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C. Giancristofaro, Ricostruzione fotogrammetrica 3D della “Tomba della Scimmia” (Chiusi, Siena)

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Salone del Restauro di Ferrara, 26 marzo 2014
“Tecnologie Open Source per i Beni Culturali: rilievo e modellazione 3D, restauro virtuale, stampa 3D“

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C. Giancristofaro, Ricostruzione fotogrammetrica 3D della “Tomba della Scimmia” (Chiusi, Siena)

  1. 1. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D STRUMENTI OPEN SOURCE PER IL RILIEVO E LA VISUALIZZAZIONE 3D DELL’IMAGING DIAGNOSTICO CRISTINA GIANCRISTOFARO c.giancristofaro@gmail.com Il caso della Tomba della Scimmia della Necropoli di Poggio Renzo (Chiusi)
  2. 2. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D LA TOMBA DELLA SCIMMIA CHIUSI
  3. 3. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D
  4. 4. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D
  5. 5. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D Problema)che   conserva)ve    
  6. 6. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D Intervento  di   monitoraggio   Ubicazione delle sonde per il monitoraggio microambientale
  7. 7. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D ACQUISIZIONE DATI Canon  EOS  500D   fotocamera  reflex  digitale  (DSLR)   Sensore  CMOS,  APS-­‐C  15.3  megapixel   CCD:  22.3  x  14.9  mm   q  Set   fotografico:   riprese   ogni   circa   15°   (ogni  elemento  campionato  presente  in   almeno  3  immagini)   q  Acquisizione  influenzata  da:  dimensioni   ipogeo,   caraMerisNche   del   sito,   condizioni   di   illuminazione   (sistema   di   lampade   per   evitare   zone   d’ombra   ed   elevate  disomogeneità  cromaNche)   q  900  immagini  acquisite  (4752 × 3168)  
  8. 8. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D RILIEVO FOTOGRAMMETRICO 3D Python  Photogrammetry  ToolBox  (PPT)  
  9. 9. Python  Photogrammetry  ToolBox  (PPT)   determina  i  parametri  della  camera  di  ripresa  (posizione,   orientamento);  ricostruisce  una  nuvola  di  punN  a  bassa  densità   partendo  dal  set  di  immagini  importate     TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D RILIEVO FOTOGRAMMETRICO 3D FEATURE DETECTION
  10. 10. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D Python  Photogrammetry  ToolBox  (PPT)   DENSE CLOUDS RILIEVO FOTOGRAMMETRICO 3D
  11. 11. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D      Operazioni  di  post-­‐processing:   •  Cleaning   •  Alignment   •  Sampling   •  Poisson  ReconstrucNon   •  Poisson  Model  Cleaning   •  Colour  TransformaNon   •  Scaling   RILIEVO FOTOGRAMMETRICO 3D CloudCompare   (Open  Source  Project)     3D  point  cloud  e     mesh  processing   so_ware        
  12. 12. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D •  Cleaning   •  Alignement   •  Sampling   •  Poisson  ReconstrucNon   •  Poisson  Model  Cleaning   •  Colour  TransformaNon   •  Scaling   MeshLab   so_ware  di  mesh   processing  e  mesh   ediNng       RILIEVO FOTOGRAMMETRICO 3D      Operazioni  di  post-­‐processing:  
  13. 13. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D MODELLO 3D FINALE
  14. 14. ATRIO TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D
  15. 15. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D Frontale
  16. 16. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D MODELLO 3D FINALE
  17. 17. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D MODELLO 3D FINALE
  18. 18. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D SISTEMA MICRO-FOTOGRAMMETRICO 3D Sviluppato   da   ICVBC   –   Firenze   e   Menci  So_ware  (Arezzo);   Reflex  calibrata  su  barra    motorizzata   di  260  mm;   Acquisizione  di  un  set  di  immagini;   Estrazione  di  una  nuvola  di  punN  con   accuratezza  di  circa  50  μm.  
