Towards a human-centered evaluation of 3D Gaussian Splatting for cultural heritage visualization

Abstract

[ES] La técnica tridimensional Gaussian Splatting (3DGS) permite la reconstrucción de alta fidelidad y la renderización rápida de objetos y espacios físicos en formatos de archivo altamente portátiles, lo que mejora la experiencia inmersiva de la visualización 3D del patrimonio cultural. Si bien las métricas de calidad existentes demuestran la excelencia técnica, tanto en precisión de la codificación como en calidad perceptiva, las perspectivas de las partes interesadas y su disposición a adoptar esta tecnología siguen estando escasamente estudiadas. La evaluación centrada en el ser humano es esencial para comprender la viabilidad práctica de esta tecnología en contextos de preservación del patrimonio cultural. Mediante cuestionarios y entrevistas semiestructuradas facilitados por visualizaciones estáticas e interactivas de Puri Klungkung (un palacio balinés en Indonesia), recopilamos datos cuantitativos y cualitativos, obteniendo información valiosa de ocho expertos locales en historia, arqueología, arquitectura vernácula y conservación del patrimonio. Los resultados de nuestro estudio sugieren que los expertos valoran de manera distinta la 3DGS y la fotogrametría, tanto en la visualización estática como en la interactiva. La 3DGS fue la técnica preferida para las vistas de primer plano con elementos complejos (vegetación, agua, detalles arquitectónicos), demostrando una mayor preservación de los detalles, calidad visual y precisión geométrica. Ambas técnicas obtuvieron resultados comparables en cuanto a materialidad y sentido espacial. La fotogrametría sigue siendo la técnica preferida para la divulgación académica, ya que su precisión geométrica proporciona el nivel de detalle necesario. Por otro lado, la tecnología 3DGS, en su estado actual, se adapta mejor a proyectos dirigidos al público, donde sus elementos visuales generan representaciones fotorrealistas, aunque la precisión geométrica puede verse comprometida. Considerar las necesidades de los usuarios objetivo desde el inicio del proyecto es fundamental para determinar las técnicas de visualización más adecuadas. El análisis temático ofrece recomendaciones sobre aplicabilidad, familiaridad, propiedades visuales, interactividad y practicidad, lo que puede contribuir a una visualización eficaz de sitios históricos del patrimonio cultural hindú en el sur y el sureste de Asia.

[EN] Three-dimensional Gaussian Splatting (3DGS) enables the high-fidelity reconstruction and rapid rendering of physical objects and spaces while producing highly portable files, enhancing immersive 3D cultural heritage visualizations. Although existing quality metrics demonstrate technical excellence in encoding accuracy and perceptual quality, stakeholders' perspectives on this technology and their willingness to adopt it remain largely unexplored. A human-centered evaluation is therefore needed to assess the technology's practical viability in cultural heritage preservation contexts. Using questionnaires and semi-structured interviews supported by static and interactive visualizations of Puri Klungkung, a Balinese palace in Indonesia, we collected quantitative and qualitative data from eight local experts in history, archaeology, vernacular architecture, and heritage conservation. Our results suggest that experts evaluate 3DGS and photogrammetry differently in both static and interactive visualizations. 3DGS was consistently preferred for close-up views containing complex elements, such as vegetation, water, and architectural details, and was perceived as providing better detail preservation, visual quality, and geometric accuracy. The two techniques received comparable ratings for their representation of materiality and spatial perception. Photogrammetry was preferred for scholarly dissemination because of its greater geometric accuracy and level of detail. By contrast, 3DGS in its current form, appears better suited to public-facing projects, where its visual elements generate more photorealistic renderings, although its geometric accuracy may be lower. Considering the target users' needs from the outset of the project is therefore important when selecting the most appropriate visualization technique. The thematic analysis yielded recommendations concerning applicability, user familiarity, visual properties, interactivity, and practical implementation, guiding effective visualization of historical Hindu cultural heritage sites in South and Southeast Asia.