Modellazione tridimensionale di alzati archeologici

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Modellazione tridimensionale di alzati archeologici
Modellazione tridimensionale di alzati archeologici:
tecniche, applicazioni e limiti
Matteo Rapanà - Università di Padova
Modellazione laser scanning della chiesa medievale di
San Martino di Lomaso (TN)
Modellazione fotogrammetrica del borgo medievale di
Canale di Tenno (TN)
Canale di Tenno è un borgo (50 edifici ca.) che conserva
assetto ed elementi architettonici riconducibili al pieno
medioevo (vicoli stretti e tortuosi, portici).
La particolare conformazione dell’abitato e dei suoi elementi
ha impedito di ricostruire vitrualmente l’intero paese.
L’edificio ha pianta rettangolare (7,5 x 8m). La discontinuità
dell’area, interessata da indagini archeologiche, ha
condizionato il posizionamento delle stazioni di presa.
Laser scanner Leica Scanstation 2
Fotocamera Kodak DCS ProSRL/n
GPS Garmin Geko 201
Software: Polyworks e TextCapture
Fotocamera Nikon 3DX
Software: PhotoModeler
Rilievo sul campo (12 h), elaborazione dei dati (500 h/uomo).
Rilievo sul campo (5 h), elaborazione dei dati (300 h/uomo).
Rilievo del manufatto
Acquisizione di una serie
di fotografie dell’oggetto da
Pianificazione delle stazioni presa;
Acquisizione delle scansioni laser, delle fotografie per la
tessitura e delle coordinate
differenti posizioni
Processo di elaborazione dei dati
Processo di elaborazione dei dati
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Registrazione e allineamento delle scansioni
Creazione di una nuvola di punti
Creazione di una superficie triangolata (mesh)
Editing
Applicazione della tessitura
Correzione grafica (differenza radiometrica, cromatica e
di contrasto delle singole fotografie)
• Visualizzazione e applicazioni
Orientamento e calibrazione delle immagini
Orientamento esterno e bundle adjustment
Estrazione delle corrispondenze sulle immagini
Creazione di una nuvola di punti
Creazione di una superficie triangolata (mesh)
Applicazione della tessitura
Visualizzazione e applicazioni
Modello diacronico:
Sezioni e profili:
Analisi della tecnica muraria e
Creazione di fotopiani con possibilità di esportazione
sequenza delle fasi costruttive
planimetria dell’edificio medievale
della sequenza edilizia
e vettorializzazione
Analisi della visibilità attraverso
l’inserimento del modello 3D della chiesa nel
modello 3D del terreno (DEM)
Ricostruzione storica: a sx modello 3D della parete
Visualizzazione diretta e
navigazione interattiva di ampie
Esportazione di sezioni, volumi, planimetrie
e profili; confronto con i dati forniti dalle fotografie aeree
porzioni del paese
e dal catasto
absidale dopo il restauro; attraverso immagini d’archivio è
stato possibile ricostruire l’aspetto precedente (a dx)
Tecniche di modellazione a sensori attivi (Range Based Modeling)
Tecniche di modellazione a sensori passivi (Image Based Modeling)
Vantaggi:
Vantaggi:
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Misure reali dell’oggetto
Processo di elaborazione dei dati semplice e guidato
Densa nuvola di punti ottenuta in breve tempo
Ottima resa dei dettagli più minuziosi
Economicità degli strumenti (sensori e software)
Rapidità di acquisizione delle immagini
Praticità e manegevolezza degli strumenti
Tecnica indipendente dalle dimensioni dell’oggetto e dalla distanza della stazione di presa
Acquisizone della tessitura dell’oggetto direttamente dalle fotografie
Modelli leggeri e di facile visualizzazione
Svantaggi:
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Elevato costo degli strumenti (sensori e software)
Tecnica dipendente dalle dimensioni dell’oggetto e dalla distanza della stazione di presa
Scarsa maneggevolezza degli strumenti
Risultato finale può essere condizionato dalla luce solare
Modelli ottenuti generalmente privi di tessitura
Svantaggi:
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Dimensioni dell’oggetto non rilevabili senza target
Esperienza necessaria
Lungo ed elaborato processo di elaborazione dei dati
Possibile effetto “liscio” o “a cubo” del modello
Si ringraziano il dott. Fabio Remondino, il dott. Alessandro Rizzi e Stefano Girardi (FBK Trento), il dott. Enrico Cavada (Soprintendenza Beni Librari Archivistici Archeologici P.A.T.) e il prof. Gian Pietro Brogiolo (Università di Padova) senza il cui contributo questi lavori non sarebbero stati possibili