  19. 19. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D SISTEMA MICRO-FOTOGRAMMETRICO 3D
  20. 20. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D                                                         MICRO-FOTOGRAMMETRIA PPT CONFRONTO
  21. 21. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D                                                         MICRO-FOTOGRAMMETRIA PPT CONFRONTO
  22. 22.                             TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D DISTANZA DI HAUSDORFF      Allineamento   1 2
  23. 23.                 1.0  0.0   0.5   cm                               TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D Min  0.0    Max  1.26   Avg  0.34    Med  0.28   StdDev  0.26   Variance  0.0007   DISTANZA DI HAUSDORFF      Distanza  di  Hausdorff        Allineamento   1 2 deviazione   geometrica   come   differenza   puntuale  tra  2  mesh:  98%  della  superficie   ha  deviazione  <  1cm,  73%  <  0.5cm  
  24. 24. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D INDAGINI DIAGNOSTICHE      Imaging  mul)spe7rale  
  25. 25. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D      Imaging  mul)spe7rale        Fluorescenza  a  raggi  X   INDAGINI DIAGNOSTICHE
  26. 26. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D IMAGING MULTISPETTRALE      immagini  RGB  (visibile)  
  27. 27. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D      IR   IrRG   IrGB        immagini  RGB  (visibile)   IMAGING MULTISPETTRALE
  28. 28. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D      immagini  CHROMA  D          IR   IrRG   IrGB   IMAGING MULTISPETTRALE
  29. 29. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D MAPPE COMPOSIZIONALI Aree   con   diverso   comportamento   o k c o   d e d o M e   d a l l e   b a n d e   mulNspeMrali  raccolte  nel  visibile  e  IR.   I d e n N fi c a z i o n e   confermata   dai   relaNvi  speMri  XRF.  
  30. 30. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D INTEGRAZIONE DIAGNOSTICA – 3D
  31. 31. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D INTEGRAZIONE DIAGNOSTICA – 3D argilla   PARETE DI FONDO CAPIGLIATURA INCARNATO ocre  rosse   (ema)te)   ocre  rosse   -­‐  minio  
  32. 32. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D Conclusioni   q  Elevate   potenzialità   delle   tecniche   di   IMAGE   BASED   MODELING,   integrate   a     so_ware  OPEN  SOURCE,  per  il  rilievo  3D.   q  Ricostruzione   3D   con   finalità   di:   documentazione   dell'ipogeo;   fruizione   di   un   ambiente   difficilmente   accessibile   ad   un   pubblico   più   ampio;   consenNre   studi   struMurali,  architeMonici  e  archeologici  più  approfondiN.   q  Ricostruzione   con   le   tecniche   di   IBM   di   dipinN   murali   con   okmi   risultaN,   comparabili  al  sistema  micro-­‐fotogrammetrico  commerciale.   q  Imaging  mulNspeMrale  e  XRF:  recupero  di  informazioni  importanN  per  la  leggibilità   e  la  comprensione  dei  dipinN  murali.   q  Integrazione   diagnosNca   -­‐   3D:   avvicina   il   pubblico   a   indagini   scienNfiche   che   consentono   una   migliore   comprensione   dell'opera;   aumenta   la   valenza   delle   ricostruzioni  3D  nel  campo  del  restauro  e  della  conservazione  dei  beni  culturali.  
  33. 33. TECNOLOGIE OPEN SOURCE PER I BENI CULTURALI: RILIEVO E MODELLAZIONE 3D, RESTAURO VIRTUALE, STAMPA 3D Grazie  per  l’aMenzione!!!   Quest'opera è distribuita con Licenza Creative Commons Attribuzione - Non opere derivate 4.0 Internazionale RingraziamenN:   un  ringraziamento  parNcolare  ai   DoM.i  V.Palleschi  (ICCOM-­‐CNR),  L.Marras  (Art-­‐test  s.a.s),     M.Delle  Piane  (ISTI-­‐CNR),  P.Pallecchi  e  G.Giachi    (Soprintendenza  per  i  Beni  Archeologici  della  Toscana),     G.Bigliardi  e  S.Cappelli  (coordinatori  del  Master  in   "Tecnologie  Open  Source  per  i  Beni  Culturali“).  

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