Цифровая археология
Применение цифровых технологий в археологии

Цифровая археология — это применение информационных технологий и цифровых медиа в археологии . [1] [2] Это включает в себя использование таких инструментов, как базы данных , 3D-модели , цифровая фотография , виртуальная реальность , дополненная реальность и географические информационные системы . [3] Вычислительная археология , которая охватывает компьютерные аналитические методы, может считаться подразделом цифровой археологии, как и виртуальная археология . [4] Цифровая археология играет ключевую роль в сборе данных, анализе и работе с общественностью, улучшая изучение и сохранение археологических памятников и артефактов.

Использование цифровых технологий для проведения археологических исследований позволяет собирать данные без вторжения или разрушения археологических памятников и культурного наследия, которое они содержат, способствуя сохранению археологических данных. Именно так были обнаружены многие ранние археологические памятники в глубине. [5]  Применение этой технологии помогло в реконструкции исторических памятников и артефактов, таких как керамика , человеческие окаменелости и мумифицированные останки . [1]

Подполя

Виртуальная археология

Виртуальная археология — это подраздел цифровой археологии, который создает и использует виртуальные модели и симуляции археологических объектов, артефактов и процессов. Он использует 3D-моделирование , виртуальную реальность (VR) , дополненную реальность (AR) и другие технологии для воссоздания или визуализации археологических находок.

Вычислительная археология

Вычислительная археология — это подраздел цифровой археологии, который фокусируется на анализе и интерпретации археологических данных с использованием передовых вычислительных методов. Эта область использует моделирование данных , статистический анализ и компьютерное моделирование для понимания и реконструкции поведения людей в прошлом и развития общества.

Методы и технологии в цифровой археологии

Географические Информационные Системы

Географическая информационная система ( ГИС ) используется в цифровой археологии для документирования, исследования и анализа пространственных данных археологических памятников. Использование ГИС в изучении археологии включает в себя полевой анализ и сбор археологических и экологических данных, в основном с помощью аэрофотосъемки , пространственного познания , цифровых карт [1] и спутниковых изображений . [6] Применение ГИС в анализе археологических данных позволяет археологам эффективно обрабатывать собранные данные, воссоздавать ландшафты археологических памятников с помощью пространственного анализа и предоставлять археологические находки в государственные архивы. [1] Использование этого цифрового метода расширило возможности археологов по анализу географии и пространственных отношений древних археологических памятников. [6]

3D Моделирование

3D-моделирование — это цифровая техника, используемая в археологических исследованиях для интерпретации, анализа и визуализации данных. Техника использует методы спутниковой съемки и аэрофотосъемки, среди других методов цифровой визуализации для построения 3D-моделей географии , архитектуры и археологических находок исторических мест. [7]

Применение компьютерных технологий позволяет археологам собирать и обрабатывать большие объемы изображений, улучшая фотореалистичное отображение текстур при построении этих 3D-моделей. [7]

Дистанционное зондирование

Аэрофотосъемка

Аэрофотосъемка — это инструмент, используемый в области археологических исследований для обнаружения, размещения и документирования археологических памятников. Применение этой технологии развилось из ее предыдущего использования в качестве метода военного наблюдения в течение Первой мировой войны [8] и предлагает неразрушающее средство археологических исследований. [9]

Документирование археологических объектов с помощью методов аэрофотосъемки включает использование цифровых камер, ГИС и программного обеспечения для исправления, чтобы собрать многочисленные черно-белые фотографии объекта для археологического изучения. [8] Эти фотографии могут использоваться археологами для улучшения деталей объекта и построения составных характеристик. Эти результаты часто анализируются для создания географической структуры, что позволяет археологам создать карту, включающую особенности ландшафта объекта. [8]

Участки, распознанные с помощью аэрофотосъемки, затем классифицируются на теневые участки, следы от посевов и следы от почвы. [8]

Фотограмметрия

Фотограмметрия — это наука и технология получения достоверной информации о физических объектах и ​​окружающей среде посредством процесса регистрации, измерения и интерпретации фотографических изображений и моделей электромагнитного излучения и других явлений. [10]

ЛиДАР

Лидар — это метод определения расстояний путем наведения лазера на объект или поверхность и измерения времени, за которое отраженный свет возвращается к приемнику.

