Από την τηλεπισκόπηση στα παιχνίδια σοβαρού σκοπού: Ψηφιακή ανακατασκευή ενός εγκαταλελειμμένου μεσαιωνικού οικισμού στη νότια Ιταλία
Από RemoteSensing Wiki
| Γραμμή 1: | Γραμμή 1: | ||
| + | [[ Εικόνα: Yrsum7.jpg | thumb | right | Εικόνα 1]] | ||
| + | |||
'''Από την τηλεπισκόπηση στα παιχνίδια σοβαρού σκοπού: Ψηφιακή ανακατασκευή ενός εγκαταλελειμμένου μεσαιωνικού οικισμού στη νότια Ιταλία''' | '''Από την τηλεπισκόπηση στα παιχνίδια σοβαρού σκοπού: Ψηφιακή ανακατασκευή ενός εγκαταλελειμμένου μεσαιωνικού οικισμού στη νότια Ιταλία''' | ||
Αναθεώρηση της 20:29, 17 Ιανουαρίου 2021
Από την τηλεπισκόπηση στα παιχνίδια σοβαρού σκοπού: Ψηφιακή ανακατασκευή ενός εγκαταλελειμμένου μεσαιωνικού οικισμού στη νότια Ιταλία
Πρωτότυπος Τίτλος: From remote sensing to a serious game: Digital reconstruction of an abandoned medieval village in Southern Italy
Συγγραφείς: Francesco Gabellone – Antonio Lanorte – Nicola Masini – Rosa Lasaponara
1. Οι ερευνητικοί στόχοι
Αυτό το άρθρο ασχολείται με την εικονική ανακατασκευή της ιστορίας ενός θαμμένου μεσαιωνικού χωριού που χρησιμοποιείται ως αφετηρία για την ανάπτυξη ενός παιχνιδιού σοβαρού σκοπού. Αυτό είναι ένα καίριο θέμα για τους ιστορικούς, τους αρχαιολόγους και τις επιστημονικές κοινότητες της πληροφορικής, μεταξύ των οποίων οι πρόσφατες συζητήσεις έχουν ασχοληθεί με τα ζητήματα σχετικά με το πώς η επιστήμη των υπολογιστών μπορεί να επιτρέψει μια καλύτερη κατανόηση του παρελθόντος.
2. Εισαγωγή
Αυτό το άρθρο πραγματεύεται μια ανακατασκευή του μεσαιωνικού χωριού Yrsum που βρίσκεται κοντά στη Ματέρα της Νότιας Ιταλίας. Δημιουργήθηκε τον 11ο αιώνα και αργότερα εγκαταλείφθηκε τον 14ο αιώνα. Η ανάλυση και ερμηνεία ορθοφωτογραφιών και ψηφιακών μοντέλων υψομέτρων με βάση LiDAR και δορυφορικά δεδομένα μαζί με τη μελέτη ιστορικών πηγών και των διαθέσιμων αρχαιολογικών αρχείων, παρείχαν χρήσιμες πληροφορίες για το «forma urbis» του μεσαιωνικού οικισμού από την ίδρυσή του έως την εγκατάλειψή του. Η ανάλυση του αστικού προτύπου παρουσιάζει αποδεδειγμένα ομοιότητες με την τυπολογία «motte και bailey» (ακρόπολη και περίβολος). Αυτή η τυπολογία χαρακτήρισε μεσαιωνικά οχυρωμένα αξιοθέατα της Νότιας Ιταλίας, της Γαλλίας και της Αγγλίας από τον 11ο έως τον 13ο αιώνα. Μετά την εικονική ανασυγκρότηση, αναπτύχθηκε μια διαδραστική εφαρμογή (παιχνίδι Yrsum) που δομείται τόσο από δισδιάστατα όσο και από τρισδιάστατα στοιχεία. Η μεγαλύτερη καινοτομία σε σύγκριση με τα πιο συνηθισμένα βιντεοπαιχνίδια ήταν η δυνατότητα να παραχθεί το παιχνίδι με βάσει αυστηρά επιστημονικά δεδομένα. Τα παιχνίδια σοβαρού σκοπού είναι μια διαδραστική εικονική προσομοίωση πραγματικών γεγονότων ή διαδικασιών. Αν και μπορεί να είναι διασκεδαστικά, ο κύριος σκοπός τους είναι να εξασκήσει ή να εκπαιδεύσει τους χρήστες για διαφορετικές «σοβαρές» εφαρμογές που απευθύνονται στην άμυνα, τις επιχειρήσεις, τη βιομηχανία, τον πολεοδομικό σχεδιασμό, τη διαχείριση έκτακτης ανάγκης, την εκπαίδευση, τις επιστημονικές έρευνες και την πολιτιστική κληρονομιά. Αυτός ο τύπος εκπαιδευτικού εργαλείου μπορεί να είναι πολύ χρήσιμος για την κατανόηση όχι μόνο του παρόντος αλλά και του παρελθόντος κόσμου, όπως στην περίπτωση του αντικειμένου προσομοίωσης ενός σοβαρού παιχνιδιού για την μεσαιωνική ιστορία του Yrsum, με στόχο την αξιολόγηση της δυνατότητας των δεδομένων τηλεπισκόπησης στο edutainment (εκπαιδευτική ψυχαγωγία). Ο οικισμός του Yrsum έχει επιλεγεί επειδή είναι μια μελέτη περίπτωσης που έχει ήδη διερευνηθεί μέσω τηλεπισκόπησης, καθώς και μια εμβληματική περίπτωση εγκατάλειψης οικισμών στον Ύστερο Μεσαίωνα, που ήταν ένα πολύ κοινό φαινόμενο σε ολόκληρη την Ευρώπη, προσελκύοντας το ενδιαφέρον αρκετών ιστορικών και αρχαιολόγων.
