Mimari Miras Eğitiminde Artırılmış Gerçeklik ve Fotogrametri Desteği

Year 2021, Volume: 14 Issue: 2, 137 - 149, 30.04.2021

Zeynep Çipiloğlu Yıldız , Melike Türker Rumeysa Ak

https://doi.org/10.17671/gazibtd.792539

Cited By: 1

Abstract

Günümüz teknolojisi somut kültürel mirasın dijital ortama aktarılmasına ve sanal müze/tarihi eser ziyaretlerinin yapılabilmesine olanak sağlayacak düzeye gelse de ülkemizdeki tarihi eserler için bu alanda yeterince çalışma yapılmamıştır. Bu çalışmanın iki temel amacı vardır. Öncelikle, özellikle ilköğretim çağındaki çocuklara tarihi eserlerimizin tanıtılmasını daha eğlenceli ve akılda kalıcı hale getirecek bir uygulama ve yöntem önerilmektedir. Ayrıca, ülkemiz topraklarındaki çeşitli dönemlere ait tarihi eserlerimizin üç boyutlu dijital modellerinin oluşturularak sanal ortama aktarılması hedeflenmektedir. Bu sayede kültürel mirasımızın gelecek nesillere aktarımı ve dünyaya tanıtımı kolaylaşacaktır. Çalışmada fotogrametri yoluyla üç boyutlu modelleme ve artırılmış gerçeklik teknolojilerinden yararlanılmaktadır. Tarihi eserlerin 3B modellerinin oluşturulması aşamasında, elde edilen modelin kalitesini artırmaya yönelik çeşitli ölçüm ve araştırmalar yapılmıştır. Bu eserlerin fotoğraflarını ve tanıtıcı bilgilerini içeren bir kitapçık tasarlanmış ve AG teknolojisi ile kullanıcıların mobil cihazlarının kamerası vasıtasıyla bu eserlerin üç boyutlu hallerini inceleyebileceği eğitsel bir uygulama geliştirilmiştir. Uygulama için gerçekleştirilen kullanıcı testinin sonuçları böyle bir uygulamanın eğitimde kullanılmasının katılımcılar tarafından çok faydalı bulunduğunu göstermektedir.

Keywords

Kültürel miras, mimari miras, eğitim, artırılmış gerçeklik, 3B modelleme, fotogrametri

Thanks

Kullanıcı değerlendirme anketine katılan tüm katılımcılara ve üç boyutlu modellerin oluşturulması aşamasında kullanılan minyatürlerin çekiminin yapılmasında destek olan Manisa İl Kültür ve Turizm Müdürlüğü, Manisa Şehzadeler Belediyesi, Eskişehir İl Kültür ve Turizm Müdürlüğü ve İstanbul Büyükşehir Belediyesi Kültür A.Ş.'ye teşekkürlerimizi sunarız.

Augmented Reality and Photogrammetry Support in Architectural Heritage Education

Abstract

Although today's technology has matured to the level that allows the transfer of tangible cultural heritage to the digital environment and virtual visits of museums / historical artefacts, there has not been enough work in this field for historical artefacts in our country. This study has two main objectives. First of all, we propose an application and method that will make the introduction of our historical artefacts to children of primary school age more fun and memorable. Besides, it is aimed to create three-dimensional digital models of our historical artefacts from various periods in our country's territory and transfer them to the virtual environment. In this way, the transfer of our cultural heritage to future generations and its introduction to the world will be easier. Three-dimensional modelling through photogrammetry and augmented reality technologies are used in the study. During the creation of 3D models of historical artefacts, various measurements and research were conducted to increase the quality of the model obtained. A booklet containing photos and introductory information of these artefacts has been designed and an educational application has been developed where users can examine the three-dimensional versions of these artefacts via the camera of their mobile devices using AR technology. The results of the user evaluation test carried out for the application show that the utilization of such an application in education is found very helpful by the participants. 

Keywords

cultural heritage, architectural heritage, education, augmented reality (AR), 3D modelling, photogrammetry

