Integrazione di tecniche tradizionali e innovative per i Rilievi
della Villa reale di Monza
Francesco Fassi
L’intero lavoro di rilievo della Villa Reale di Monza che è stato condotto in questi anni è
incominciato con lo scopo di preparare il materiale per “International Design Competition
for the Refurbishment and Enhancement of the Real Villa in Monza and its Gardens”. A
partire dal 2003 sono state quindi incominciate con la regione di Lombardia un insieme di
indagini al fine di indagare dettagliatamente lo stato di fatto dell’intero corpo della villa (il
complesso monumentale riguarda una superficie di circa 36.000 metri quadri) attraverso
un attento e dettagliato rilievo topografico e fotogrammetrico finalizzato alla produzione di
fotopiani, di ortofoto, di prospetti, delle sezioni trasversali orizzontali e verticali delle
facciate esterne di ogni corpo della villa (I e II lotto).
Il grande lavoro di indagine è poi proseguito con la modellazione 3D degli ambienti interni
del piano nobile della villa finalizzando il lavoro sia a studi tecnico-scientifici che alla
rappresentazione classica e virtuale degli ambienti nonché alla creazione di un museo
virtuale online. La triplice necessità di una descrizione e rappresentazione multi - scala
degli ambienti interni di un “oggetto architettonico complesso”, di una tempistica limitata
per completare i lavori e di un ambiente di lavoro “difficile” per la presenza di grossi
cantieri di restauro, hanno contribuito allo studio e all’applicazione di tecniche miste di
rilievo (diretto, topografico, fotogrammetrico e laser-scanner). L'uso di differenti
metodologie di indagine fornisce uno strumento ottimale per accelerare ed ottimizzare sia
la fase del rilievo vero e proprio che la fase di post - processamento dei dati e nello stesso
tempo costituisce il punto di partenza indispensabile per produrre un “oggetto” 3D multi scala e multifunzionale. In effetti questo tipo di metodo permette di poter usufruire di
differenti dati che possono essere integrati per generare sia un modello grezzo (finalizzato
ad esempio alla navigazione virtuale) che modelli dettagliati adatti allo studio e alla
progettazione dei lavori di restauro e alla visualizzazione di oggetti digitali ad alta
risoluzione.
Pensiamo che questo caso studio costituisce un buon esempio per presentare diverse
metodologie di indagine (sia classiche che innovative), la loro integrazione e per potere
discutere tutti i problemi che si trovano tutt’oggi sia nella fase di indagine che in quella di
elaborazione.
Il rilievo laser-scanner con Leica HDS3000 è stato utilizzato per un’acquisizione con una
risoluzione media di circa 1 cm a 5 metri ed è stata finalizzata all’estrazione di informazioni
geometriche e strutturali di base come spigoli e linee di discontinuità. La strumentazione
laser-scanner permette di fare una raccolta di dati veloce così da poter rilevare l’interno
del piano nobile della villa in pochi giorni e rispettare la breve scadenza imposta. Il
seguente processo di elaborazione si è concentrato sull’ estrazione dalle nuvole laser
degli elementi di interesse che sono utili per la creazione di modelli 3D di tipo classico (tipo
Cad-Cam) e per testare i nuovi software che elaborano nuvole di punti, superfici
triangolate e nurbs. (come ad esempio Rapidform e Polyworks).
Il nostro interesse di ricerca si è inoltre concentrato su una serie di test finalizzati a capire
che tipo di rilievo e di elaborazione può meglio rappresentare un elemento piuttosto che un
altro e come è possibile integrare i diversi oggetti ricostruiti in maniera differente nell'intero
“gruppo degli elementi”. Questa tipologia di strumenti è inoltre adatta a raccogliere le
informazioni di oggetti che sono disposti in posti difficilmente raggiungibili con altre
tecniche di indagine o che hanno una geometria complicata e difficilmente rappresentabile
con primitive geometriche elementari (surface-based shapes, come, per esempio, le
volte). Le nuvole di punti inoltre sono state usate come supporto per la generazione del
DTM per la produzione delle ortofoto.
Figura 1: Inserimento di un particolare decorativo all’interno del modello 3D semplificato.
Per i rilievi dei dettagli e delle decorazioni ad una scala anche reale (1:1) è stato utilizzata
una strumentazione laser scanner normalmente utilizzata nella meccanica di precisione e
nell’aeronautica (Leica T-SCAN 706). Questo strumento è risultato essere utile per
produrre copie virtuali 3D ad altissima definizione che possono essere finalizzate sia al
lavoro di restauro e sia alla riproduzione dell'oggetto con prototipazione rapida.
La tecnica fotogrammetrica è usata per avere una base di dati completa ad alta risoluzione
di ortofoto e fotopiani sia delle volte che delle pareti. Le immagini di alta risoluzione
possono essere visualizzate fino ad una scala 1: 10. In particolare questo tipo di prodotti è
stato utilizzato come texture per i modelli 3D. Con la realizzazione di un plug-in per
3DStudio il texture mapping dei modelli 3D può essere effettuato tramite ortofoto e
fotopiani in funzione dei file di georeferenziazione. I rilievi diretti, se disponibili, sono infine
stati usati per completare le informazioni estratte con il laser-scanner in cui la risoluzione
bassa non era sufficiente per rappresentare l'oggetto con la dovuta accuratezza. L’utilizzo
del matching di immagini ad alta definizione è stato testato e comparato con i risultati delle
scansioni laser scanner e dalla comparazione sono nate interessanti osservazioni riguardo
l’uso delle due tecniche di rilievo finalizzare alla creazione di un modello 3D soprattutto in
funzione delle strumentazioni e dei software oggi presenti sul mercato.
Figura 2: Esempio di tavole con i singoli modelli 3D delle stanze.
