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Applicazioni Open Source per il rilievo tridimensionale.  Il caso studio della Paleosuperficie 3a di Isernia la Pineta
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Applicazioni Open Source per il rilievo tridimensionale. Il caso studio della Paleosuperficie 3a di Isernia la Pineta

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G. Bigliardi, M. Bottacchi, S. Cappelli, L. Carmignani, Applicazioni Open Source per il rilievo tridimensionale. Il caso studio della Paleosuperficie 3a di Isernia la Pineta, convegno “INFOMOBILITY ...

G. Bigliardi, M. Bottacchi, S. Cappelli, L. Carmignani, Applicazioni Open Source per il rilievo tridimensionale. Il caso studio della Paleosuperficie 3a di Isernia la Pineta, convegno “INFOMOBILITY CULTURAL HERITAGE - Documentazione, valorizzazione museale, movimentazione e gestione delle emergenze per il Patrimonio mobile” (Organizzato da: TekneHub Università di Ferrara), Salone del Restauro, Ferrara.

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Applicazioni Open Source per il rilievo tridimensionale. Il caso studio della Paleosuperficie 3a di Isernia la Pineta Presentation Transcript

  • 1. Applicazioni Open Source per il rilievo tridimensionale Il caso studio della Paleosupercie 3a di Isernia la PinetaGiulio BigliardiCGT-Centro di GeoTecnologie (Univ. di Siena)Marta BottacchiCGT-Centro di GeoTecnologie (Univ. di Siena)Sara CappelliCGT-Centro di GeoTecnologie (Univ. di Siena)Leonardo CarmignaniDipartimento di Archeologia e Storia delle Arti – Sezione diPreistoria e Protostoria (Univ. di Siena)
  • 2. Conservare o distruggere? Lo scavo archeologico è un’attività essenzialmente distruttiva, cioè un’attività nella quale la sistematica asportazione, e quindi distruzione, di elementi archeologici, come strati o strutture, è spesso indispensabile per proseguire lo scavo e approfondire la ricerca
  • 3. Documentare! Company LOGO Qui entra in gioco la capacità dell’archeologo di documentare. Se lo scavo è un’attività distruttiva, diventa fondamentale documentare accuratamente tutto ciò che emerge durante le attività di scavo. Una documentazione il più possibile accurata e oggettiva è quindi l’obiettivo che l’archeologo si prefigge durante lo scavo
  • 4. Documentare! La documentazione tradizionale di uno scavo archeologico prevede generalmente piante e fotografie, quindi una documentazione sostanzialmente bidimensionale, in cui le informazioni altimetriche sono limitate ad una semplice quotatura degli elementi archeologici considerati rilevanti
  • 5. Documentare! Company LOGO Sempre più spesso si cerca di ricorrere a forme di rilievo più accurato, in grado di restituire una rappresentazione fedele della realtà archeologica. Le tecniche principali usate per la documentazione 3D in campo archeologico sono basate principalmente su rilievi fotogrammetrici (terrestri o aerei) e scansioni laser.
  • 6. Computer Vision Company LOGO Company LOGO La Computer Vision è la disciplina che studia come abilitare i computer alla comprensione e all’interpretazione delle informazioni visuali presenti in immagini o video. Un’analisi finalizzata a scoprire cosa e presente in una scena e dove
  • 7. Computer Vision e Structure-from-Motion La Structure-from-Motion è una tecnica che consente di ottenere un rilievo tridimensionale da un set di immagini bidimensionali
  • 8. Computer Vision e Structure-from-Motion
  • 9. Open Source Company LOGO I software Open Source, letteralmente a “sorgente aperta”, sono applicazioni i cui sviluppatori distribuiscono liberamente e ne consentono da parte di altri il libero utilizzo, modifica o ridistribuzione. Company LOGO Da un punto di vista essenzialmente pratico, possiamo dire che i OSS sono soluzione estremamente low cost paragonabili, e in certi casi tranquillamente sostituibili, alle corrispondenti applicazioni commerciali. Nel settore archeologico, in generale nel settore dei Beni Culturali, dove le risorse economiche sono sempre più scarse, tali soluzioni tecnologiche consentono un netto risparmio sulla componente software, senza tuttavia perdere in qualità.
