Please use this identifier to cite or link to this item: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/41160
Title: Дослідження світового досвіду запровадження технологій доповненої реальності для збереження культурної спадщини
Other Titles: Investigation of World Experience on Augmented Reality Technologies Implementation to Preserve Cultural Heritage
Authors: Крамар, Тарас Олександрович
Kramar, Taras
Affiliation: ТНТУ ім. І. Пулюя, Факультет комп’ютерно-інформаційних систем і програмної інженерії, Кафедра комп’ютерних наук, м. Тернопіль, Україна
Bibliographic description (Ukraine): Крамар Т. О. Дослідження світового досвіду запровадження технологій доповненої реальності для збереження культурної спадщини: кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю „122 – комп’ютерні науки“ / Т. О. Крамар. – Тернопіль : ТНТУ, 2023. – 81 с.
Issue Date: 23-Mei-2023
Submitted date: 8-Mei-2023
Date of entry: 25-Mei-2023
Country (code): UA
Place of the edition/event: ТНТУ ім. І.Пулюя, ФІС, м. Тернопіль, Україна
Supervisor: Дуда, Олексій Михайлович
Committee members: Луцків, Андрій Мирославович
UDC: 004.9
Keywords: доповнена реальність
augmented reality
віртуальна реальність
virtual reality
віртуальний туризм
virtual tourism
культурна спадщина
cultural heritage
фотограмметрія
photogrammetry
метод аналізу ієрархій
analytic hierarchy process
мобільний застосунок
mobile application
Abstract: Кваліфікаційна робота присвячена дослідженню світового досвіду запровадження технологій доповненої реальності для збереження культурної спадщини. В першому розділі кваліфікаційної роботи описано технології доповненої реальності та збереження культурної спадщини. Розглянуто 3D-моделі, AR-контент та технології доповненої реальності. Проаналізовано тему AR та мобільних застосунків. Досліджено сценарії супроводу користувачів цифрових музейних та виставкових експозицій. Подано опис культурної спадщини Івана Пулюя. В другому розділі кваліфікаційної роботи подано опис методу фотограмметрії арт-об’єктів культурної спадщини Івана Пулюя. Проаналізовано концептуальну структурно діаграму Цифрового музею Івана Пулюя. Сформовано сценарії взаємодії користувачів з цифровим музеєм. Подано опис процесу оцінки сценаріїв методом аналізу ієрархій. В третьому розділі кваліфікаційної роботи описано інформаційні технології використані при розробці мобільного застосунку з елементами доповненої реальності. Наведено інтернет-ресурси Цифрового музею Івана Пулюя. Сформовано компоненти мобільного застосунку для Цифрового музею Івана Пулюя. Продемонстровано процес експлуатації мобільного застосунку з елементами доповненої реальності з елементами доповненої реальності для Цифрового музею Івана Пулюя. Thesis is devoted to the research of the world experience of introducing augmented reality technologies for the preservation of cultural heritage. The first chapter of thesis describes technologies of augmented reality and preservation of cultural heritage. 3D models, AR content and augmented reality technologies are considered. The topic of AR and mobile applications is analyzed. Scenarios of accompanying users of digital museum and exhibition expositions were studied. A description of the cultural heritage of Ivan Puluj is given. The second chapter of thesis describes the method of photogrammetry of art objects of cultural heritage of Ivan Puluj. A description of the method of photogrammetry of art objects of Ivan Puluj's cultural heritage is provided. The conceptual structural diagram of the Digital Museum of Ivan Puluj was analyzed. User interaction scenarios with the digital museum have been created. A description of the process of evaluating scenarios by the method of analyzing hierarchies is presented. The third chapter of the thesis describes the information technologies used in the development of a mobile application with elements of augmented reality. Internet resources of the Digital Museum of Ivan Puluj are given. The components of the mobile application for the Digital Museum of Ivan Puluj have been created. The process of operating a mobile application with elements of augmented reality with elements of augmented reality for the Ivan Puluj Digital Museum is demonstrated.
