Application of real-time rendering technology to archaeological heritage virtual reconstruction: the example of Casas del Turuñuelo (Guareña, Badajoz, Spain)

Abstract

[EN] Virtual reconstruction has become a fundamental tool to study and analyse archaeological heritage, given its usefulness for both research and dissemination. Although the discipline has advanced exponentially in recent years, the workflow used in most jobs is still based on the offline methodology as the preferred rendering engine. In contrast, this paper proposes the substitution of this methodology with the new ray tracing in real-time rendering technology; specifically, the authors used Unreal Engine to develop virtual reconstruction work as a research tool during the excavation of an archaeological site, as well as to disseminate the results of the study of each phase. The aim is to exploit the advantages of the immediacy of calculating high-quality and realistic lighting and materials, as well as the interaction and immersion in the virtual model that this system for the development of video games offers. This paper highlights: a) the benefits detected when using real-time technology in heritage reconstruction during the work carried out to date, and b) its limitations and its future evolution with the development of the technology. To demonstrate the usefulness of this tool, the authors present the reconstruction project of the Casas del Turuñuelo site (Guareña, Badajoz). It is one of the best preserved protohistoric sites in the Western Mediterranean, which is why applying this technology to this case study was considered appropriate. The excellent architectural preservation of the Casas del Turuñuelo building is an extraordinary example to assess the usefulness of applying video game engines to heritage reconstruction. This settlement is one of the first known examples of this technology being applied to heritage, specifically, to the virtualisation of an archaeological site under excavation. This methodology and its improvements will be applied to the virtual reconstruction of this project as the excavation of this site advances; thus, one of the main outreach tools developed within the framework of Building Tartessos project will be made available to users as a final product. Highlights:

The use of real-time rendering with ray tracing technology as a tool for heritage virtual reconstruction is proposed. The possibilities that the use of next-generation video game engines, specifically Unreal Engine, offer are evaluated in terms of their application in heritage virtualisation. The first results of the virtual reconstruction of the Tartessian site of Casas del Turuñuelo are presented, after using real-time ray tracing technology as a research method to create and review architectural hypotheses.

[ES] La reconstrucción virtual se ha convertido en una herramienta fundamental para el estudio y análisis del patrimonio arqueológico, dada la utilidad que presenta tanto para la investigación como la divulgación. Aunque en los últimos años la disciplina ha avanzado exponencialmente, el flujo de trabajo empleado en la mayoría de proyectos sigue basándose en la metodología sin conexión como motor de renderizado preferido. Frente a ello, el presente trabajo propone la sustitución de dicha metodología por la novedosa tecnología de renderizado con ray tracing en tiempo real; concretamente se ha trabajado con el motor de Unreal Engine, para desarrollar acciones de reconstrucción virtual como herramienta de investigación durante el proceso de excavación de un yacimiento arqueológico, así como para la divulgación de resultados del estudio de cada fase de trabajo. El objetivo es aprovechar las ventajas de la inmediatez de cálculo de una iluminación y materiales de alta calidad y realismo, así como de interacción e inmersión en el modelo virtual que este sistema para el desarrollo de videojuegos nos ofrece. Este artículo se presentan: a) los beneficios detectados al usar la tecnología de tiempo real en la reconstrucción del patrimonio durante los trabajos llevados a cabo hasta la fecha, y b) sus limitaciones y su evolución futura con el desarrollo de la tecnología. Para demostrar la utilidad de esta herramienta se presenta el proyecto de reconstrucción del yacimiento de Casas del Turuñuelo (Guareña, Badajoz). Se trata de uno de los yacimientos protohistóricos del Mediterráneo Occidental mejor conservados, razón que justifica la ideoneidad de aplicar esta tecnología a este caso de estudio. El excelente estado de conservación de la arquitectura del edificio de Casas del Turuñuelo constituye un extraordinario ejemplo para valorar la utilidad de la aplicación de los motores de videojuegos a la reconstrucción del patrimonio. Este yacimiento es uno de los primeros ejemplos conocidos en el que esta tecnología se aplica al patrimonio, concretamente a la virtualización de un yacimiento arqueológico en proceso de excavación. Dicha metodología y las mejoras que vayan incorporándose, se irán aplicando a la reconstrucción virtual de este proyecto, a medida que la excavación de este yacimiento avance; así se ofrecerá un producto final que pueda ser puesto a disposición del usuario como una de las principales herramientas de divulgación desarrolladas en el marco del proyecto Construyendo Tarteso.