

1. ábra: Web Umenia, Szlovákia [1]

A 3D-s animációk használata is megjelent a múzeumokban és az interneten. Ezek alkalmasak anyagi valójukban nehezen és költségesen, vagy egyáltalán nem mozgatható tárgyak, helyszínek élethű bemutatására, akár teljesen rendhagyó látószögből, mint például az Országház építését végigkövető animációs film (lásd a 2. ábrát).

We can show our cultural treasures and provide information about them, visitors can have experiences in the cyberspace by similar animated movies without traveling/driving through continents. Kulcsszavak: anaglif kép, 3D grafika, Blender, kulturális kincseink, Phaisztosz-korong, virtuális valóság. Keywords: anaglyph image, 3D graphics, Blender, cultural treasures, Phaistos-disc, virtual reality.

I.

KULTURÁLIS KINCSEINK 3D-BEN SZEMLÉLTETÉSÉNEK JELENTŐSÉGE

A szórakoztató iparban aranykorukat élik a számítógépes animációk, képmanipulációs eljárások, de a kulturális szférában nem túl elterjedt a használatuk. A dokumentumfilmeken kívül az internet hétköznapi életbe való beépülésével és a virtuális valóság (Virtual Reality, VR) technológiák megjelenésével egyre jobban megfogalmazódik az igény a minőségi multimédiára a kulturális szférában.

2. ábra: 3D animáció a magyar Parlament építéséről [2]

44


Ezek a videók felhasználhatók akár virtuális valóság eszközökkel való bemutatásra is. Így teszi élményszerűbbé kulturális kincseinek megismerését például a British Museum (lásd a 3. ábrát).

5. ábra: Gareth Alun Owens és a korong [5]

45 egyedi szimbólumból összeállított 242 piktogram látható rajta, például futó férfialakok, tollkoronás fejek, nők, gyerekek, állatok, madarak, rovarok, szerszámok, fegyverek és növények. Owens szerint a korong egyik oldalán látható jelek 90%-át fejtette meg. A korong a minószi civilizáció anyaistennőjéhez szóló imát tartalmaz. Owens a világ első, minószi CD-ROM-jának nevezte a korongot alakja és szinte feltörhetetlen erősségű kódja miatt. A CD-ROM mozaikszót szerinte fordíthatjuk Clay Disk (agyagkorong) – Read Only Minos (csak minósziul olvasható) [4].

3. ábra: „Időutazás” VR-ezközzel a British Museumban [3]

Dolgozatunk témáját a krétai TEI (Technological Educational Institute of Crete) számára a Gábor Dénes Főiskolán (GDF) a Phaisztosz-korongot bemutató 3D animáció elkészítésének esettanulmánya nyújtja. II.

A PHAISZTOSZ-KORONG TÖRTÉNETE

A Phaisztosz-korongot 1908. július 3-án találta Luigi Pernier archeológus Phaisztosz közelében, ahonnan az elnevezése ered. A korong nagy valószínűséggel a minószi civilizáció középső korszakából való, keletkezésének ideje kr.e. 1850 - kr.e. 1600. közé tehető. A korong nagyjából 16 cm átmérőjű, égetett agyag. Jelentősége, hogy mindkét oldalán, spirális elrendezésben hieroglifaszerű írásjelek találhatóak (lásd a 4. ábrát), amelyek nem azonosíthatóak a krétai lineáris A és B írással1, és nem hozhatóak összefüggésbe egyéb írásjelekkel. Az írásjelek megmunkálása a mezopotámiai technikához hasonlít, valószínűsíthető, hogy itt is kis pecsétekkel nyomták bele az írásjeleket a még puha agyagba, mielőtt kiégették.

III.

A PHAISZTOSZ-KORONGOT BEMUTATÓ VIDEÓ KÉSZÍTÉSÉNEK FŐBB LÉPÉSEI

A. A videó elkészítésének igénye A Phaisztosz-korong bemutatására már korábban elkészített egy anaglif weboldalt (lásd a 6. ábrát) a TEI-vel való együttműködés keretében Tövissy Judit Zsuzsanna, a Gábor Dénes Főiskola (GDF) mérnök informatikus hallgatója, ahol a koronggal kapcsolatos tartalmak 3D-ben tekinthetőek meg. [6]

6. ábra: A korong anaglif 3D-s weboldala [6]

A Phaisztosz-korong tartalmának megfejtése nyomán kérték a videó elkészítését a Gábor Dénes Főiskolától.

4. ábra: A Phaisztoszi Korong [4]

A korongon található szöveget a közelmúltban Gareth Alun Owens (lásd az 5. ábrát), a Krétai TEI Erasmus koordinátora fejtette meg, aki hat éven keresztül tanulmányozta a korongot egy, az Oxford Egyetemen dolgozó kollégájával.

1

Krétai lineáris A és B írás: Egy szótagírás, amelyet a mükénéi görög civilizáció használt (kb. i.e. 1450-től néhány évszázadon keresztül).