Content: ВСТУП 11 1 СТАН ТА ПЕРСПЕКТИВИ ЗАПРОВАДЖЕННЯ ТЕХНОЛОГІЙ ДОПОВНЕНОЇ РЕАЛЬНОСТІ ДЛЯ ЗБЕРЕЖЕННЯ КУЛЬТУРНОЇ СПАДЩИНИ 14 1.1 Технології доповненої реальності та збереження культурної спадщини 14 1.2 3D-моделі, AR-контент та технології доповненої реальності 16 1.3 AR та мобільні застосунки 18 1.4 Сценарії супроводу користувачів цифрових музейних та виставкових експозицій 20 1.5 Культурна спадщина Івана Пулюя 24 1.6 Висновок до першого розділу 27 2 ІМПЛЕМЕНТАЦІЯ СВІТОВОГО ДОСВІДУ ЗАПРОВАДЖЕННЯ ТЕХНОЛОГІЙ ДОПОВНЕНОЇ РЕАЛЬНОСТІ ДЛЯ ЗБЕРЕЖЕННЯ КУЛЬТУРНОЇ СПАДЩИНИ 28 2.1 Фотограмметрія арт-об’єктів культурної спадщини Івана Пулюя. 28 2.2 Концептуальна структурна діаграма Цифрового музею Івана Пулюя 32 2.3 Проєктування поведінки мобільного застосунку з елементами доповненої реальності для Цифрового музею Івана Пулюя 33 2.4 Формування сценаріїв взаємодії користувачів цифрового музею 34 2.5 Оцінка сценаріїв взаємодії користувачів методом аналізу ієрархій 39 2.6 Висновок до другого розділу 45 3 ПРАКТИЧНА РЕАЛІЗАЦІЯ МОБІЛЬНОГО ЗАСТОСУНКУ З ЕЛЕМЕНТАМИ ДОПОВНЕНОЇ РЕАЛЬНОСТІ ДЛЯ ЦИФРОВОГО МУЗЕЮ ІВАНА ПУЛЮЯ 46 3.1 Інформаційні технології використані при розробці мобільного застосунку з елементами доповненої реальності 46 3.2 Інтернет-ресурси Цифрового музею Івана Пулюя 48 3.3 Формування компонентів мобільного застосунку для Цифрового музею Івана Пулюя 50 3.3.1 UV-розмітка 3D-моделей 50 3.3.2 Текстурування 3D-моделей 51 3.3.3 Створення AR-маркерів 54 3.4 Експлуатація мобільного застосунку з елементами доповненої реальності Цифрового музею Івана Пулюя 56 3.5 Висновок до третього розділу 62 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 63 4.1 Нормативно-правові основи охорони праці у галузі інформаційних технологій 63 4.2 Планування заходів цивільного захисту на об'єктах культури у випадку надзвичайних ситуацій 67 4.3 Висновок до четвертого розділу 70 ВИСНОВКИ 71 ПЕРЕЛІК ДЖЕРЕЛ 73 ДОДАТКИ
URI: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/41160
Copyright owner: © Крамар Тарас Олександрович, 2023
References (Ukraine): 1. O. Kramar, Y. Skorenkyy, O. Rokitskyi, and T. Kramar, "Application of virtual and augmented reality technologies for creation of a digital museum of scientific and cultural heritage of Ivan Puluj," CEUR Workshop Proceedings, vol. 3039, pp. 285-293, 2021.
2. H. Parsinejad, I. Choi, and M. Yari, Production of Iranian Architectural Assets for Representation in Museums: Theme of Museum-Based Digital Twin, Body, Space & Technology 20 (2021) 61–74. doi: https://doi.org/10.16995/bst.364
3. T. Caciora, G.V. Herman, A. Ilies et al, The Use of Virtual Reality to Promote Sustainable Tourism: A Case Study of Wooden Churches Historical Monuments from Romania, Remote Sensing 13 (2021) 1758. doi: https://doi.org/10.3390/rs13091758.
