DOI: https://doi.org/10.5194/isprs-archives-xlviii-2-w12-2026-399-2026
تاريخ النشر: 2026-02-12
المؤلف: Enrico Pupi وآخرون
الموضوع الرئيسي: المسح ثلاثي الأبعاد والتراث الثقافي
نظرة عامة
تقدم هذه البحث إطار عمل قابل للتوسع ومتعدد الوسائط للواقع الممتد (XR) يهدف إلى تعزيز التوثيق الرقمي للتراث الثقافي (CH) من خلال تحويله إلى تراث ديناميكي وتجريبي. مع التركيز على Torre del Mar في كاستيلون، إسبانيا، تستخدم الدراسة مجموعة بيانات عالية الدقة مستمدة من التصوير الجوي الفوتوغرافي والمسح بالليزر الأرضي (TLS) لإنشاء نموذج رئيسي يدعم ثلاثة خطوط تفاعل متميزة. تشمل هذه واجهة فيجيتال تدمج نموذجًا مطبوعًا ثلاثي الأبعاد مع الواقع المعزز (AR) للاستكشاف الملموس، وبيئة واقع مختلط (MR) تعاونية للتحليل عن بُعد من قبل الخبراء، واستراتيجية واقع افتراضي (VR) متعددة المستويات تعزز الوصول عبر منصات متنوعة.
تؤكد النتائج على منهجية قابلة للتكرار تربط بفعالية بين الحفاظ العلمي والمشاركة العامة، مما يضمن التقييم طويل الأمد للأصول التراثية الرقمية. ومن الجدير بالذكر أن البحث يظهر إمكانيات البيانات القديمة، حيث يوضح أن المسوحات عالية الدقة من أكثر من عقد مضى يمكن إحياؤها لدعم تقنيات التصور المعاصرة. من خلال الاستفادة من الأجهزة ذات المستوى الاستهلاكي، يقوم الإطار بتعزيز الوصول إلى المعلومات المعمارية، محولًا البيانات الفنية إلى تراث تجريبي. يضع هذا التكامل بين التصنيع المادي والبيئات الغامرة والوصول عبر الويب نموذجًا قابلًا للتوسع، مما يضمن أن الذاكرة التاريخية لنظام الدفاع المتوسطي تظل موردًا ديناميكيًا وقابلًا للوصول للأجيال القادمة.
مقدمة
تحدد مقدمة ورقة البحث السياق الأساسي وأهمية الدراسة. تؤكد على أهمية الموضوع ضمن المجال الأوسع، مشيرة إلى الفجوات الموجودة في الأدبيات التي تهدف الأبحاث الحالية إلى معالجتها. يقدم المؤلفون الأهداف الرئيسية والافتراضات، مما يمهد الطريق للمنهجية والنتائج التي ستتبع. بالإضافة إلى ذلك، يناقشون بإيجاز آثار عملهم، مقترحين كيف يمكن أن يسهم في التقدم في هذا المجال وإبلاغ اتجاهات البحث المستقبلية. بشكل عام، تهدف المقدمة إلى إثبات الصلة والضرورة للتحقيق.
طرق
تستخدم البحث منهجية مسح متكاملة تعتمد على التصوير الجوي الفوتوغرافي والمسح بالليزر الأرضي (TLS) لإنشاء نموذج رقمي عالي الدقة لـ Torre del Mar. تم التقاط 148 صورة لواجهة المبنى بدقة 5280 × 3956 بكسل باستخدام طائرة مسيرة DJI Mavic 3E مزودة بمستشعر بدقة 20 ميجابكسل. تم تحسين معلمات الطيران لضمان الوضوح وتقليل ضباب الحركة، بينما مكنت GPS RTK للطائرة من تحديد المواقع بدقة. في الوقت نفسه، قام ماسح Leica RTC360 Time-of-Flight بإجراء 26 مسحًا لتوليد سحابة نقطية كثيفة تتكون من 156 مليون نقطة للداخل، مما يضمن تغطية شاملة وتداخل مثالي للتوافق. تمت معالجة بيانات TLS لإنتاج شبكة عالية الدقة، مما أسفر في النهاية عن نموذج رقمي كامل ومُحكم يوازن بين التفاصيل الهندسية وملاءمة التطبيق في الوقت الحقيقي.
تمتد المنهجية أيضًا إلى تطوير نظام بيئي متعدد الوسائط، ينتقل من الرقمنة الخطية إلى إطار عمل توليدي. يعمل المسح الرقمي عالي الدقة كنقطة أساسية لإنشاء أصول مشتقة متنوعة، كل منها مصمم وفقًا لقيود الأجهزة المحددة وطرق التفاعل. يركز هذا العملية على هندسة واجهات ملموسة للتفاعلات الفيجيتيال ونشر خط أنابيب XR، مما يضمن الحفاظ على السلامة الدلالية والقياسية عبر بيئات رقمية متنوعة.
مناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على التأثير التحويلي للتقنيات الرقمية، وخاصة الواقع الممتد (XR)، على التوثيق والمشاركة مع التراث الثقافي (CH). يؤكد على التحول من الأرشفة الرقمية الثابتة إلى تجارب ديناميكية وتشاركية تعزز التفاعل العام والتعاون الأكاديمي. لقد مكنت تكامل الذكاء الاصطناعي، والاتصال المتقدم، والتقنيات الغامرة من تطوير التوائم الرقمية وزيادة إمكانية الوصول إلى القطع الأثرية التراثية. يمثل مشروع TOVIVA هذا التحول من خلال إنشاء أرشيف رقمي شامل لمجموعة الأبراج في مملكة فالنسيا السابقة، باستخدام منهجيات مثل المسح بالليزر الأرضي (TLS) والتصوير الفوتوغرافي من خلال الحركة (SfM) لإنتاج نماذج ثلاثية الأبعاد قابلة لإعادة الاستخدام وبيانات وصفية.