45


B. A korong modellezése és textúrázása A korongot a TEI-n beszkennelték, és Wavefront .obj formátumban küldték el. A fájl 380 MB méretű, közel 2 328 838 vertexszámú volt (lásd a 7. ábrát). A továbbiakban ezt a scant optimális méretűre kellett retopologizálni, mert az eredeti méreteivel lehetetlen volt dolgozni, komplexitása miatt nem lehetett textúrázni.

9. ábra: A jelenet nagyfelbontású objektumcsoportja

7. ábra: A korong háromdimenziós scanje a Blenderbe importálva

A TEI-ről küldtek a koronghoz textúrát és normál mapet is (lásd a 8. ábrát). Sajnos ezeket rossz minőségük miatt nem tudtuk használni. A textúrákat valós, a korongról készült fotókból hoztuk létre, a normál mapet pedig a kapott nagyfelbontású objektum alapján készítettük el a Blender2 baking3 funkciójával.

10. ábra: A jelenet kisfelbontású objektumcsoportja

A palota romjának kis felbontású objektumaira a nagyfelbontásúakból készült displacement és normál mapek kerültek, így a kisebb felbontású objektumok megkapták a nagyobb felbontásúak részletesebb kinézetének hatását. Ezek után lettek a kisfelbontású objektumok materiálozva és textúrázva. Az objektumok materiáljainak szerkesztése a Cycles motorban, annak beállításaival, node editorban folyt. A materiálok kevert glossy és difuse materiálok, amelyek keverési faktora az adott objektumok displacement mapja kontrasztosabbra módosítva. Így még jobban kiemelték az objektumok térbeli formáinak pozitív és negatív extrémjeit, és e szerint lettek a kiálló formák fényesebbek, a viszonylag sík felületek és a beforduló formák pedig matt hatásúak (lásd a 11. ábrát). A textúrák interneten fellelt fotókból lettek szerkesztve.

8. ábra: A TEI által biztosított textúrák

C. Rom modellezése, materiálozása és textúrázása A megbeszélések során realizálódott egy, a knósszoszi palota és a minószi kultúra stílusában készült rom, mint helyszín. Ez a Zbrush programban, „szobrász módban” készült el primitív testekből (lásd a 9–10. ábrát), majd a kész, nagyfelbontású objektumok alapján optimális méretű, kisebb felbontású objektumok készültek belőle.

2

11. ábra: A materiálok szerkesztése

Blender: Ingyenes, nyílt forráskódú, általános modellező szoftver. A GDF Számítógépes grafika tantárgy gyakorlatainak és a GD Tehetségpont 3D grafika és animáció diákműhelyének elsődleges szoftvere. 3 Baking: Általánosságban valaminek az előre kiszámítása, hogy felgyorsítsuk vele a teljes kép kiszámításának/elkészítésének folyamatát.

46


Ezek után a jelenet háttere HDRI képet kapott (lásd a 12. ábrát).

E. A videó verziói és renderelése A videó első, kezdetlegesebb verziójában még nem volt a korongon textúra, és a jelenet szegényebb, kidolgozatlanabb volt (lásd a 14. ábrát). A jelenet hátterét egy krétán készült panoráma HDRI5 fotóból installált world textúra6 alkotta. A jelenetben mindössze a szobrászmódban készült kőposztamens és egy bársonypárna, valamint a korong volt.

12. ábra: A HDRI háttér szerkesztése

Beállításra kerültek a jelenet fényforrásai is (lásd a 13. ábrát). 14. ábra: Az első verzió

Ez a verzió a későbbi, végső állapot létrejöttét elősegítő megbeszélésekben segített, az elképzelések konkrétabb formába öntésére szolgált. A rendereléshez a Cycles rendermotort7 használtuk, mert ez a szimulált fény objektumokról való visszaverődését egyedi módon számolja, és így fotórealisztikusabb képeket tud renderelni. A videó anaglif sztereoszkópikus 3D-s verzióban is elkészült (lásd szerkesztés közben a 15–16. ábrán). Egyrészt mert ezzel az előzőleg elkészült, kapcsolódó weboldal nyomdokába léptünk, azon publikálva a videót a tartalmak jellegének szorosabb kapcsolódását segítjük elő. Másrészt minden kijelzőplatformon elérhetők az anaglif technikával készített képek. Megtekintéséhez az olcsón beszerezhető papír vörös-cián szemüveg szükséges.

13. ábra: A jelenet fényei

D. A modellezett jelenet számokban A jelenet 16 különböző objektumot foglal magába – a fényforrásokat és a kamerát nem számítva –; ezek • öt, részben különböző oszlop, • egy kő architráv4 és • egy annak romos párját képező kő, • egy talaj, • két különböző formájú és anyagú fűcsomó, • egy virág, • egy lépcsőzet, • egy faragott kő posztamens, • egy kék bársonylepel és • a korong maga. Az összes objektum 205 333 vertexet foglal magában. A két különböző fűcsomó és a virág 250 000 példányban van sokszorosítva a talajt képező felületen. Úgy lettek beállítva, hogy a méretük és elhelyezkedésük kis értékek között véletlenszerűen változzon sokszorozáskor. A materiáljuk is úgy van beállítva, hogy a színárnyalat és az élénkség is véletlenszerűen változzon minden automatikusan létrehozott másolatnál. Az egyik fűcsomótípusból létrehozott másolatok a talajt képező objektumon egy generált felhőtextúrában lettek elhelyezve, a másik típusú fűcsomó másolatai ugyanannak a felhőtextúrának az inverz változatában. A virágok a kettő között elszórtan kaptak helyet. 4

15. ábra: A sztereoszkópia beállítása

5 Panoráma HDRI: nagyfelbontású panorámakép. Word textúra: háromdimenziós gömbre illesztett kép. 7 Cycles rendermotor: a fénysugarak követésére, az interaktív és egyszerű használatra fokuszáló képalkotó motor. 6

Architráv: Áthidaló, homlokzati kő gerenda.