Тахеометр Теодолит

Тахеометрический теодолит (TST) — это геодезический инструмент [11] , который использует электронную технологию измерения расстояния для анализа археологических объектов. [1] Технология TST позволяет документировать расстояние до археологического объекта и создавать карты. [11] Это осуществляется путем измерения расстояния между инструментом TST и выбранным объектом. [11] Использование безотражательной технологии TST в качестве метода археологических исследований использует инфракрасный луч для записи измерений археологических объектов, что позволяет археологам изучать пространственный ландшафт объектов, несмотря на возможные несоответствия по высоте. [1]

Технология TST считается методом прямой съемки, поскольку она использует ручное получение точек отсчета оператором. [11] Методы TST позволяют загружать и анализировать данные после завершения археологического обследования, ограничивая осведомленность археолога при проведении полевого анализа. Однако, если технология TST подключена к портативному компьютеру, записывающему археологические данные, археолог может просматривать данные по мере их сбора. [1]

Сбор данных

Использование информационно-коммуникационных технологий и цифровых методов в археологических исследованиях способствовало развитию документирования археологических данных. [1] Такое внедрение современных технологий в процесс проведения археологических исследований позволило коммерческим, академическим и областям управления наследием стать все более унифицированными. [1] Регистрация археологических данных отличается методами получения, анализа и представления в течение всего процесса обработки данных. [7]

Данные, собранные с помощью цифровых технологий при проведении археологических исследований, хранятся в архивах в цифровых хранилищах. Затем базы данных проверяются на целостность, чтобы обеспечить доступ к данным и их анализ для дальнейшего исследования. [12] Развитие информационно-коммуникационных технологий и цифровых методов позволило собирать и хранить большие объемы данных из археологических исследований. [1]

Применение в полевых работах

Виртуальная реконструкция римских настенных росписей в термах Сарно

Применение цифровых технологий посредством виртуального анализа и 3D-реконструкции фригидария в термах Сарно в Риме позволило археологам реконструировать и сохранить разрушающиеся настенные росписи. [13] Реконструкция включала цифровое удаление солевых отложений и потертостей в слоях краски. Использование виртуального анализа и цифровой визуализации археологами позволило сохранить и реконструировать настенные украшения, чтобы выявить дополнительные археологические данные о методах их первоначального строительства. [13]

Delphi4Delphi

Цифровое предприятие для изучения практики инициативы наследия для Дельф, также называемое Delphi4Delphi, [14] является исследовательским проектом, проводимым археологами для документирования и реконструкции исторических мест в Дельфах , Греция . Проект был направлен на захват и реконструкцию археологических памятников и артефактов, расположенных в Дельфах, с помощью 3D-визуализации и реконструкции. [14] Изученными археологическими объектами были Храм Аполлона , Святилище Афины Пронеи , Сокровищница сифийцев , театр и гимназия , а также бронзовый возничий и мраморный сфинкс, расположенные на этом месте. [14] В проекте использовались цифровые методы спектральной документации, системы 3D-стереофотографии и обработка последовательностей 2D-изображений в 3D-структуры для документирования, анализа и реконструкции археологических объектов. [14]

Многообъектная сегментация для вспомогательной реконструкции изображений

Многообъектная сегментация для вспомогательной реконструкции изображения, или MOSAIC+, — это проект, проводимый археологами для реконструкции фрагментов, найденных в церкви Св. Трофимены в Салерно, Италия. [15] Археологи провели исследование, включающее обнаружение кракелюра на фреске «Посещение», написанной Франческо Сальвиати в 1538 году , используя различные размеры заплаты и присутствующей в ней вставки . [15] Это исследование показало, что использование этой технологии цифровой обработки изображений неоптимально из-за распределения более крупных отверстий в восстановленном изображении. [15] Дальнейшие исследования были проведены в отношении фрагментов фрески и их реконструкции до и после прохождения процессов обнаружения кракелюра и вставки. [15]

MOSAIC+ направлен на развитие работы археологов посредством каталогизации, индексации, поиска и реконструкции фрагментов, найденных на археологических объектах, что позволяет точно извлекать характеристики цвета и формы. [15] Благодаря применению цифровых технологий в ходе проведения этого исследования, результаты указывают на возможность виртуальной реконструкции для восстановления внешнего вида археологических произведений искусства и содействия реконструкции фрагментированных артефактов археологами. [15]

