Ph.D. Thesis

Fotogrammetria Close-Range e

Visual Design per i Beni Culturali

Dottorato: Enzo d’Annibale

Relatore: Prof. Gabriele Fangi

La ricerca punta allo sviluppo di metodi innovativi di rilievo architettonico e alla loro integrazione in una soluzione organica che parte dall’acquisizione dei dati fotografici fino all’allestimento di tecnologie dedicate ad installazioni museali di beni archeologici/architettonici.

Struttura della tesi

La tesi è organizzata in 6 capitoli, qui di seguito brevemente descritti.

Si è fatto largo uso di immagini, tentativi di comunicazione diretta, visiva di concetti e metodi utilizzati, oltre che utili e sofisticati esercizi di rappresentazione digitale.

Capitolo 1 – Introduzione

Il capitolo inquadra i problemi legati al rilievo e alle nuove forme di comunicazione dei Beni Culturali. Sono descritti gli obiettivi della ricerca e le precedenti esperienze che ne stanno alla base e ne hanno permesso un ulteriore sviluppo. E’ introdotto il nuovo approccio al modello digitale tridimensionale come nuovo strumento di lettura e gestione di un bene archeologico/architettonico. Vengono presentati strumenti e metodi innovativi di rilievo e rappresentazione che verranno poi discussi in maniera più ampia nei capitoli successivi. Infine è data una breve descrizione della struttura della tesi.

Capitolo 2 – Principi generali

La linea di ricerca si pone in continuità con le metodologie e gli indirizzi di quella che vede come capofila il prof. G. Fangi con la sua innovativa  tecnica di restituzione tridimensionale da fotogrammetrica sferica.

a)

b)

Sono discussi i principi di base e i diversi approcci di rilievo/elaborazione/modellazione prima di darne applicazioni pratiche. Tecniche di Range-based Modeling, Image-based Modeling (compresa la stessa fotogrammetria sferica) sono descritte ed analizzate in modo critico così da giustificare le successive scelte metodologiche.

Capitolo 3 – Interactive Image Based Modeling

Il capitolo introduce il workflow di lavoro sviluppato nella ricerca in un tutto organico di scelte progettuali finalizzate all’acquisizione dei dati fino alla pubblicazione del modello digitale tridimensionale del bene archeologico/architettonico. Vengono descritte nel dettaglio tutte le scelte adottate per migliorare l’accuratezza del rilievo e la resa grafica in fase di costruzione del modello digitale stesso. Viene presentato un approccio alternativo ed interattivo di Image-Based Modeling (IBM) atto alla ricostruzione tridimensionale e foto-realistica del bene archeologico/architettonico (Fig. 9).

In particolare per l’estrapolazione dei dati metrici si fa largo uso di approcci di Rilievo Fotogrammetrico dei vicini quali la Fotogrammetria Sferica (Sp.Ph.) e la Structure from Motion (S.f.M.). A questi vengono affiancate diverse tecniche di Computer Vision quali la Modellazione, l’ Inverse Mapping e il Rendering.

L’integrazione è resa possibile tramite tools proprietari sviluppati con linguaggio di Programmazione Visuale (edVR + Sp.Ph. + S.f.M. + I.B.M.) e che verranno descritti nel capitolo successivo.

a)

b)

Fig. 9 –  Image-based Modeling (a) e procedimento sperimentale di restituzione 3D automatizzata (b)

Capitolo 4 – Programmazione visuale per la visualizzazione interattiva del modello

Il capitolo chiude il lavoro di ricerca evidenziando i risultati ottenuti e delineando da questi alcune conclusioni. In particolare viene descritto come la metodologia implementata abbia permesso lo sviluppo e la programmazione visuale di soluzioni di lavoro e prototipi proprietari di visualizzazione e interazione con i documenti multimediali.

In particolare la necessità di procedure personalizzate ha spinto alla programmazione e allo sviluppo di nuovi tools tramite un particolare linguaggio di programmazione visuale (vvvv) caratterizzato da un approccio di tipo Data Flow.

Il capitolo descrive nel dettaglio i diversi tools proprietari sviluppati per il rilievo fotogrammetrico (edAS), la gestione interattiva di contenuti multimediali (edIM), la navigazione virtuale interattiva in ambienti immersivi (edVR) e il controllo di apparati di multi proiezione su superfici non piane (edVP).

(a)

(b)

Fig. 10 –  Tools per il rilievo fotogrammetrico (a) e la navigazione virtuale interattiva in ambienti immersivi (b)

Infine il capitolo evidenzia come la particolare attenzione posta alla visualizzazione interattiva dei modelli digitali abbia portato alla produzione di soluzioni progettuali complete (architettura-hardware-software) per la realizzazione di nuove forme di comunicazione dei beni architettonici/archeologici. Soluzioni queste che si sono rivelate particolarmente adatte ad installazioni di tipo museale.

a)

b)

Fig. 11 –  Prototipo di rappresentazione pseudo-olografica (a) sistemi VR  di visualizzazione stereoscopica (b)

Capitolo 5 – Esperienze della ricerca applicate ad installazioni multimediali

Il capitolo descrive alcune delle esperienze concluse durante gli anni di dottorato inserite nella linea di ricerca. La possibilità di collaborazione interdisciplinare attorno a progetti innovativi legati alla tutela e alla valorizzazione del bene culturale è stata infatti fonte imprescindibile di ispirazione e collaudo degli strumenti e delle scelte metodologiche sviluppate lungo il corso della ricerca. Il capitolo descrive i lavori più significativi di installazione multimediale svolti in questi anni nel tentativo di dare esempi concreti ed esaustivi delle soluzioni progettuali implementate, raggiunte e testate secondo criteri di tipo professionale.

Le esperienze vissute hanno permesso lo sviluppo di una piattaforma di lavoro flessibile ed affidabile da cui attingere per l’allestimento di spazi di navigazione virtuale immersivi e/o di sistemi di proiezione architetturale interattiva .

Fig. 12 – Proiezioni olografiche di mausolei nel Museo della Libia

Fig. 13 –  Sistema di multi-proiezione per ambienti immersivi

Fig.14 Videoproieizione su superfici architettoniche (Audio-Video Live Set)

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