3. Yrsum: ιστορία και τελευταίες εξελίξεις των ερευνών
Το Yrsum βρίσκεται στην επικράτεια της Irsina, σε ένα λοφώδες οροπέδιο, με το όνομα Monte Irsi, με θέα τη συμβολή των ποταμών Bradano και Basentello, κοντά στα σύνορα μεταξύ των περιοχών Basilicata και Apulia, στη Νότια Ιταλία. Ένα έγγραφο που χρονολογείται από το 1123 αναφέρει για πρώτη φορά έναν οικισμό, που ονομάζεται Castrum Ursum, στο λόφο του Monte Irsi. Τα πρώτα στοιχεία για τον πληθυσμό χρονολογούνται στο 1277. Η απογραφή κατέγραψε 114 οικογένειες που αντιστοιχούσαν σε περίπου 700-900 κατοίκους, αριθμός που θεωρείται σημαντικός σε σύγκριση με τους γύρω οικισμούς. Η τελευταία πράξη στην ιστορία του Yrsum ήταν η λεηλάτηση των σπιτιών και η καταστροφή του μοναστηριού από τους κατοίκους του Montepeloso. Το χωριό εγκαταλείφθηκε λίγο αργότερα, επίσης λόγω μιας κατολίσθησης που έπληξε μέρος του χωριού.
4. Yrsum: ανακατασκευή του forma urbis με χρήση τηλεπισκόπησης
Μέσω της τηλεπισκόπησης βελτιώθηκε η γνώση της ιστορίας του Yrsum. Συγκεκριμένα, μελέτες που διεξήχθησαν το 2005 και το 2007, χρησιμοποιώντας δορυφορικές εικόνες πολύ υψηλής ανάλυσης, μας επέτρεψαν να εντοπίσουμε αρχαιολογικά ίχνη ερειπίων και μικροανάγλυφα, βάσει των οποίων απεικονίστηκε περίπου ο εν λόγω μεσαιωνικός αστικός ιστός. Πιο αναλυτικές πληροφορίες για τον αστικό ιστό έχουν ληφθεί με την επεξεργασία και την ερμηνεία ψηφιακών μοντέλων που προέρχονται από μια τοπογραφική έρευνα LiDAR που πραγματοποιήθηκε το 2008. Πριν από την ερμηνεία προηγήθηκε η επεξεργασία νεφών σημείων και η μετεπεξεργασία των ψηφιακών μοντέλων. Η επεξεργασία συνίσταται στην ταξινόμηση αντικειμένων εδάφους και μη, εφαρμόζοντας μια προοδευτική μέθοδο συμπύκνωσης Triangulation Irregular Network (TIN).
5. Η τυπολογική ανασυγκρότηση βασισμένη στην ενσωμάτωση ετερογενών δεδομένων
Ξεκινώντας από τη μελέτη τρισδιάστατου μοντέλου που εξήχθη από την τοπογραφική έρευνα LiDAR, αναδύεται μια συγκεκριμένη μορφολογία της τοποθεσίας και ορισμένες αρχιτεκτονικές ιδιαιτερότητες που θέτουν πολλά ερωτήματα από την ιστορική και αρχαιολογική άποψη. Συγκεκριμένα, η τοπογραφική έρευνα LiDAR δείχνει, με σαφή στοιχεία, τις διευθετήσεις των ερειπωμένων κατασκευών και επομένως τα βασικά χαρακτηριστικά της αστικής μορφολογίας, που αναπτύχθηκαν σε τρεις φάσεις επέκτασης. Μια περαιτέρω συμβολή στην κατανόηση της μορφολογίας του Yrsum δίνεται από την εφαρμογή μιας πολυωνυμικής υφής (Polinomial Texture Mapping - PTM), η οποία επιτρέπει τον φωτισμό του μοντέλου LIDAR διαδραστικά, με έμφαση στα μορφολογικά χαρακτηριστικά. Το PTM είναι μια οπτική αναπαράσταση των προκαθορισμένων λειτουργιών που χρησιμοποιούνται αντί των εικόνων με απλές τιμές χρώματος. Σε μια συμβατική εικόνα, κάθε pixel περιέχει στατικές τιμές των συστατικών του κόκκινου, του πράσινου και του μπλε. Σε μια εικόνα PTM κάθε εικονοστοιχείο περιέχει μια απλή συνάρτηση που καθορίζει τις τιμές εικονοστοιχείου του κόκκινου, πράσινου και μπλε, εκφρασμένες σε συνάρτηση με δύο ανεξάρτητες παραμέτρους, που αναφέρονται ως lu και lv που καθορίζουν την κατεύθυνση εκτός από την σημειακή πηγή φωτός.
