Moderní dokumentační metody archeologických faktů

Mgr. Jindřich PLZÁK

Doctoral thesis

Abstract:

Tato práce se zabývá základní aplikací trojrozměrného digitálního prostředí v archeologii. Práce je převážně o metodách a možnostech dokumentování artefaktů a památek za pomoci moderních technologií, které zatím nejsou zcela běžně využívané v archeologickém bádání a v terénu. Moderní dokumentační metody v sobě obsahují obrovský potenciál nových možností a to jak pro analýzu, zpracování 3D dat a také pro nové typy vizualizací. Práce uceleně představuje, jak jsou moderní dokumentační technologie nyní dostupné a jak a k čemu je uživatel může využívat. Autor této práce popsal obecný fenomén nástupu nových a převratných technologií. V několika kapitolách shrnul potenciál a uplatnění trojrozměrných technologií v archeologii a památkové péči. Poukázal na několik zajímavých či významných projektů ve světě a v České Republice. Projekty, které znamenitě prezentují využití trojrozměrných dokumentačních technologií a jejich zpracování. Zmapovány také byly odborné skupiny (konference, organizace), které jsou aktivně činné v oblasti moderních technologií a pokud možno v trojrozměrných metodách v archeologii. Na několika příkladech virtuálních muzeí byly prezentovány možnosti prezentace 3D dat pro širokou veřejnost. Technologie pro trojrozměrnou digitalizaci objektů byly rozčleněny dle podobných technických parametrů. Charakterizovány byly základní kroky práce s 3D archeologickými daty. Popsána také byla problematika při zpracování a vyhodnocení 3D dat. Po metodě zpracování byly zmíněny možnosti prezentace, vizualizace a šíření 3D dat dle autorské licence. Nastíněny byly také možnosti 3D tisku a virtuální reality jako alternativní možnosti prezentace 3D archeologických dat. V druhé části práce bylo předvedeno několik případových studií, které se týkají tématu práce a v praxi ověřily reálné možnosti využití trojrozměrných metod v archeologii. První studie je o dokumentaci mincí výpočetní fotografickou metodou RTI, která pracuje s 2D snímky a 3D informacemi o okolním osvětlení. Metoda je pro podobný typ artefaktů s jemným reliéfem, jako jsou mince, velice vhodná. Další studií autor testoval virtuální skládání trojrozměrně zdigitalizovaných fragmentů na příkladu zlomků renezančního umyvadla. Virtuální skládání bylo realizováno manuálním způsobem a ostatní možné metody byly zhodnoceny. Také byla provedena virtuální hmotová rekonstrukce na artefaktu hlavy Buddhy z lokality Mes Aynak. Poničená hliněná hlava byla digitálně zrekonstruovaná do své možné původní podoby. Následující tři studie využily potenciálu fotografické metody SfM na příkladu z terénu a depozitáře. Toto bylo konkrétně realizováno na keramických střepech z Iráku, plošném archeologickém výzkumu zaniklé středověké vesnice Cetkov a Hroznatově míse z kláštera Teplá. Náročnější využití moderních metod bylo popsáno na příkladu trojrozměrné geometrické morfometrie na nádobách z Calderonovy sbírky. Poslední dvě studie z oboru dálkového průzkumu Země prezentovaly aplikaci moderních dokumentačních metod, jako je dálkově řízené letadlo a laserové skenování krajiny. Výsledky z těchto rozličných příkladů ukázaly na potenciál trojrozměrných metod a budoucí uplatnění těchto moderních digitálních nástrojů na archeologických výzkumech.

Abstract:

The thesis focuses on basic application of three-dimensional digital environment in archaeology. The thesis mainly consists of methods and options of artefact documentation using modern technology which have not been commonly used so far in archaeological research and fieldwork. Modern documentation methods contain great potential of new options such as analysis, 3D data processing and new kinds of visualizations. The thesis comprehensively introduces modern documentation technologies, their availability and utilization. The author of this thesis described the general phenomenon of new and breakthrough technologies. In several chapters, he summed up the potential and use of three-dimensional technologies in archaeology and heritage preservation. He pointed out several interesting or significant projects both in the Czech Republic and worldwide as well, especially the projects holding exquisite demonstration merit of three-dimensional technologies and their processing. The expert groups (conferences and organizations), which are active in the field of modern technologies and, if possible, three-dimensional methods, were also mapped. The options of public 3D data presentation were illustrated on examples of several virtual museums. The technologies of three-dimensional object digitalization were divided according to similar technological parameters. The basic steps of handling archaeological 3D data were characterized as well. The problematic of 3D data processing and evaluation was also described. After the method of processing, the scopes of 3D presentation, visualization and data dissemination within the copyright licence were mentioned. The options of 3D print and virtual reality, alternatively to the traditional approach, were outlined as possible 3D presentation of archaeological data. In the second part of the thesis, several studies were introduced concerning the thesis´s topic to verify factual options of 3D methods application. The first study deals with the documentation of coins using RTI computational photographic method which operates with 2D images as well as 3D information on surrounding lighting. The method is very convenient for all kinds of artefacts which have a subtle relief, like coins. In the following study, the author tested the virtual composition of three-dimensional digitalized fragments on the example of renaissance wash-basin fractions. The virtual composition was realized manually with other feasible methods being evaluated. Moreover, a virtual mass reconstruction was carried out on the Buddha´s head from Mes Aynak. The damaged clay head was digitally reconstructed to its original state. Following are three studies using the potential of SfM photographical method on the examples taken from fieldwork and depositary. This was implemented on pottery fragments from Iraq, deserted medieval village Cetkov and on the Hroznata´s bowl from the Teplá monastery. Demanding use of modern methods was described on an example of three-dimensional geometric morphometry of vessels from Calderon Collection. Last two studies from the field of remote sensing presented the application of modern documentation methods such as remotely piloted aircraft system and airborne laser scanning. The results of these differing examples have displayed the potential of three-dimensional methods and future use of these modern digital tools at archaeological sites.

Keywords

digitalizace, trojrozměrný, 3D, archeologie, skenování, výpočetní fotografie, 3D tisk, obrazová korelace, artefakty, dokumentace, technologie

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 12. 2016

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Date of defence: 21. 2. 2017

University of West Bohemia

Faculty of Philosophy and Arts

Doctoral programme / field:
Archaeology / Archaelogy