A software system to work with 3D models in cultural heritage research

Abstract

Anahtar Kelimeler: bilgisayar grafikleri, kültürel miras, çift-elli etkileşim,3B modellerBilgisayar destekli arkeoloji ve sanat tarihi araştırmalarının yaygınlaşması için kültürel miras sayılabilecek arkeolojik buluntu ve sanat eserlerinin 3B modelleri üzerinde çalışmak amacıyla özel olarak geliştirilmiş ve kullanımı kolay yazılımların varlığı en az ucuz ve başarılı 3B sayısallaştırma yöntemlerinin varlığı ve yaygınlığı kadar önemlidir. 3B tarama tekniklerindeki gelişmeler sayesinde bahsedilen türde araştırmalara uygun 3B model miktarı da her geçen gün artmaktadır. Be ve benzeri modeller ile çalışan yazılımlardaki uzaysal ölçüm araçlarındaki eksiklik veya bu araçların kullanımındaki zorluklar bize uzmanların sıklıkla kullandığı bazı ölçüm araçlarının sanal hallerini geliştirmek için ilham kaynağı oldu. Geliştirilen sanal mezura, yarıçap tahmini, kompas, ve yüzey alanı tahmin araçları CH Toolbox adı altında toplanmışlardır. Araştırmamızda bu araçların geliştirme aşamaları ve detaylı anlatımlarına ek olarak, CH Toolbox'ın kullanıcı arayüzü olarak seçilen çift-elli etkileşim yönteminin Guiard'in yetenek gerektiren asimetrik çift elli hareketler üzerine oluşturduğu Kinematik Zincir modeline göre tasarımda göz önüne alınan noktalar da anlatılmaktadır.

Keywords: computer graphics, cultural heritage, bi-manual interaction,3D modelsThe availability of intuitive, user-friendly and specialized software to work with 3D models of cultural heritage artifacts is as important as the availability of low-cost and robust data acquisition techniques for the adoption of digitized 3D models in cultural heritage research. As recent developments in 3D scanning technologies have made the digitization of artifacts affordable; the amount of digitized models available for research increases rapidly. Consequently the need for specialized software for cultural heritage research and practice on 3D models becomes more apparent. The lack of spatial measurement tools familiar to cultural heritage experts in traditional 3D modeling packages motivated us to create a simple, freely available, and extensible measurement tools system, CH Toolbox, which was designed exclusively for cultural heritage research. The proposed system visualizes digitized models of artifacts in 3D and allows the user to analyze the pieces using a spaceball and mouse driven bi-manual interface. We describe here the component of the CH Toolbox system, specificially the virtual tape measure, caliper, rim chart and an surface area estimation tool. Additionally, we present justification for CH Toolbox?s bi-manual interaction scheme according to Guiard?s Kinematic Chain model for asymmetric human skilled bi-manual actions. We also discuss the design decisions that were taken for producing an extensible and free software system based on open standards and widely available open source technologies, such as the OpenGL graphics and the OpenSceneGraph scene hierarchy libraries.