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Dalpozzi, Mirko

Modelli 3D e realtà aumentata : un'applicazione sul Salone d'Onore al Castello del Valentino.

Rel. Antonia Teresa Spanò, Filiberto Chiabrando. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura per il progetto sostenibile, 2014

Questa è la versione più aggiornata di questo documento.

Abstract:

Fin dai primi anni del XX Secolo, specialmente nella comunità scientifica archeologica, è stata avvertita e sottolineata la necessità di una efficiente soluzione per i molti e complessi problemi legati alla salvaguardia del patrimonio artistico e alla relativa documentazione.

La documentazione dei Beni Culturali, è stata resa più agevole negli ultimi decenni dall'utilizzo più intensivo dell'informatica. Infatti, le modalità con cui oggi ciò è raggiungibile sono state rivoluzionate e sviluppate dall'avvento e perfezionamento delle nuove tecnologie per il rilievo. L'impiego di queste moderne tecniche hanno profondamente modificato la filosofia stessa del rilevamento metrico. Queste permettono di analizzare il manufatto con maggior precisione e sotto più aspetti, da quello metrico a quello estetico-formale, da quello costruttivo e strutturale a quello materiale e del degrado, ma hanno anche fatto nascere nuove problematiche in termini di acquisizione dei dati, elaborazione e restituzione grafica.

Questo lavoro di tesi si suddivide principalmente in tre parti.

Inizialmente vengono analizzate due tecniche da un punto di vista prettamente teorico per la documentazione dei Beni Culturali.

La prima metodologia si basa sull'acquisizione di dati effettuata con la tecnologia del laser scanner, che è oramai presenza piuttosto stabile per quanto riguarda la produzione di elaborati bidimensionali in questo settore. Per questo motivo si sono andati ad analizzare maggiormente l'elaborazione di risultati tridimensionali, i quali racchiudono diversi vantaggi, come ad esempio una comodità e flessibilità consentite solo dalla virtualizzazione delle analisi o la possibilità di essere affiancati da elaborati tradizionali in modo tale da restituire informazioni maggiori e di natura diversa. La seconda metodologia analizzata è la fotomodellazione o denominata anche image matching (derivata dall'integrazione di metodi di modellazione in seguito alla generazione fotogrammetrica di modelli di punti), sviluppatasi di recente ma basata su principi presenti da diversi decenni. Tale tecnica è stata studiata per gli stessi obiettivi relativi alla precedente metodologia e messa a confronto per individuare i vantaggi e gli svantaggi di ciascuna.

Nella seconda parte è stato definito un caso studio, in questo modo sono stati messi in pratica i principi teorici precedentemente presi in considerazione. Con questo scopo è stato individuato il Salone d'Onore al Castello del Valentino, in esso sono state affrontate due campagne di acquisizione dati: la prima con la tecnica del laser scanner e la seconda con l'acquisizione di immagini.

Per quanto riguarda la fase di elaborazione della prima acquisizione, le operazioni sono state portate a termine con due distinti approcci: uno basato sull’ utilizzo di programmi open-source in modo da rendere più fattibile economicamente la documentazione architettonica, l'altro tramite l'impiego di software commerciale per poter generare una comparazione dei risultati.

Invece la fotomodellazione è stata eseguita con un software proprietario.

Entrambe le tecniche comprendono due fasi, la prima legata all'elaborazione dei dati nella quale è stato analizzato il completo iter procedurale, che consta operazioni di pre-trattamento dei dati, generazione e pulizia della mesh; mentre la seconda tratta la restituzione visiva attraverso la proiezione di texture, per la quale sono state intraprese soluzioni diverse a seconda della metodologia e dell'approccio.

In questo modo si sono così individuate per ciascuna metodologia i pro e i contro.

Nella terza parte, una volta giunti al termine dell'elaborazione, si è preso in considerazione il bisogno di rendere fruibile da qualunque utente i risultati generati.

Fino ad oggi una parte della documentazione digitale è già condivisa nel mondo del web attraverso dei database.