4. Bakhmut, R., Kunanets, N., Rzheuskyi, A., Pasichnyk, V., Kut, V., Volkov, O., & Tsmots, I. (2021). Formation of Virtual Tours with the Use of Augmented Reality Information Technology, Proceedings of the 5th International Conference on Computational Linguistics and Intelligent Systems (2021) 1431-1443
5. O. Kramar, Yu. Drohobytskiy, Yu. Skorenkyy et al, Augmented Reality-assisted Cyber-Physical Systems of Smart University Campus, IEEE 15th International Conference on Computer Sciences and Information Technologies (2020) 309-313, doi: 10.1109/CSIT49958.2020.9321951
6. R. Wojciechowski, K. Walczak, M. White and W.Cellary, Building Virtual and Augmented Reality museum exhibitions, Proceedings of the ninth international conference on 3D Web technology, New York, NY, USA (2004) 135–144. doi: https://doi.org/10.1145/985040.985060.
7. White, P. Petridis, F. Liarokapis and D. Pletinckx Multimodal Mixed Reality Interfaces for Visualizing Digital Heritage, International Journal of Architectural Computing 5 (2007). 322-337. doi: 10.1260/147807707781514986.
8. Крамар, Т, Дуда. О. Цифрова трансформація музейних експозицій. // VI Міжнародна студентська науково-технічна конференція "Природничі та гуманітарні науки. Актуальні питання", 2023 р., стор. 158. Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Україна.
9. S. D’Amico, V. Venuti (Eds.) Handbook of cultural heritage analysis, Part V. Monitoring of Cultural Heritage, 3D Survey, Models, and GIS, Springer Cham, 2022. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-60016-7.
10. M.K. Bekele, R.Pierdicca, E. Frontoni, et al., A Survey of Augmented, Virtual, and Mixed Reality for Cultural Heritage, Journal on Computing and Cultural Heritage (JOCCH), 11 (2018), 1-36. doi: http://dx.doi.org/10.1145/3145534.
11. D. Ocon, Digitalising endangered cultural heritage in Southeast Asian cities: preserving or replacing? Int. J. Herit. Stud., 27 (2021) 975. doi: https://doi.org/10.1080/ 13527258.2021.1883711.
12. S.Z. Salleh, A.R. Bushroa, Bibliometric and content analysis on publications in digitization technology implementation in cultural heritage for recent five years (2016–2021), Digital Applications in Archaeology and Cultural Heritage, 25 (2022) e0025 (1-7). doi: https://doi.org/10.1016/j.daach.2022.e00225.
13. A. Georgopoulos, CIPA’s Perspectives on Cultural Heritage, in: S. Münster, K. Friedrichs, F. Niebling, A. Seidel-Grzesińska (Eds.), Digital Research and Education in Architectural Heritage, Communications in Computer and Information Science, 817 (2018) 215-245. Springer Cham. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-76992-9_13.
14. M. Duguleana, M. Carrozzino, M. Gams, and I. Tanea (Eds.), VR Technologies in Cultural Heritage, VRTCH 2018, Springer, Cham, Commun. in Comp. and Inform. Science, 904 (2019). doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-05819-7.
15. Крамар, Т.О., Крамар, О.І., Дуда, О.М.. Інтеграція елементів доповненої реальності в інституційний репозитарій ТНТУ. // XXIII Всеукраїнська науково-технічна конференція молодих вчених, аспірантів та студентів "Стан, досягнення та перспективи інформаційних систем і технологій", 2023 рік., стор. 426-428.
16. N. Maiellaro, A. Varasano, and S. Capotorto Digital Data, Virtual Tours, and 3D Models Integration Using an Open-Source Platform, VR Technologies in Cultural Heritage. VRTCH 2018. Springer, Cham, Commun. in Comp. and Inform. Science 904 (2019) 148-164.
17. J. Malpas, Cultural heritage in the age of new media, in: New Heritage. New Media and Cultural Heritage; Y.E. Kalay, T. Kvan, J. Affleck, (Eds.), Routledge: London, UK, 2008; 13–26.
18. P. Kyriakou, S. Hermon, Can I touch this? Using Natural Interaction in a Museum Augmented Reality System, Digital Applications in Archaeology and Cultural Heritage, 12 (2019) e00088. doi: https://doi.org/10.1016/j.daach.2018.e00088.