Проект Maxentius 3D

Проект Maxentius 3D, реализуемый Университетом Ла Сапиенца , расположенным в Италии, представляет собой исследовательский проект, включающий 3D-реконструкцию цирка Максенция в Риме. Цирк Максенция, расположенный в региональном парке Аппионова пути , является сооружением, заказанным римским императором Максенцием в начале 4-го века нашей эры . [16] Однако из-за его расположения в пределах регионально охраняемой территории растительность, препятствующая исследованию сооружения исследователями, не может быть удалена в целях сохранения местной экосистемы. [16] Хотя участок в значительной степени покрыт этой растительностью, изучение археологических данных, собранных с помощью картографии, аксонометрических чертежей, археологических планов и исторических иллюстраций, [16] позволило археологам построить 3D-модель памятника, используемую для документирования, анализа и выдвижения гипотез его реконструкции. [16]

Проект включал археологический анализ двух башен Оппидума , Карцерес , Стэндс, Трибунала, Пульвины, Спины, Порта Либитиненсис, Порта Триумфалис и местности [16] для создания научно корректной 3D-модели участка. [16] Именно благодаря этому анализу археологи смогли задокументировать террасную крышу, двойные лестницы и встроенные амфоры, расположенные на участке, и смогли сформировать более глубокое понимание первоначальной конструкции участка. [16] Использование археологических данных и цифровых технологий в ходе этого исследовательского проекта выявило возможность 3D-визуализации для выдвижения гипотезы о точной реконструкции археологических объектов. [16]

3D-реконструкция Соли, Кипр

3D-реконструкция Соли , Кипр , позволила археологам создать 3D-визуальные модели объектов культурного наследия и археологической архитектуры, которые недоступны или ограничены в документации археологов посредством анализа открытых данных с сайтов социальных сетей. [17] Соли, первоначально спроектированный афинским государственным деятелем Солоном , является древним городом, построенным в 6 веке до нашей эры и расположенным в северном регионе Кипра. [17] Исследование было сосредоточено на реконструкции амфитеатра, расположенного на этом месте, римского сооружения, построенного на предыдущем греческом театре, датируемом 2 веком до нашей эры . [17]

Применение методов цифровой обработки изображений, коррекции искажений и геопривязки для оценки особенностей 3D-ландшафта участка из последовательностей 2D-изображений [17] и проверка документации с помощью существующих чертежей и карт Google Earth [17] позволили археологам реконструировать амфитеатр. Затем археологи смогли создать геопривязанную 3D-модель и цифровую модель поверхности с помощью процессов извлечения изображений, анализа качества, выравнивания изображений, генерации точек 3D-облака, моделирования, фотореалистичного текстурного картирования и геопривязки [17] . Исследователи дополнительно использовали программное обеспечение KMPlayer для извлечения кадров последовательности изображений в JPEG , затем была применена модель коррекции объектива, и точки интереса по всему участку были сопоставлены посредством наложения выбранных изображений. [17] Благодаря применению аэрофотосъемки и цифровых технологий обработки изображений в ходе этого проекта археологи смогли захватить, сохранить, обработать, поделиться, визуализировать и аннотировать 3D-модели амфитеатра, расположенного в недоступном месте Соли, Кипр, с помощью эффективных по времени и затратам мер в полевых условиях. [17]

Ночь на форуме

A Night in the Forum — это образовательное экологическое повествование, совместимое с PlayStation® VR , которое смоделировано на основе 3D-реконструкции форума Августа в Риме . В проекте использовались 3D-моделирование и технология виртуальной реальности , применяя моделирование на основе изображений для объединения компьютерного зрения и фотограмметрических алгоритмов для реконструкции археологического объекта из 2D-изображений. [18] Создание игры VR включало этапы подготовки к производству, производства и создания уровня. [18]

На этапе подготовки к производству были выполнены документирование и анализ археологических данных, относящихся к игровому контексту. [18] Этот процесс включал геометрическое получение культурных артефактов с помощью датчиков на основе изображений и дальности, что позволило исследователям получить цифровые копии объектов. [18] Данные, собранные исследователями в полевых условиях, были обработаны с помощью программного обеспечения Agisoft Photoscan для оценки положения камеры и информации о глубине для формирования облаков точек. [18]

На этапе производства этого проекта приоритет отдавался археологической интерпретации данных, реконструкции с помощью 3D-моделирования, анализу производительности и оптимизации активов. [18] Процесс включал применение трехмерной съемки и топографической съемки для обеспечения реализма в эстетическом рендеринге игры VR. [18] Полученные в результате съемок 3D-модели позволили провести графическое моделирование и извлечь метрические данные точно. [18] Это позволило предположить виртуальное местоположение и восстановление задокументированных фрагментов. [18]

