Digital 3D Technologies for Humanities Research and Education: An Overview

Digital 3D modelling and visualization technologies have been widely applied to support research in the humanities since the 1980s. Since technological backgrounds, project opportunities, and methodological considerations for application are widely discussed in the literature, one of the next tasks is to validate these techniques within a wider scientific community and establish them in the culture of academic disciplines. This article resulted from a postdoctoral thesis and is intended to provide a comprehensive overview on the use of digital 3D technologies in the humanities with regards to (1) scenarios, user communities, and epistemic challenges; (2) technologies, UX design, and workflows; and (3) framework conditions as legislation, infrastructures, and teaching programs. Although the results are of relevance for 3D modelling in all humanities disciplines, the focus of our studies is on modelling of past architectural and cultural landscape objects via interpretative 3D reconstruction methods

Leveraging eXtented Reality & Human-Computer Interaction for User Experi- ence in 360◦ Video

EXtended Reality systems have resurged as a medium for work and entertainment. While 360o video has been characterized as less immersive than computer-generated VR, its realism, ease of use and affordability mean it is in widespread commercial use. Based on the prevalence and potential of the 360o video format, this research is focused on improving and augmenting the user experience of watching 360o video. By leveraging knowledge from Extented Reality (XR) systems and Human-Computer Interaction (HCI), this research addresses two issues affecting user experience in 360o video: Attention Guidance and Visually Induced Motion Sickness (VIMS). This research work relies on the construction of multiple artifacts to answer the de- fined research questions: (1) IVRUX, a tool for analysis of immersive VR narrative expe- riences; (2) Cue Control, a tool for creation of spatial audio soundtracks for 360o video, as well as enabling the collection and analysis of captured metrics emerging from the user experience; and (3) VIMS mitigation pipeline, a linear sequence of modules (including optical flow and visual SLAM among others) that control parameters for visual modi- fications such as a restricted Field of View (FoV). These artifacts are accompanied by evaluation studies targeting the defined research questions. Through Cue Control, this research shows that non-diegetic music can be spatialized to act as orientation for users. A partial spatialization of music was deemed ineffective when used for orientation. Addi- tionally, our results also demonstrate that diegetic sounds are used for notification rather than orientation. Through VIMS mitigation pipeline, this research shows that dynamic restricted FoV is statistically significant in mitigating VIMS, while mantaining desired levels of Presence. Both Cue Control and the VIMS mitigation pipeline emerged from a Research through Design (RtD) approach, where the IVRUX artifact is the product of de- sign knowledge and gave direction to research. The research presented in this thesis is of interest to practitioners and researchers working on 360o video and helps delineate future directions in making 360o video a rich design space for interaction and narrative.Sistemas de Realidade EXtendida ressurgiram como um meio de comunicação para o tra- balho e entretenimento. Enquanto que o vídeo 360o tem sido caracterizado como sendo menos imersivo que a Realidade Virtual gerada por computador, o seu realismo, facili- dade de uso e acessibilidade significa que tem uso comercial generalizado. Baseado na prevalência e potencial do formato de vídeo 360o, esta pesquisa está focada em melhorar e aumentar a experiência de utilizador ao ver vídeos 360o. Impulsionado por conhecimento de sistemas de Realidade eXtendida (XR) e Interacção Humano-Computador (HCI), esta pesquisa aborda dois problemas que afetam a experiência de utilizador em vídeo 360o: Orientação de Atenção e Enjoo de Movimento Induzido Visualmente (VIMS). Este trabalho de pesquisa é apoiado na construção de múltiplos artefactos para res- ponder as perguntas de pesquisa definidas: (1) IVRUX, uma ferramenta para análise de experiências narrativas imersivas em VR; (2) Cue Control, uma ferramenta para a criação de bandas sonoras de áudio espacial, enquanto permite a recolha e análise de métricas capturadas emergentes da experiencia de utilizador; e (3) canal para a mitigação de VIMS, uma sequência linear de módulos (incluindo fluxo ótico e SLAM visual entre outros) que controla parâmetros para modificações visuais como o campo de visão restringido. Estes artefactos estão acompanhados por estudos de avaliação direcionados para às perguntas de pesquisa definidas. Através do Cue Control, esta pesquisa mostra que música não- diegética pode ser espacializada para servir como orientação para os utilizadores. Uma espacialização parcial da música foi considerada ineficaz quando usada para a orientação. Adicionalmente, os nossos resultados demonstram que sons diegéticos são usados para notificação em vez de orientação. Através do canal para a mitigação de VIMS, esta pesquisa mostra que o campo de visão restrito e dinâmico é estatisticamente significante ao mitigar VIMS, enquanto mantem níveis desejados de Presença. Ambos Cue Control e o canal para a mitigação de VIMS emergiram de uma abordagem de Pesquisa através do Design (RtD), onde o artefacto IVRUX é o produto de conhecimento de design e deu direcção à pesquisa. A pesquisa apresentada nesta tese é de interesse para profissionais e investigadores tra- balhando em vídeo 360o e ajuda a delinear futuras direções em tornar o vídeo 360o um espaço de design rico para a interação e narrativa