19. R.G. Boboc, M. Duguleană, G.-D. Voinea et al, Mobile Augmented Reality for Cultural Heritage: Following the Footsteps of Ovid among Different Locations in Europe, Sustainability, 11 (2019) 1167 (1-20). doi: https://doi.org/10.3390/su11041167.
20. Крамар, О.І., Крамар, Т.О., Скоренький, Ю.Л., Рокіцький, О.М. Цифровий музей наукової спадщини Івана Пулюя: можливості використання віртуальної та доповненої реальностей. Матеріали Міжнародної наукової конференції «Іван Пулюй: життя в ім’я науки та України», Тернопіль, 2020, с.43-44. Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Україна.
21. M. Hincapie, C. Diaz, M. I. Zapata-Cardenas et al. Augmented reality mobile apps for cultural heritage reactivation, Computers & Electrical Engineering, 93 (2021) 107281 (1-9). doi: https://doi.org/10.1016/j.compeleceng.2021.107281.
22. D. Marques, R. Costello, Concerns and Challenges Developing Mobile Augmented Reality Experiences for Museum Exhibitions. Curator, 61 (2018) 541-558. doi: https://doi.org/10.1111/cura.12279.
23. D. Marques, R. Costello, Reinventing Object Experiences with Technology, Exhibition, 37 (2018), 74–82.
24. A. Ejaz, S.A. Ali, M.Y. Ejaz, and F.A. Siddiqui, Graphic user interface design principles for designing augmented reality applications, International Journal of Advanced Computer Science and Applications, 10 (2019) 209-216.
25. J. Cao, K.-Y. Lam, L.-H. Lee et al, Mobile Augmented Reality: User Interfaces, Frameworks, and Intelligence. ACM Comput. Surv., (2022) 1-35. doi: https://doi.org/10.1145/3557999.
26. UX Design Principles for Augmented Reality, 2020. URL: https://xd.adobe.com/ideas/principles/emerging-technology/ux-design-principles-for-augmented-reality/
27. V. Cesario, D. Petrelli, and V. Nisi, Teenage Visitor Experience: Classification of Behavioral Dynamics in Museums, in: Proceedings of the 2020 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems. Association for Computing Machinery, NY, USA, paper 207 (2020) 1–13. doi: https://doi.org/10.1145/3313831.3376334
28. Крамар Т., Скоренький Ю. Розробка мобільних додатків з використанням технології доповненої реальності // ІІ Міжнародна студентська науково-технічна конференція "Природничі та гуманітарні науки. Актуальні питання", 2019 р., c. 37.
29. V. Cesario, V. Nisi, Designing with teenagers: A teenage perspective on enhancing mobile museum experiences, International Journal of Child-Computer Interaction, 33 (2022), 100454. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijcci.2022.100454
30. T. Olsson, T. Kärkkäinen, E. Lagerstam, L. Ventä-Olkkonen, User evaluation of mobile augmented reality scenarios, Journal of Ambient Intelligence and Smart Environments, 4 (2012), pp. 29-47,DOI: 10.3233/AIS-2011-0127.
31. T. L. Saaty, L. G. Vargas. Decision making with the analytic network process (2006). Berlin, Germany: Springer Science+ Business Media, LLC.
32. P. Milgram, F. Kishino. A Taxonomy of Mixed Reality Visual Displays. (1994) IEICE Transactions on Information and Systems, E77-D, 1321-1329.
33. I. Bodnarchuk, Y. Skorenkyy, T. Kramar, O. Duda, and V. Nykytyuk, "Application of Analytical Hierarchy Process for Scenarios Design in a Digital Museum with XR Components," CEUR Workshop Proceedings, vol. 3309, pp. 414-425, 2022.
34. R. Hammady, M. Ma, N. Temple, Augmented Reality and Gamification in Heritage Museums, CSG 2016: Serious Games pp 181–187, DOI:10.1007/978-3-319-45841-0_17.
35. I. Paliokas, A. T. Patenidis, E. E. Mitsopoulou et al. A Gamified Augmented Reality Application for Digital Heritage and Tourism. Appl. Sci., 10 (2020), 7868. https://doi.org/10.3390/app10217868.
