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Interazione e comunicazione visuale nei Beni Culturali
Perugia,
Perugia, 15 settembre 2004
Workshop Interazione e Comunicazione Visuale nei Beni Culturali
METODI TRIDIMENSIONALI PER LA DOCUMENTAZIONE, LA DIAGNOSTICA E IL RESTAURO
IX Convegno della Associazione Italiana Intelligenza Artificiale
Perugia,15 settembre 2004
J-A
(1)
V. Valzano(1), A. Bandiera(1)
M. Picard(2), S.F. El-Hakim(2), G. Godin(2)
Beraldin(2),
SIBA Coordination, University of Lecce, Lecce, Italy
for Information Technology, National Research Council Canada, Canada
(2) Institute
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Il Coordinamento SIBA è la
Struttura
dell’Università
di
Lecce che coordina i Servizi
Informatici
Bibliotecari
di
Ateneo, lo sviluppo del Sistema
Informativo Telematico per la
Ricerca e la Didattica.
http://siba2.unile.it
Offre all'utenza scientifica ed agli studenti la possibilità di
accedere via Web a un Sistema integrato di risorse
elettroniche, bibliografiche, documentarie, full-text e
multimediali.
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Coordina numerose attività
e progetti nazionali ed
internazionali
per
il
recupero e la fruizione su
supporto elettronico di
materiale bibliografico e
documentario, di reperti
archeologici, ambienti e
strutture architettoniche.
http://siba2.unile.it
E’ inoltre impegnato nello sviluppo di metodologie per
l’applicazione della tecnologia digitale 2D, 3D e GIS nel campo
dei Beni Culturali, mediante l’utilizzo di sistemi tecnologici ed
informatici innovativi.
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Ha attivato numerosi laboratori
tecnologicamente avanzate
dotati
di
attrezzature
http://siba2.unile.it/laboratori_siba.htm
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Ha realizzato vari Sistemi digitali integrati multitarget che vanno dall’informazione
bibliografica e documentaria full-text all’informazione multimediale, georeferenziata,
tridimensionale e viceversa.
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Sistemi Digitali Integrati Multitarget
Consentono la valorizzazione, la salvaguardia e la
fruizione anche a distanza dei Beni Culturali e
ambientali;
consentono a diverse tipologie di utenza, studiosi,
ricercatori, studenti, turisti, di fruire del patrimonio
storico-culturale e naturalistico, in maniera interattiva
e senza interventi diretti sullo stesso patrimonio.
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In collaborazione
con il CNR
Canadese ha
avviato il progetto
3D Database
Ha sperimentato e
sviluppato nuove
tecniche per
l’acquisizione,
l’elaborazione e la
rappresentazione
di oggetti e
ambienti 3D.
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Il 3D database
Obiettivi
Acquisizione ed elaborazione digitale, restauro virtuale e
ricostruzione tridimensionale di reperti archeologici, ambienti,
strutture architettoniche e oggetti di particolare pregio.
Conservazione, valorizzazione e fruizione.
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Iniziativa I18
Piano Coordinato delle Università di Catania e Lecce
Servizio per l’acquisizione e l’elaborazione digitale di immagini e
modelli tridimensionali, per il restauro e la ricostruzione virtuali
Attività 4
Progetto LAND-LAB
Acquisizione ed elaborazione digitale
di immagini e modelli tridimensionali
(Cofinanziati dall’Unione Europea)
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Il 3D database
Piano Coordinato delle Università di Catania e Lecce
Sono stati già realizzati:
• l'acquisizione e l'elaborazione tridimensionale della Cripta di Santa
Cristina in Carpignano
• il video digitale CARPINIANA. A Virtualized Byzantine Crypt
• il Teatro virtuale per la visualizzazione tridimensionale
• il CD-ROM multimediale CARPINIANA. Rappresentazione virtuale della
Cripta di Santa Cristina in Carpignano Salentino
• l’ologramma per la visualizzazione dei modelli tridimensionali della
Cripta
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Cripta bizantina Carpignano Salentino (LE)
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Il 3D database
Piano Coordinato delle Università di Catania e Lecce
Sono stati avviati:
• l'acquisizione, la ricostruzione e la rappresentazione tridimensionale della
Chiesa Bizantina di San Pietro in Otranto
Chiesa di San Pietro, Otranto (LE)
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Chiesa di San Pietro, Otranto (LE)
parte esterna modellata con la fotogrammetria
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Il 3D database
Piano Coordinato delle Università di Catania e Lecce
Progetto Grotta dei Cervi – Porto Badisco
Acquisizione ed elaborazione tridimensionale e rappresentazione virtuale della
Grotta dei Cervi
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Studio di fattibilità
Coordinamento SIBA, CNR Canadese
Progetto Grotta dei Cervi
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LAND-LAB Laboratorio Multimediale di ricerca, formazione e
comunicazione sui paesaggi archeologici
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Il 3D database
Sono state già realizzate:
• l'acquisizione e modellazione tridimensionale delle Metope del Tempio C di
Selinunte ubicate presso il Museo Archeologico Regionale di Palermo
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Progetto LANDLAND-LAB
Attività 4
Metope del Tempio C di Selinunte
Il fregio del Tempio C
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- l’acquisizione ed elaborazione tridimensionale della
Statua bronzea del dio Zeus
rinvenuta a Ugento (LE) e collocata presso il
Museo Archeologico Nazionale di Taranto
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Iniziativa I18