تقترح الورقة إطار عمل متعدد الوسائط قابل للتوسع يجمع بين مختلف طرق XR، بما في ذلك الواجهات الفيجيتيال، والواقع المختلط (MR)، والواقع الافتراضي (VR)، لتسهيل تفاعلات متنوعة للمستخدمين مع الأصول التراثية. يهدف هذا الإطار إلى إنشاء نظام بيئي متصل يعزز الانخراط المعرفي من خلال واجهات مستخدم ملموسة وبيئات تعاونية. تؤكد الأبحاث على أهمية دمج النمذجة الرقمية مع XR لإعادة تعريف العلاقة بين القطع الأثرية والمستخدمين، مما يسهم في تطور النظم البيئية الرقمية الديناميكية في علم التراث. تشير النتائج إلى أن التطوير المستمر لهذه التقنيات سيعزز المزيد من إمكانية الوصول وفهم التراث الثقافي، بما يتماشى مع الأهداف الأكاديمية المعاصرة في هذا المجال.
DOI: https://doi.org/10.5194/isprs-archives-xlviii-2-w12-2026-399-2026
Publication Date: 2026-02-12
Author(s): Enrico Pupi et al.
Primary Topic: 3D Surveying and Cultural Heritage
Overview
This research presents a scalable, multimodal eXtended Reality (XR) framework aimed at enhancing the digital documentation of Cultural Heritage (CH) by transforming it into dynamic, experiential heritage. Focusing on Torre del Mar in Castellón, Spain, the study utilizes a high-fidelity dataset derived from UAV photogrammetry and Terrestrial Laser Scanning (TLS) to create a master model that supports three distinct interaction pipelines. These include a phygital interface that merges a 3D-printed replica with Augmented Reality (AR) for tangible exploration, a collaborative Mixed Reality (MR) environment for remote expert analysis, and a multi-tiered Virtual Reality (VR) strategy that optimizes accessibility across various platforms.
The findings validate a reproducible methodology that effectively bridges the gap between scientific preservation and public engagement, ensuring the long-term valorization of digital heritage assets. Notably, the research demonstrates the potential of legacy data, showing that high-fidelity surveys from over a decade ago can be revitalized to support contemporary visualization technologies. By leveraging consumer-grade hardware, the framework democratizes access to architectural information, transforming technical data into experiential heritage. This integration of physical fabrication, immersive environments, and web accessibility establishes a scalable paradigm, ensuring that the historical memory of the Mediterranean defensive system remains a dynamic and accessible resource for future generations.
Introduction
The introduction of the research paper outlines the foundational context and significance of the study. It emphasizes the importance of the topic within the broader field, highlighting existing gaps in the literature that the current research aims to address. The authors present key objectives and hypotheses, setting the stage for the methodology and findings that will follow. Additionally, they briefly discuss the implications of their work, suggesting how it could contribute to advancements in the field and inform future research directions. Overall, the introduction serves to establish the relevance and urgency of the investigation.
Methods
The research employs an integrated survey methodology utilizing UAV photogrammetry and Terrestrial Laser Scanning (TLS) to create a high-fidelity digital model of the Torre del Mar. UAV photogrammetry, facilitated by a DJI Mavic 3E drone equipped with a 20-megapixel sensor, captured 148 images of the building’s exterior at a resolution of 5280 × 3956 pixels. Flight parameters were optimized to ensure sharpness and minimize motion blur, while the drone’s RTK GPS enabled precise geolocation. Concurrently, a Leica RTC360 Time-of-Flight scanner performed 26 scans to generate a dense point cloud of 156 million points for the interior, ensuring comprehensive coverage and optimal overlap for alignment. The TLS data was processed to produce a high-resolution mesh, ultimately yielding a complete, textured digital model that balances geometric detail with real-time application suitability.
The methodology further extends into a multimodal ecosystem development, transitioning from linear digitization to a generative matrix framework. The high-fidelity digital survey acts as a foundational node for creating various derived assets, each tailored to specific hardware constraints and interaction modalities. This process emphasizes tangible interface engineering for phygital interactions and the deployment of an XR pipeline, ensuring the preservation of semantic and metric integrity across diverse digital environments.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the transformative impact of digital technologies, particularly eXtended Reality (XR), on the documentation and engagement with Cultural Heritage (CH). It emphasizes a shift from static digital archiving to dynamic, participatory experiences that foster public interaction and scholarly collaboration. The integration of AI, advanced connectivity, and immersive technologies has enabled the development of Digital Twins and enhanced the accessibility of heritage artifacts. The TOVIVA project exemplifies this shift by creating a comprehensive digital archive of the watchtower ensemble in the former Kingdom of Valencia, utilizing methodologies such as Terrestrial Laser Scanning (TLS) and Structure-from-Motion (SfM) photogrammetry to produce reusable 3D models and metadata.
The paper proposes a scalable multimodal framework that combines various XR modalities, including phygital interfaces, Mixed Reality (MR), and Virtual Reality (VR), to facilitate diverse user interactions with heritage assets. This framework aims to create a connected ecosystem that enhances cognitive engagement through tangible user interfaces and collaborative environments. The research underscores the importance of integrating digital modeling with XR to redefine the relationship between artifacts and users, ultimately contributing to the evolution of dynamic digital ecosystems in heritage science. The findings indicate that the ongoing development of these technologies will further enhance the accessibility and understanding of cultural heritage, aligning with contemporary scholarly objectives in the field.