Art Meets Technology – Creating Gigapixel Panoramas for Historical Sites : Louhisaari Conservation Documentation

Abstract

This thesis explores the possibility of using high-quality gigapixel sized, multiresolution panoramas as a way to study, access, present and share high-resolution documentary image material created during the Louhisaari Conservation Project.

The ceiling paintings in the Louhisaari Manor banquet hall have been subject to natural aging. To record and study the condition and the damage, the entire ceiling was photographed with digital macrophotography. Viewing and comparing these high-resolution images proved challenging: requiring a powerful computer with dedicated software, the possibility to download/transfer these files and most importantly – how to use all of these mentioned. To solve this problem this study focuses on finding out how this documentation material could be presented with a specially designed application utilizing panoramas and multiresolution technology, created with standard web technologies, making the material accessible for the common user.

Panorama application creation from the first steps of photography into building a fully functional application is a highly complicated process and understanding how these steps and the decision made along the way relate to each other’s makes the process more tangible. The approach in this study discusses the current steps, equipment, technologies, concepts and approaches in capturing, stitching and rendering these multiresolution panoramas and the app. It focuses on retaining the highest quality and accuracy of the generated panoramas.

The technical implementation is a HTML5/JavaScript/WebGL based client-side application designed for both desktop and mobile/tablet devices. A 360˙ multiresolution panorama of the hall is paired with information and additional high-resolution zoomable flat panoramas of 10 different allegorical figures and emblems depicted on the paintings. One of the essential components of the application is the comparison tool, specially designed to allow users to study different photography methods used during the documentation.

The results of this study show how multiresolution technology and panoramas can be used to present gigapixel sized, high-resolution documentary material, making the image data accessible for anyone to use, still retaining high-quality and great user experience.

YAMK-insinöörityön tavoitteena oli selvittää voiko laadukkaita korkearesoluutioisia moniresoluutio panoraamoja käyttää Louhisaaren konservointiprojektin kuvamateriaalin jakeluun, tutkintaan ja vertailuun.

Louhisaaren päärakennuksen juhlasalin kattomaalaukset konservoitiin kesän 2015 aikana. Ennen konservointia maalausten kunto tutkittiin ja dokumentoitiin laajasti eri erikoiskuvausmenetelmin. Tutkimuksen aikana generoidun dokumentaatiomateriaalin katselu ja vertailu osoittautui haasteelliseksi, sillä kuvien koko ja laatu asetti niiden katselemiselle vaatimuksia: hyvän kuvankatseluohjelman, hyvän tietoliikenneyhteyden niiden siirtelyyn sekä ymmärrystä sekä taitoa käyttää ja katsella kuvia. Tämän ongelman ratkaisemiseksi tässä tutkimuksessa keskityttiin selvittämään voisiko panoraamoja ja erityisesti multiresoluutiotekniikkaa sekä yleisiä selaintekniikoita käyttää ja hyödyntää niin että kuvat olisivat helposti kaikkien saatavilla, käytettävissä sekä katseltavissa.

Panoraamoja hyödyntävän selainsovelluksen rakentaminen, kuvauksista valmiiseen sovellukseen, on monitahoinen ja monimutkainen prosessi. Prosessin yksittäisten askelien ymmärtäminen sekä sen aikana tehtyjen päätöksien vaikutus kokonaiskuvaan on hyvin keskeistä prosessin onnistumiselle. Lähestymistapana tässä tutkimuksessa tarkasteltiin panoraamojen generoimisen eri vaiheita kuten valokuvausta, kuvien liittämistä ja katselua sekä erilaisia laitteita, teknisiä vaihtoehtoja, käsitteitä sekä lähestymistapoja. Tutkimusprojektin keskeisenä teemana oli säilyttää panoraamojen korkealaatuisuus, tarkkuus sekä optimoida generoidut panoraamat käytettäväksi selainpohjaisissa applikaatioissa.

Tekninen toteutus on HTML5/JavaScript/WebGL -pohjainen sovellus joka mukautuu erilaisille päälaitteille. Sovellus on rakennettu juhlasalista generoidun 360˙ panoraaman ympärille sekä sisältää kattomaamaalauksissa esiintyvistä hahmoista generoituja tasopanoraamoja, joiden avulla käyttäjä voi tutkia dokumentointiin käytettyjä erikoiskuvausmenetelmiä.

Opinnäytetyön tulokset osoittavat että multiresoluutiotekniikkaa voidaan erinomaisesti hyödyntää gigatavujen kokoisien panoraamoja koostamiseen, katseluun sekä vertailuun sekä konservointiprojektin aikana tuotetun korkeresoluutioisen materiaalin jakeluun.