Piano Coordinato delle Università di Catania e Lecce
Servizio per l’acquisizione e l’elaborazione digitale di immagini e
modelli tridimensionali, per il restauro e la ricostruzione virtuali
Attività 4
Progetto LAND-LAB
Acquisizione ed elaborazione digitale
di immagini e modelli tridimensionali
(Cofinanziati dall’Unione Europea)
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Scanner 3D laser
ShapeGrabber
PLM600 e AI300 con
teste SGSG-102 e SGSG-1002
Minolta VIVID 900
Mensi SOISIC 2000
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Fotocamere digitali
fotogrammetria e acquisizione texture
Spettrofotometro
misurazione colore
Sony DSC F717
Fuji Finepix S1 Pro
Nikon Professional SLR D1X
Kodak DCS Pro 14n
Spettrofotometro Minolta CM-2600d
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Workstations e software per la modellazione tridimensionale
e il rendering distribuito
(InnovMetric PolyWorks Modeler + Inspector, 3Dipsos, ShapeCapture, Alias/Wawefront
Studio, Okino Polytrans, Rhino, Geomagic Studio, Autodesk Autocad 2000, 3D Studio)
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Motivazioni
Documentazione sul sito/oggetto, in caso di perdita o
danni
• Modello 3D completo ad alta risoluzione (forma e colore) dello
stato presente
• Uno dei pilastri originari della Cripta è crollato
• Infiltrazioni d’acqua dal sottosuolo entrano nella Cripta
attraverso i muri
Turismo virtuale & Studio a distanza
• Interazione senza rischio di danni
• Restauro virtuale: affreschi e impostazione originale
dell’ambiente
• Prodotti “educational” (CDROM, DVD, Web)
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Cripta di Santa Cristina, Carpignano Sal. (LE):
Vista dei due ingressi della Cripta
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Alcune foto
Pilastro
Altare
barocco
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Alcune foto
Gruppo di Teofilatto: 959 d.C.
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Dalla preparazione al modello
• Importanza di definire la risoluzione e l’incertezza
delle misure!
– Forma: incertezza in Z, σz ≈ 0.5 mm, risoluzione laterale
∆x, ∆y ≈ 5 mm
– Texture: δx, δy ≈ 0.5 - 1 mm (Iscrizioni)
• Tempo per acquisire le immagini e il modello 3D
• Scelta delle tecniche adeguate: Fotogrammetria,
Scanner Laser …
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Strumenti
• Mensi-Laser scanner
– Distanza: 0.8 - 10 m
– Incertezza: 0.6 mm a 4 m
– Velocità di scansione: 100
pts/sec
• Polyworks Modeler
– Align, Merge, Edit, Compress
• ShapeCapture
– Fotogrammetria & Texture
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Distribuzione temporale delle attività
Totale: 92 ore nella Cripta
(20-80 min/immagine)
Time allocation
31%
50%
– 5 mm sulle pareti
– 15 mm su soffitto e
pavimento
4%
4%
2%
Acquisition time
Commu. Troubles
9%
Warm-up time
Set-up every day
• Cripta: 50 immagini 3D
• Altare: 30 immagini 3D
• Risoluzione
Back-ups
Next best-view
• Incertezza
– Misurata
• 0.8 mm @ 2.5 m
– Stimata
• 0.5 mm @ 2.5 m
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Ingressi della Cripta:
modellati con la fotogrammetria
a)
a)
b)
b)
Ingresso principale:
a) Fotografia, b) Mesh, c) Modello con texture
c)
c)
Ingresso secondario:
a) Fotografia, b) Mesh, c) Modello con texture
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Modelli 3D: al di là della visualizzazione
• Un modello 3D contiene una
quantità di informazioni che
possono essere analizzate e
accresciute.
• I risultati possono essere
utilizzati per aumentare la
comprensibilità di un sito,
per esempio attraverso un
CDROM multimediale.
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Sezione della Cripta
7.5 m
16.5 m
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Vista impossibile
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Alla ricerca della colonna perduta
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Sezione del modello 3D
Pilastri
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Ortofoto generata dal modello 3D
Texture sulla parete: 9000 X 3000 pixel
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Restauro virtuale
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Teatro virtuale
•
2 PC standard
- schede grafiche
WildCat
•
Complessità del
modello:
– 2.000.000 di poligoni
– 256 Mb texture
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Ologramma
180 x 85 cm
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Ricostruzione del Tempio C di Selinunte
Due passi principali:
• Modello 3D ad alta risoluzione (forma e colore) del fregio del
Tempio C
SCANNER 3D
• Ricostruzione del Tempio C CAD + FOTOGRAMMETRIA
Situazione attuale del Tempio C:
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Metope del Tempio C di Selinunte
Il fregio del Tempio C
Acquisizione ed elaborazione tridimensionale
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Il 3D database
Sala di Selinunte - Museo Archeologico Regionale di Palermo
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Strumenti
• Mensi-Laser scanner
– Distanza: 0.8 - 10 m
– Incertezza: 0.6 mm a 4 m
• Minolta 900 Laser scanner
– Distanza: 0.6 - 2 m
– Incertezza: 0.1 mm a 1 m
• Polyworks Modeler + Inspector
• ShapeCapture
– Fotogrammetria
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Strumenti
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Metope del Tempio C di Selinunte
Modello 3D del fregio del Tempio C
Modello 3D con texture
Wiremesh
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Sala di Selinunte
Museo Archeologico Regionale di Palermo
Modellata con la fotogrammetria
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