Ray tracing for the humanities

Abstract

This thesis proposes the integration of ray tracing techniques for the dissemination and visual presentation of either digital-born or digitized artefacts, specifically applicable in the domain of preserving and showcasing cultural heritage. Employing a variety of commercial render engines using GPU-accelerated ray tracing algorithms, allows for researchers and visitors alike to achieve optimal representation and/or visualization of materials, textures, and environment in a photorealistic manner. In light of the COVID-19 pandemic obstructing access to physical museums and sites of archaeological and cultural interest, as well as the destruction and fragmentation of tangible cultural heritage, either by way of natural degradation or anthropogenic impact, implementing computer-assisted methods of exploring and displaying cultural heritage transcends aforementioned limitations, offering new and improved insight in the field of digital conservation and recontextualizes geographical provenance, facilitating viewing and engaging with artefacts immersively and meaningfully for an international, unrestricted audience. We evaluate and highlight the merits of exploiting the visual fidelity and presentation options offered by modern photorealistic computer graphics methods and relevant rendering software, using real-world examples, as case studies.

Η παρούσα διατριβή προτείνει την ενσωμάτωση τεχνικών ανίχνευσης ακτινών για τη διάδοση και ανάδειξη ψηφιακών και ψηφιοποιημένων τεχνουργημάτων που μπορούν να εφαρμοστούν συγκεκριμένα στον τομέα της διατήρησης και προβολής της πολιτιστικής κληρονομιάς. Επιστρατεύοντας ποικίλες εμπορικές μηχανές σύνθεσης εικόνας που χρησιμοποιούν αλγόριθμους ανίχνευσης ακτινών, επιταχυνόμενους από τη μονάδα επεξεργασίας γραφικών, επιτρέπεται τόσο στους ερευνητές όσο και στο ευρύ κοινό να επιτύχουν τη βέλτιστη αναπαράσταση ή/και οπτικοποίηση υλικών, υφών και περιβάλλοντος. Λόγω της πανδημίας του COVID-19 που εμποδίζει την πρόσβαση σε φυσικά μουσεία και χώρους αρχαιολογικού και πολιτιστικού ενδιαφέροντος, καθώς και την καταστροφή και τον κατακερματισμό της υλικής πολιτιστικής κληρονομιάς, είτε λόγω φυσικής υποβάθμισης είτε ανθρωπογενούς αντίκτυπου, η εφαρμογή μεθόδων εξερεύνησης και ανάδειξης πολιτιστικής κληρονομιάς με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή υπερβαίνει τους προαναφερθέντες περιορισμούς, προσφέροντας νέα και βελτιωμένη οπτική στον τομέα της ψηφιακής διατήρησης και επανασυγκειμενοποιεί τη γεωγραφική προέλευση, διευκολύνοντας την προβολή και την αλληλεπίδραση με τα αντικείμενα με τρόπο εμβυθιστικό και ουσιαστικό για το διεθνές κοινό, χωρίς περιορισμούς. Αξιολογούμε και επισημαίνουμε τα πλεονεκτήματα της αξιοποίησης της οπτικής πιστότητας και των επιλογών παρουσίασης που προσφέρονται από σύγχρονες, φωτορεαλιστικές μεθόδους γραφικών υπολογιστών και το σχετικό λογισμικό σύνθεσης εικόνας, χρησιμοποιώντας ως μελέτες περίπτωσης παραδείγματα πραγματικού κόσμου.