Фаза создания и разработки уровня проекта включала в себя графическую компоновку и моделирование окружающей среды игры VR, а также добавление деталей, которые придают реализм. [18] Этот процесс включал в себя применение декораций сцен, рендеринга в реальном времени и звуковых ландшафтов . [18]

Благодаря применению 3D-моделирования и технологии виртуальной реальности для создания A Night in the Forum, проект направлен на то, чтобы позволить игрокам испытать сложную администрацию императорского Рима и получить знания о форуме Августа . [18] Использование визуализации позволило археологам улучшить понимание археологических контекстов и изучение археологических памятников с помощью визуальных моделей. [18] Однако использование этой цифровой технологии на протяжении всего процесса разработки этой игры привело к длительному производству, увеличению затрат и необходимому привлечению экспертов как в области археологии, так и в области компьютерной графики. [18]

Оценка

Преимущества

Использование цифровых технологий в области археологии позволяет проводить анализ, документирование и реконструкцию данных, исторических мест и артефактов с помощью неинтрузивных методов, что позволяет археологам сохранять данные и культурное наследие , содержащиеся в этих археологических находках. [19]

Поскольку информационно-коммуникационные технологии, доступные в области археологии, развиваются благодаря технологическим достижениям, археологи могут получить более широкий доступ к этим технологиям, что позволяет точно документировать и анализировать большие объемы археологических данных. [19] Имеющиеся в настоящее время технологии позволяют эффективно распространять, обрабатывать и предоставлять данные в государственные архивы, используя методы полевого наблюдения, что позволяет археологам проводить больший объем анализа данных на месте. [1]

Использование технологии 3D-моделирования в цифровой археологии позволяет исследователям точно моделировать археологические объекты, предоставляя дополнительную информацию для формулирования археологических перспектив и способствуя коммуникации между культурным наследием археологических объектов и населением. [17]

Критика

Использование цифровых технологий в археологии позволило археологам собирать больше данных. [1] Этот сбор данных требует большего обслуживания цифровых архивов, часто без четкого понимания их значимости в археологических исследованиях и в зависимости от дальнейших технологических достижений для точной интерпретации. [1]