  • 10. Software Open Source • Python Photogrammetry Toolbox (PPT-GUI) Sviluppato da P. Moulon (IMAGINE/LIGM, University Paris Est & Mikros Image) e A. Bezzi (ArcTeam – Trento) è una suite open source che comprende due applicazioni: •Bundler, per la calibrazione della camera e l’orientamento relativo delle immagini •Patch Multiple Stereovision View (PMVS), per l’elaborazione della nuvola di punti Si tratta di un sistema per estrarre un rilievo 3D da un set di immagini di partenza. L’intero processo è ridotto in due soli comandi. Il limite principale è che il risultato dell’elaborazione è molto legato alla potenza del PC utilizzato. Maggiore sarà la potenza del computer, più densa sarà la nuvola di punti che otterremo. https://github.com/archeos/
  • 11. Python Photogrammetry Toolbox cartella con leimmagini come input Fattore di scala inbase alla risoluzionedelle immagini e alla potenza del PC
  • 12. Python Photogrammetry Toolbox cartella con il risultato del primoprocesso come input
  • 13. Software Open Source • Python Photogrammetry Toolbox (PPT-GUI) Sviluppato da P. Moulon (IMAGINE/LIGM, University Paris Est & Mikros Image) e A. Bezzi (ArcTeam – Trento) è una suite open source che comprende due applicazioni: •Bundler, per la calibrazione della camera e l’orientamento relativo delle immagini) •Patch Multiple Stereovision View (PMVS), per l’elaborazione della nuvola di punti Si tratta di un sistema per estrarre un rilievo 3D da un set di immagini di partenza. L’intero processo è ridotto in due soli comandi. Il limite principale è che il risultato dell’elaborazione è molto legato alla potenza del PC utilizzato. Maggiore sarà la potenza del computer, più densa sarà la nuvola di punti che otterremo. https://github.com/archeos/ • MeshLab MeshLab è un’applicazione Open Source sviluppata appositamente per la creazione e l’elaborazione di mesh a partire da nuvole di punti 3D, nel nostro caso per elaborare le nuvole di punti 3D prodotte da PPT. E’ sviluppato dal Visual Computing Lab del CNR-ISTI di Roma http://meshlab.sourceforge.net/
  • 14. MeshLab visualizzare e modificare la nuvola di punti prodotta da PPT
  • 15. MeshLab creare la mesh
  • 16. MeshLab colorare la mesh sfruttando il colore dei punti o delle immagini
  • 17. Isernia la Pineta Il problema principale è stata l’illuminazione, scarsa e non omogenea
  • 18. Isernia la Pineta Il problema principale è stata l’illuminazione, scarsa e non omogenea
  • 19. Isernia la Pineta nuvola di punti 227 foto a 8 MP (scalate a 0,25) mesh
  • 20. Isernia la Pineta
  • 21. Isernia la Pineta 69 foto a 10 MP nuvola di punti mesh
  • 22. Isernia la Pineta mesh colorata
  • 23. Isernia la Pineta 21 foto a 10 MP nuvola di punti mesh
  • 24. Isernia la Pineta mesh colorata profilo
  • 25. Isernia la Pineta
  • 26. Isernia la Pineta
  • 27. In conclusione… Questi primi esperimenti dimostrano le grandi potenzialità delle tecniche di Structure- from-Motion per la documentazione archeologica 3D. Principali vantaggi: • acquisizione ed elaborazione molto rapida • acquisizione di oggetti di qualsiasi dimensione • non sono richieste competenze elevate di 3D • costi contenuti • richiede solamente l’attrezzatura normalmente utilizzata nelle attività di documentazione di uno scavo archeologico (PC, fotocamera, eventualmente stazione totale) Gli esempi che abbiamo visto sono stati ottenuti utilizzando hardware non particolarmente avanzato: macchine fotografiche compatte e PC portatili a due o al massimo 3 CPU, quindi con una potenza di calcolo che potremmo tranquillamente definire medio-bassa . • può essere utilizzata anche in condizioni estreme (grotte, scavo subacqueo…) Svantaggi: • allo stato attuale possiamo dire che l’accuratezza dipende da alcuni fattori, in particolare le condizioni di luce e le potenzialità del PC utilizzato per l’elaborazione • la texture è molto legata alle condizioni di luce degli oggetti al momento delle fotografie
  • 28. grazie per l’attenzione CGT-Spinoff Tecnologie Open Source per i Beni Culturali www.cgt-spinoff.it opentechne.wordpress.com www.geotecnologie.unisi.it www.istitutoficlu.org/open-techne bottacchi@unisi.it bigliardi2@unisi.it