[论文解读] Ontological Entities for Planning and Describing Cultural Heritage 3D Models Creation

Nicola Amico, Achille Felicetti|arXiv (Cornell University)|Jun 14, 2021

Image Processing and 3D Reconstruction被引用 6

一句话总结

本文提出了一种基于CIDOC CRM和国际标准的本体框架，用于形式化文化遗产中3D模型的规划与创建过程。通过结构化应用档案对来源信息和元数据进行建模，该框架实现了对考古学和文化遗产应用中3D建模工作流的透明、可复现且互操作的文档化。

ABSTRACT

In the last decades the rapid development of technologies and methodologies in the field of digitization and 3D modelling has led to an increasing proliferation of 3D technologies in the Cultural Heritage domain. Despite the great potential of 3D digital heritage, the "special effects" of 3D may often overwhelm its importance in research. Projects and consortia of scholars have tried to put order in the different fields of application of these technologies, providing guidelines and proposing workflows. The use of computer graphics as an effective methodology for CH research and communication highlighted the need of transparent provenance data to properly document digital assets and understand the degree of scientific quality and reliability of their outcomes. The building and release of provenance knowledge, consisting in the complete formal documentation of each phase of the process, is therefore of fundamental importance to ensure its repeatability and to guarantee the integration and interoperability of the generated metadata on the Semantic Web. This paper proposes a methodology for documenting the planning and creation of 3D models used in archaeology and Cultural Heritage, by means of an application profile based on the CIDOC CRM ecosystem and other international standards.

研究动机与目标

• 解决3D文化遗产建模项目中缺乏标准化、透明化文档记录的问题。
• 通过形式化其来源信息，确保3D数字文化遗产输出的科学可靠性与可重复性。
• 通过与CIDOC CRM等国际标准保持一致，实现元数据在不同系统间的互操作性。
• 支持研究人员和机构系统性地描述考古学中3D建模的规划与执行阶段。
• 通过形式化、机器可处理的元数据，促进3D模型在语义网生态系统中的集成。

提出的方法

• 基于CIDOC CRM设计应用档案，以建模文化遗产中3D建模的各个阶段。
• 整合其他国际标准（如ISO 19115、PREMIS），以扩展语义表达能力并确保合规性。
• 通过显式建模建模过程中涉及的参与者、活动和数字资产，形式化3D资产的来源信息。
• 在CRM框架内定义本体实体，如“3D建模活动”、“数字资产创建”和“来源记录”。
• 使用OWL和RDF对模型进行编码，以实现机器可读性和语义网发布。
• 通过一个考古学3D建模案例研究验证该框架，展示其适用性和表达能力。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何正式记录3D文化遗产模型的来源信息，以确保其科学可靠性与可重复性？
• RQ2 哪些本体实体是必要条件，以表示文化遗产中3D建模的规划与执行阶段？
• RQ3 CIDOC CRM生态系统在多大程度上可以被扩展，以建模考古学中复杂的3D建模工作流？
• RQ4 如何通过标准化本体和语义发布，增强3D模型元数据的互操作性？
• RQ5 形式化元数据建模在支持3D数字文化遗产融入更广泛的语义网生态系统中扮演何种角色？

主要发现

• 所提出的应用档案成功地使用形式化本体构造，建模了文化遗产中3D建模的完整生命周期。
• 将CIDOC CRM与补充标准相结合，实现了全面且互操作的元数据表示。
• 该框架支持对来源信息的正式文档化，包括参与者、活动和数字资产，从而增强了透明度与可审计性。
• 该模型支持机器可处理的元数据，促进了语义网上3D文化遗产资产的发现、集成与重用。
• 案例研究证明了该框架在真实考古学3D建模情境下的可行性与表达能力。
• 该方法为标准化3D遗产文档记录奠定了基础，减少了模糊性，并提升了数字文化遗产项目中的科学严谨性。