6. Το παιχνίδι σοβαρού σκοπού
Βασιζόμενοι σε αυτές τις πληροφορίες, που πραγματοποιήθηκαν σε έμμεση μορφή μέσω της χρήσης ολοκληρωμένων τεχνολογιών, έχουμε αναπτύξει μια διαδραστική εφαρμογή που βασίζεται σε δισδιάστατα στοιχεία ως αποτελέσματα της τυπολογικής ανασυγκρότησης που μόλις περιγράφηκε. Τα δεδομένα LiDAR σε αυτό το στάδιο χρησιμοποιήθηκαν για τον εντοπισμό σχημάτων και διαστάσεων τόσο του αστικού χώρου όσο και των σπιτιών. Το πρόγραμμα αναπαραγωγής μπορεί να λάβει και να διασταυρώσει πληροφορίες χρησιμοποιώντας εικόνες υψηλής ανάλυσης πολυφασματικής τηλεπισκόπησης που μπορούν να αξιοποιηθούν ως ερμηνευτικά στοιχεία για την αναγνώριση άλλων χαρακτηριστικών. Τέλος, μέσω της διαδραστικής εξερεύνησης του μοντέλου LiDAR και της παρατήρησης του πλάγιου φωτισμού που δίνεται από το PTM, μπορούμε να εντοπίσουμε πρόσθετα χαρακτηριστικά του εδάφους, να αναγνωρίσουμε τους τοίχους, τους δρόμους, τα ανάγλυφα. Ο αρχαίος οικισμός ανακατασκευάζεται μέσω επιστημονικών δεδομένων που χρησιμοποιούνται συνήθως στους τομείς της έρευνας, αλλά εδώ ο παίκτης το χρησιμοποιεί με εμπειρικό τρόπο, για να επιτύχει ένα πρακτικό αποτέλεσμα που επιτρέπει την κατανόησή τους και τη σωστή χρήση τους. Υπό αυτήν την έννοια, το παιχνίδι σοβαρού σκοπού είναι χρήσιμο για την κατανόηση των χαρακτηριστικών του αρχαίου οικισμού, αλλά και για την εκμάθηση ορισμένων τεχνικών προσομοίωσης που χρησιμοποιούνται αποκλειστικά σε ερευνητικούς τομείς.
7. Τελικές παρατηρήσεις
Η εν λόγω εργασία είχε ως στόχο την ανάπτυξη μιας νέας προσέγγισης για τη βελτίωση της γνώσης σχετικά με μια περίοδο της ευρωπαϊκής ιστορίας, που χαρακτηρίζεται από την εγκατάλειψη πολλών οικισμών της υπαίθρου, που συνέβη μεταξύ του 14ου και του 15ου αιώνα. Ελλείψει άμεσων δεδομένων και υλικών που παρέχονται από αρχαιολογικές ανασκαφές, η ολοκληρωμένη χρήση τηλεπισκόπησης, εικονικής πραγματικότητας, ιστορικών πηγών και αρχαιολογικών αρχείων μπορεί να επιτρέψει την κατανόηση του φαινομένου των χαμένων οικισμών, και για για μη ειδικούς, παρέχοντας διαχρονικά σενάρια ερειπίων και θαμμένων αρχαιολογικών χώρων. Έναν σημαντικό ρόλο για τη διάδοση των τεχνολογιών πολιτιστικού περιεχομένου θα μπορούσαν να διαδραματίσουν οι εικονικές προσομοιώσεις ιστορικών γεγονότων, αρχαίων τοπίων και τρόπων ζωής του παρελθόντος, που θεωρούνται διαδραστικές εκπαιδευτικές και ψυχαγωγικές εμπειρίες (παιχνίδια σοβαρού σκοπού), απευθυνόμενες σε μεγάλο αριθμό χρήστων, ιδίως νέων μελετητών, και κατά συνέπεια, μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε διαφορετικά περιβάλλοντα από μουσεία έως σχολεία.