36. N. Capuano, A. Gaeta, G. Guarino, S. Miranda, S. Tomasiello, Enhancing augmented reality with cognitive and knowledge perspectives: a case study in museum exhibitions, Behaviour and Information Technology 35 (2016), pp. 1-12, DOI:10.1080/0144929X.2016.1208774.
37. V. Cesário V. Nisi, Designing with teenagers: A teenage perspective on enhancing mobile museum experiences, International Journal of Child-Computer Interaction, 33 (2022), 100454, https://doi.org/10.1016/j.ijcci.2022.100454.
38. V. Cesário, D. Petrelli, V. Nisi, Teenage Visitor Experience: Classification of Behavioral Dynamics in Museums, In Proceedings of the 2020 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI '20). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 1– 13. https://doi.org/10.1145/3313831.3376334.
39. V. Cesário, A. Coelho, V. Nisi, Design Patterns to Enhance Teens’ Museum Experiences, Proceedings of the 32nd International BCS Human Computer Interaction Conference (HCI), 2018, pp. 1-5, DOI:10.14236/ewic/HCI2018.160.
40. A. Damala, N. Stojanovic, Tailoring the Adaptive Augmented Reality (A2R) museum visit: Identifying Cultural Heritage professionals' motivations and needs, 2012 IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality - Arts, Media, and Humanities, 2012, pp. 71-80, DOI: 10.1109/ISMAR-AMH.2012.6483992.
41. Р. Гайда, Р. Пляцко, Іван Пулюй Життя і творчість, Львів, НТШ, 2019.
42. В. Шендеровський, Вчені України у світовій науці, Київ, Простір, 2019.
43. E. Tesinska, Johann Puluj (1845–1918): his career and the “invisible cathode rays”, IUCr Newsletter 28 (2020). URL: https://www.iucr.org/news/newsletter/etc/articles?issue=148371&result_138339_result_page=26.
44. M. L'Annunziata, Radioactivity: Introduction and History, From the Quantum to Quarks, Elsevier, 2016.
45. Електронний фонд Івана Пулюя URL: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/329
46. Ю. Головач, Р. Пляцко, Г. Сварник, Петер Пулюй і архів Івана Пулюя (2020) preprint 20-01U, URL: https://www.icmp.lviv.ua/sites/default/files/preprints/pdf/2001U.pdf
47. О. Збожна, Іван Пулюй. Листи, Тернопіль, Воля, 2007.
48. В. Шендеровський (Ed), Іван Пулюй. Збірник праць, Київ, Рада, 1996.
49. О. Рокіцький, Н. Рокіцька, В. Лазарюк, Експозиція кімнати-музею Івана Пулюя в Тернопільському національному технічному університеті ім. І. Пулюя, Збірник праць ТО НТШ, Тернопіль, Терно-граф, Том 8, Музеї Тернопільщини (2013), 415-421.
50. R. Gajda, R. Plyatsko, Ivan Puluj: life and works, Lviv, NTSh, 2019 [in Ukrainian].
51. V. Schenderovsky, Ukrainian scientists in global science, Kyyiv, Prostir, 2019 [in Ukrainian]
52. Крамар, Т, Дуда. О. Фотограмметрія пам'ятників Івану Пулюю. // VI Міжнародна студентська науково-технічна конференція "Природничі та гуманітарні науки. Актуальні питання", 2023 р., стор. 156-157. Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Україна.
53. T. Kramar, O. Duda, O. Kramar, O. Rokitskyi, V. Pasichnyk, "Peculiarities of Augmented Reality Usage in a Mobile Application: the Case of the Ivan Puluj Digital Museum", CEUR Workshop Proceedings, vol. 3309, 2022, pp. 279-287.
54. Getting started with RealityCapture. URL: https://support.capturingreality.com/hc/en-us/articles/115001496551-Getting-started-with-RealityCapture.