Questa tesi, con tal motivazione, si propone come scopo finale lo studio di nuove forme di condivisione degli stessi modelli metrici derivanti dalla geomatica. Tale obiettivo viene favorito dalla "realtà aumentata", una tecnologia presente oramai da un ventennio, la quale solo negli ultimi anni ha ricevuto un maggior sviluppo, ma nell'ambito della documentazione e condivisione dei Beni Culturali risulta ad uno stadio iniziale e perciò ancora poco sfruttata.

Un sistema di realtà aumentata permette essenzialmente di sovrapporre un modello virtuale, tridimensionale o bidimensionale, alla percezione che si ha naturalmente della realtà: esso mira al completamento della percezione del mondo reale tramite l'aggiunta di elementi fittizi, non percettibili naturalmente.

Grazie a tale modalità è stata scritta un'applicazione per sistema Apple iOs con cui poter visualizzare il modello generato e ricevere ulteriori informazioni altrimenti celate.

Relatori: Antonia Teresa Spanò, Filiberto Chiabrando
Soggetti: A Architettura > AP Rilievo architettonico
S Scienze e Scienze Applicate > SD Computer software
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Architettura per il progetto sostenibile
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/3955
Capitoli:

INTRODUZIONE

Parte I METODI DI RILIEVO AVANZATO A SCALA ARCHITETTONICA

1. LE METODOLOGIE DI RILIEVO METRICO PER LA DOCUMENTAZIONE DEI BENI ARCHITETTONICI

2. LA TECNOLOGIA LASER SCANNER

2.1. FASE DI ACQUISIZIONE DATI

2.2. FASE DI REGISTRAZIONE DELLE NUVOLE

2.3. ESTRAZIONE ELABORATI GRAFICI

2.3.1. DISEGNI VETTORIALI BIDIMENSIONALI

2.3.2. LA MODELLAZIONE 3D

3. IL METODO FOTOGRAMMETRICO

3.1. CENNI STORICI

3.2. FASI OPERATIVE

3.3. LE POTENZIALITÀ DELLA FOTOMODELLAZIONE (IMAGE MATCHING)

3.3.1. ACQUISIZIONE DI COORDINATE SPAZIALI

3.3.2. RICOSTRUZIONE 2D E 3D

3.3.3. RESTITUZIONE DELL'APPARENZA VISIVA

Parte II IL SALONE D'ONORE AL CASTELLO DEL VALENTINO

4. IL COMPLESSO E IL CASTELLO DEL VALENTINO

4.1. CENNI STORICI

4.2. LARCHITETTURA DEL FABBRICATO AD OGGI

4.3. IL SALONE D'ONORE

5. IL RILIEVO LASER SCANNING DEL SALONE D'ONORE

5.1. OBIETTIVI DEL RILIEVO

5.2. L'INQUADRAMENTO TOPOGRAFICO

5.3. L'ACQUISIZIONE LASER

6. L'ELABORAZIONE DELLA NUVOLA

7. CREAZIONE MESH CON APPROCCIO OPEN-SOURCE

7.1. MESHLAB

8. CREAZIONE MESH CON SOFTWARE PROPRIETARIO

8.1. 3DRESHAPER

9. IL RILIEVO FOTOGRAMMETRICO

9.1. PHOTOSCAN

10. TEXTURING

10.1. MESHLAB E BLENDER

10.2. 3DRESHAPER

10.3. PHOTOSCAN

11. COMPARAZIONE METODOLOGIE

12. MODELLO 3D CONTESTUALIZZATO

Parte III UTILIZZO NON CONVENZIONALE DEI MODELLI 3D

13. CONDIVISANE TRAMITE REALTÀ AUMENTATA

CONCLUSIONI

BIBLIOGRAFIA

SITOGRAFIA E SOFTWARE UTILIZZATI

RINGRAZIAMENTI

Bibliografia:

BIBLIOGRAFIA

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SITOGRAFIA

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- http://www.agisoft.com/

- http://www.zf-laser.com/

- http://www.metaio.com/

- http://dev.metaio.com/

SOFTWARE UTILIZZATI

- BDReshaper - v. 9.0.6.15639 (2014) Meshlab-v. 1.3.3(2014)

- Blender-v. 2.72b (2014)

- Photoscan - v. 1.0.4 (2014)

- Photoshop CC (2014)

- Metaio Creator - v. 6.0 (2014)

- Metaio SDK-v. 6.0(2014)

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