References

• A. Pagano, G. Armone, E. De Sanctis, “Virtual Museums and Audience Studies: The Case of Keys to Rome Exhibition,” 2015 Digital Heritage, Granada, Spain, 373–376, 28 Eylül - 2 Ekim 2015.
• M. Akçayır, G. Akçayır, “Advantages and Challenges Associated with Augmented Reality for Education: A Systematic Review of the Literature,” Educational Research Review (Educ. Res. Rev.), 20 (1), 1–11, 2017.
• D.-I. D. Han, J. Weber, M. Bastiaansen, O. Mitas, X. Lub, “Virtual and Augmented Reality Technologies to Enhance the Visitor Experience in Cultural Tourism”, Augmented Reality and Virtual Reality, Editör: M. C. tom Dieck, T. Jung, Springer, Cham, Switzerland, 113–128, 2019.
• A. Cefalu, M. Abdel-Wahab, M. Peter, K. Wenzel, D. Fritsch, “Image based 3D Reconstruction in Cultural Heritage Preservation”, International Conference on Informatics in Control, Automation and Robotics (ICINCO), Reykjavik, Iceland, 201–205, 29-31 Temmuz, 2013.
• L. Gomes, L. Silva, O. R. P. Bellon, “Exploring RGB-D Cameras for 3D Reconstruction of Cultural Heritage: A New Approach Applied to Brazilian Baroque Sculptures”, Journal on Computing and Cultural Heritage, 11(4), 1–24, 2018.
• Y. Bastanlar et al., "3D reconstruction for a cultural heritage virtual tour system." Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spat. Inf. Sci., 37, 1023-8, 2008.
• A. Koutsoudis, B. Vidmar, G. Ioannakis, F. Arnaoutoglou, G. Pavlidis, C. Chamzas, “Multi-image 3D reconstruction data evaluation”, Journal of Cultural Heritage, 15(1), 73–79, 2014.
• F. Bruno, S. Bruno, G. De Sensi, M.-L. Luchi, S. Mancuso, M. Muzzupappa, “From 3D reconstruction to virtual reality: A complete methodology for digital archaeological exhibition”, Journal of Cultural Heritage, 11(1), 42–49, 2010.
• L. Gomes, O. Regina Pereira Bellon, L. Silva, “3D reconstruction methods for digital preservation of cultural heritage: A survey”, Pattern Recognition Letters, 50, 3-14, 2014.
• I. Aicardi, F. Chiabrando, A. M. Lingua, F. Noardo, “Recent trends in cultural heritage 3D survey: The photogrammetric computer vision approach”, Journal of Cultural Heritage, 32, 257–266, 2018.
• A. S. Toprak, N. Polat, M. Uysal, “3D modeling of lion tombstones with UAV photogrammetry: a case study in ancient Phrygia (Turkey)”, Archaeological and Anthropological Sciences, 11(5), 1973–1976, 2019.
• A. Deniz, D. Z. Seker, M. Alkan, S. Karakis, C. Bayik, A. Hayrettin, “Development of Web-Based GIS for the Cultural Heritage of Safranbolu, Turkey”, International Journal of Environment and Geoinformatics, 5(3), 368–377, 2018.
• M. Polat, Coğrafi Bilgi Sistemleri Yaklaşm İle Tasarlanan Turistik Amaçlı Artırılmış Gerçeklik Uygulaması: Safranbolu Örneği, Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2017.
• C. Altuntas, S. Mert, G. Yaman, Y. Cengiz, M. Sonmez, “Photogrammetric Wireframe and Dense Point Cloud 3D Modelling Of Historical Structures: The Study Of Sultan Selim Mosque and Yusuf Aga Library in Konya, Turkey”, International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XLII-2/W11 , 77-82, 2019.
• N. Lercari, E. Shiferaw, M. Forte, R. Kopper, “Immersive Visualization and Curation of Archaeological Heritage Data: Çatalhöyük and the Dig@IT App”, Journal of Archaeological Method and Theory, 25(2), 368–392, 2018.
• N. Elmqaddem, “Augmented Reality and Virtual Reality in Education. Myth or Reality?”, International Journal of Emerging Technologies in Learning, 14(03), 234–242, 2019.
• T. Khan, K. Johnston, J. Ophoff, “The Impact of an Augmented Reality Application on Learning Motivation of Students”, Advances in Human-Computer Interaction, 2019.
• S. Tzima, G. Styliaras, A. Bassounas, “Augmented Reality Applications in Education: Teachers Point of View”, Educational Sciences, 9(2), 99, 2019.
• H. Altinpulluk, “Determining the trends of using augmented reality in education between 2006-2016”, Education and Information Technologies, 24(2), 1089–1114, 2019.
• J. Challenor, M. Ma, “A Review of Augmented Reality Applications for History Education and Heritage Visualisation”, Multimodal Technologies and Interaction, 3(2), 39, 2019.
• Z. Taçgın, E. Taçgın, “Akıllı Bir Çoklu Model Arttırılmış Gerçeklik Uygulaması Ameliyat Öncesi Prosedür Becerilerinin Öğretilmesi,” Bilişim Teknol. Derg., 1(13), 57–63, 2020, doi: 10.17671/gazibtd.642130.
• P. Malliga, S. Sivaranjini, S. Preethi, S. Sadhana Routh, “Enchancing Learning Experience Through Augmented Reality,” International Conference on Digital Pedagogies, India, Nisan 2019, doi: 10.2139/ssrn.3377597.
• A. H. Permana, D. Muliyati, F. Bakri, B. P. Dewi, D. Ambarwulan, “The development of an electricity book based on augmented reality technologies”, Journal of Physics Conference Series, 1157, 32027, 2019.
• F. Bakri, Oktaviani Marsal, D. Muliyati, “Textbooks Equipped with Augmented Reality Technology for Physics Topic in High-School”, Jurnal Penelitian & Pengembangan Pendidikan Fisika, 5(2), 113–122, 2019.
• J. L. Schonberger, J.-M. Frahm, “Structure-from-motion revisited”, IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, Las Vegas, A.B.D., 4104–4113, 27-30 Haziran 2016.
• C. Wu, “Towards linear-time incremental structure from motion”, International Conference on 3D Vision-3DV, Seattle, A.B.D., 127–134, 29 Haziran - 1 Temmuz 2013.
• C. Wu, “SiftGPU: A GPU implementation of scale invariant feature transform (SIFT)”, 2007.
• Y. Furukawa, B. Curless, S. M. Seitz, R. Szeliski, “Towards internet-scale multi-view stereo”, IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, San Francisco, A.B.D., 1434–1441, 13-18, 2010.
• P. Cignoni, M. Callieri, M. Corsini, M. Dellepiane, F. Ganovelli, G. Ranzuglia, “MeshLab: an Open-Source Mesh Processing Tool”, Eurographics Italian Chapter Conference, Salerno, 129-136, 2008.
• M. Kazhdan, H. Hoppe, “Screened poisson surface reconstruction”, ACM Transactions on Graphics, 32(3), 29, 2013.
• M. Garland, P. S. Heckbert, “Surface simplification using quadric error metrics”, 24th Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques, A.B.D., 209–216, 1997.