55. Цифровий музей Івана Пулюля URL: puluj-museum.tntu.edu.ua
56. James J. Cummings and Jeremy N. Bailenson. How immersive is enough? A meta-analysis of the effect of immersive technology on user presence. (2015) Media Psychology 19,2 272-309
57. Priska Breves.Biased by being there: The persuasive impact of spatial presence on cognitive processing. Computers in Human Behavior, 119 ,106723 (2021).
u. Skorenkyy, R. Kozak, N. Zagorodna, O. Kramar, I. Baran Use of augmented reality-enabled prototyping of cyber-physical systems for improving cyber-security education, J. Phys.: Conf. Ser. 1840 (2021) 012026.
59. G. Pavlidis. Towards a Novel User Satisfaction Modelling for Museum Visit Recommender Systems. In: Duguleană, M., Carrozzino, M., Gams, M., Tanea, I. (eds) VR Technologies in Cultural Heritage. VRTCH 2018. Communications in Computer and Information Science, vol 904. Springer, Cham (2019).
60. R. Galdieri, M. Carrozzino. Natural Interaction in Virtual Reality for Cultural Heritage. In: Duguleană, M., Carrozzino, M., Gams, M., Tanea, I. (eds) VR Technologies in Cultural Heritage. VRTCH 2018. Communications in Computer and Information Science, vol 904. Springer, Cham. (2019).
61. Kharchenko, A., Bodnarchuk, I., & Yatcyshyn, V. (2014). The method for comparative evaluation of software architecture with accounting of trade-offs. American Journal of Information Systems, 2(1), 20-25.
62. Harchenko, A., Bodnarchuk, I., & Halay, I. (2012). Stability of the solutions of the optimization problem of software systems architecture. In Proceeding of VII International Scientific and Technical Conference CSIT 2012 (pp. 47-48).
63. Unity User Manual. URL: https://docs.unity3d.com/2021.3/Documentation/Manual/index.html
64. Vuforia Engine Library 10. URL:https://library.vuforia.com/
65. I. Pedersen, N. Gale, P. Mirza-Babaei, and S. Reid, More than meets the eye: the benefits of augmented reality and holographic displays for digital cultural heritage, J. Comput. Cult. Herit. 10 (2017) 11 (1-15). doi: https://doi.org/10.1145/3051480
66. Закон України про охорону праці, Відомості Верховної Ради України (ВВР), 1992: Режим доступу до ресурсу: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2694-12#Text
67. Цивільна безпека (Охорона праці), Вдосконалення охорони праці в ІТ-індустрії, 2019." Режим доступу до ресурсу: https://www.khadi.kharkov.ua/fileadmin/P_vcheniy_secretar/ОХОРОНА_ПРАЦІ/R_IT-INDUSTRIA.pdf
68. В.І. Голінько, М.Ю. Іконніков, Я.Я. Лебедєв, Охорона праці в галузі інформаційних технологій: Навчальний посібник. Дніпропетровськ: НГУ, 2015
69. Охорона праці в галузі інформаційних технологій, 2019. URL: http://yu.mk.ua/news/show/okhorona_pratsi_v_galuzi_informatsiynikh_tekhnologiy?
70. Розпорядження від 28 грудня 2021 року № 1742-р "Про затвердження плану основних заходів цивільного захисту на 2022 рік" // Кабінет Міністрів України. Режим доступу до ресурсу: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1742-2021-%D1%80#Text Дата доступу: 18.04.2023
71. Supporting the digitization of museum collections and documentary heritage in Ukraine [Електронний ресурс] // Unesco. – 2023. – Режим доступу до ресурсу: https://www.unesco.org/en/articles/supporting-digitization-museum-collections-and-documentary-heritage-ukraine
72. За результатами другої Всеукраїнської конференції "Культурні практики установ культури під час військових дій" // Українська рада культурної спадщини. - 2022. Режим доступу до ресурсу: https://uccs.org.ua/novyny/za-rezultatamy-druhoi-vseukrainskoi-konferentsii-kulturni-praktyky-ustanov-kultury-pid-chas-vijskovykh-dij-4-chastyna/
Content type: Master Thesis
Appears in Collections:122 — комп’ютерні науки

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
SNnm-61_Kramar_T_O.pdf9,11 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

Admin Tools