47


16. ábra: A jelenetek animálása

19. ábra: A videó vágása

Az anaglif képek renderelése gyakorlatilag két kamerával történik. Ezek képei megfeleltethetőek a két szem által, külön szögből látott képeknek. Az egyik vörös, a másik cián színben rögzíti a képet, amit aztán az erre megfelelő szemüveg szűr. A kamerák egymástól való távolságát és a zéró parallax sík8 kamerákhoz való távolságát a videóhoz állítottuk be. A videó renderlése Nvidia, CUDA rendszerű grafikus processzorral történt. A szokásos képekkel készült videó megközelítőleg 16 óra alatt renderelődött le – ez képkockánként körülbelül 130 másodpercet vett igénybe. Az anaglif sztereoszkópikus verzió kétszer ennyi időt vett igénybe, 32-33 órát.

IV.

A VIDEÓ PUBLIKÁLÁSA

Eelkészülte után a videó mindkét verziója publikálva lett a Youtube-on [7] (lásd a 20. ábrát).

F. A videó vágása és utómunkái A render elkészülte után a videó, még mindig a Blender programon belül lett vágva (lásd a 19. ábrát) és utószerkesztve. A kapott forgatókönyv szerint Krétáról készített képekkel kezdődik a videó, amelyhez camera mapping9 technikát alkalmaztuk (lásd a 17–18. ábrát). 20. ábra: A publikált Youtube-csatorna [7]

Hat különböző nyelven érhető el a filmhez felirat: angol, bolgár, görög, francia, magyar, német (lásd a 21. ábrát). A bolgárt és a franciát azért választottuk, mert ebben a szemeszterben ilyen nyelvű Erasmus+-os hallgatók tanultak Főiskolánkon. A feliratok a Youtube videófeltöltő-szerkesztő szolgáltatásával lettek a filmhez időzítve. 17. ábra: Camera mapping első kép

18. ábra: Camera mapping második kép 21. ábra: A közzétett videó feliratai [7]

8

Zéró parallax sík: Az a sík, amely előtti objektumok közelebbinek tűnnek, a mögötte levők pedig távolibbnak. 9 Camera mapping: Technika, amely kivetíti a textúrákat a kamerán keresztül a jelenetben levő objektumokra.

48


V.

HIVATKOZÁSOK

ÖSSZEGZÉS, KITEKINTÉS

A 3D-s szoftverek ma már könnyen tanulhatók, egyszerűbben használhatók elődeiknél – bár profi használatuk és a művészi megjelenítés hosszú tanulást igényel. A hardverek és az internetkapcsolat megfelelően fejlett ahhoz, hogy jó minőségű tartalmakat és videókat hozzunk létre és publikáljunk jelentős anyagi befektetés nélkül is. Az internet hétköznapi életbe való egyre nagyobb beépülésével a kulturális tartalmak is jelentős, új teret nyerhetnek maguknak megvalósítható keretek között.

[1] [2]

[3]

[4]

[5]

[6] [7]

49

Web Umenia (Szlovákia), http://www.webumenia.sk/katalog, utolsó látogatás 2016.05.23. Parlament építése animáció, http://24.hu/fn/gazdasag/2016/02/05/igy-epult-fel-a-magyarparlament-epulete-video/, utolsó látogatás 2016.05.23. „Időutazás” VR-ezközzel a British Museumban, http://www.thestar.com.my/tech/tech-news/2015/08/08/virtualreality-bringing-artifacts-to-life-in-london/, utolsó látogatás 2016.05.23. Krétai Technological Educational Institute of Crete Daidalika haonlapja, http://www.teicrete.gr/daidalika/pages/page.php?page=phaistos_di sk, utolsó látogatás 2016.05.23. newsroom: Decrypting the Phaistos Disk (photo+video), http://en.protothema.gr/decoding-the-phaistos-disk/, 2014.10.21., utolsó látogatás 2016.05.23. A korong anagif honlapja http://disk.3dweb.hu/TEI%20of%20Crete%20-%20Daidalika.html Nagy Tamás Lajos: Phaisztosz-diszk animációja, https://www.youtube.com/playlist?list=PL2QDp7b5mqHBbKGC MEPe1ZjtOCU0HpSrD, utolsó látogatás 2016.05.23.

Kulturális kincseink szemléltetése 3D-ben CG technikák felhasználásával Presenting Cultural Treasures in 3D Using CG Techniques

Recommend Documents