По мере развития цифровых технологий, используемых в археологических исследованиях, сложность этих технологических достижений приводит к увеличению погрешности для археологов при проведении, документировании и реконструкции археологических исследований. [1]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcdefghijklmn Эванс, Томас Лоуренс; Дейли, Патрик Т. (2006). Цифровая археология: метод и теория соединения. Лондон: Routledge. ISBN 9780415310482– через Google Книги.
  2. ^ Морган, Колин; Ив, Стюарт (2012-12-01). «DIY и цифровая археология: что вы делаете, чтобы принять участие?». World Archaeology . 44 (4): 521– 537. doi :10.1080/00438243.2012.741810. ISSN  0043-8243. S2CID  143125582.
  3. ^ Рихтер, Эшли (18 июля 2014 г.). «Так что же такое цифровая археология?». Popular Archaeology . Получено 08.07.2017 .Архивировано 2014-10-05 в Wayback Machine
  4. ^ Зубров, Эзра Б. В. (2006). «Цифровая археология: исторический контекст». В Эванс, Томас Лоренс; Дейли, Патрик Т. (ред.). Цифровая археология: метод и теория соединения . Лондон: Routledge. стр.  10–32 . ISBN 9780415310482– через Google Книги.
  5. ^ Ласапонара, Роза; Мазини, Никола (2016), «Жизнь в Золотой век цифровой археологии», Computational Science and Its Applications – ICCSA 2016 , Springer International Publishing, стр.  597– 610, doi :10.1007/978-3-319-42108-7_47, ISBN 978-3-319-42107-0
  6. ^ ab Harrower, Michael J.; Dumitru, Ioana A. (март 2017 г.). «Цифровые карты освещают древние торговые пути». Nature . 543 (7644): 188– 189. doi :10.1038/543188a. ISSN  0028-0836. PMID  28277507. S2CID  4450827.
  7. ^ abc Рейндель, Маркус; Вагнер, Гюнтер А., ред. (2009). "Новые технологии для археологии". Естественные науки в археологии . doi :10.1007/978-3-540-87438-6. ISBN 978-3-540-87437-9. ISSN  1613-9712.
  8. ^ abcd Lock, GR (Gary R.) (2003). Использование компьютеров в археологии для виртуального прошлого . Routledge. ISBN 0-415-16620-9. OCLC  1152996169.
  9. ^ Штихельбаут, Биргер (2006-03-01). «Применение аэрофотосъемки Первой мировой войны в археологии: бельгийские изображения». Antiquity . 80 (307): 161– 172. doi :10.1017/s0003598x00093339. ISSN  0003-598X. S2CID  11800077.
  10. ^ ASPRS онлайн Архивировано 20 мая 2015 г. на Wayback Machine
  11. ^ abcd Колсон, А. (2017-08-18). «Цифровая документация кораблей в культурном наследии: европейский обзор». ISPRS — Международный архив фотограмметрии, дистанционного зондирования и пространственной информации . XLII-2/W5: 129– 134. Bibcode : 2017ISPAr62W5..129C. doi : 10.5194/isprs-archives-xlii-2-w5-129-2017 . ISSN  2194-9034.
  12. ^ Хувила, Исто. (2018). Археология и археологическая информация в цифровом обществе . Routledge. ISBN 978-1-315-22527-2. OCLC  1037811969.
  13. ^ ab Сальвадори, Моника; Боскетти, Кристина; Баронио, Паоло; Сбролли, Клелия (ноябрь 2019 г.). «Комплексные методы реконструкции процесса декорирования и производства настенных росписей фригидария в термах Сарно, Помпеи». Журнал культурного наследия . 40 : 299–308 . doi : 10.1016/j.culher.2019.04.020 . hdl : 11577/3299901 . ISSN  1296-2074.
  14. ^ abcd Лирицис, Иоаннис; Павлидис, Джордж; Восинакис, Спирос; Куцудис, Анестис; Волонакис, Пантелис; Петрохилос, Никос; Хауленд, Мэтью Д.; Лисс, Брэди; Леви, Томас Э. (декабрь 2016 г.). «Delphi4Delphi: первые результаты инициативы цифровой археологии древних Дельф, Греция». Античность . 90 (354): e4. дои : 10.15184/aqy.2016.187 . ISSN  0003-598X.
  15. ^ abcdef Риччио, Дэниел; Каджано, Соня; Де Марсико, Мария; Дистази, Риккардо; Наппи, Мишель (декабрь 2015 г.). «MOSAIC+: улучшение поиска и реконструкции фрагментов для виртуальной реставрации». Журнал визуальных языков и вычислений . 31 : 139–149 . doi :10.1016/j.jvlc.2015.10.010. ISSN  1045-926X.
  16. ^ abcdefgh Марсикано, Люсия; Малатеста, Саверио Джулио; Лелла, Франческо; Д'Игнацио, Эмануэла; Массаччи, Элеонора; Онофри, Симона (14 декабря 2017 г.). «Проект Максентиус 3D». Исследования цифрового наследия . 1 (2): 477–490 . doi : 10.14434/sdh.v1i2.23199 . ISSN  2574-1748.
  17. ^ abcdefghi Themistocleous, Kyriacos (август 2017 г.). «Реконструкция модели для 3D-визуализации объектов культурного наследия с использованием открытых данных из социальных сетей: пример Соли, Кипр». Журнал археологической науки: Отчеты . 14 : 774–781 . Bibcode : 2017JArSR..14..774T. doi : 10.1016/j.jasrep.2016.08.045. ISSN  2352-409X.
  18. ^ abcdefghijklmn Фердани, Даниэле; Фанини, Бруно; Пиччоли, Мария Клаудия; Карбони, Фабиана; Вильяроло, Паоло (январь 2020 г.). «3D-реконструкция и проверка исторического фона для иммерсивных VR-приложений и игр: пример Форума Августа в Риме». Журнал культурного наследия . 43 : 129–143 . doi : 10.1016/j.culher.2019.12.004. ISSN  1296-2074. S2CID  213800823.
  19. ^ ab Wiseman, James. El-Baz, Farouk. (2007). Дистанционное зондирование в археологии . Springer. ISBN 978-0-387-44455-0. OCLC  186563717.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

Дальнейшее чтение

  • Дейли, Патрик; Эванс, Томас Лоуренс; Дейли, Патрик Т. (2006). Цифровая археология: Метод и теория соединения . Оксон: Psychology Press. стр. 3. ISBN 0415310482.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Цифровая_археология&oldid=1258726097"