Rilevamento e modellazione tridimensionale per oggetti di piccole dimensioni
Creators: name: Girardi, Fabrizio <1979>
Publisher: name: Alma Mater Studiorum - Università di Bologna
Year: 2011
Subjects: ICAR/06 Topografia e cartografia

description: Oggigiorno  le  richieste  di  rilievi  tridimensionali  e  di  rappresentazioni  3D  ad  alta 
qualità  i  sono  sempre  più  frequenti,  e  coinvolgono  un  numero  sempre  maggiore  di 
discipline  e  ambiti  applicativi,  quali  quello  industriale,  medico,  archeologico,  forense, 
museale, ecc., con ulteriori prospettive di allargamento per quanto riguarda la natura ed 
il numero delle realizzazioni. 
Il  lavoro  di  ricerca  svolto,  di  natura  prevalentemente  applicata,  vuole  andare  ad 
investigare un settore, quello degli oggetti di medie, medio-piccole e soprattutto piccole 
dimensioni, che, a parere dell’autore, non è stato ancora investigato a fondo;di questo 
d’altra  parte  dà  riscontro  il  numero  relativamente  limitato  di  lavori  presenti  in 
letteratura su questo tema. 
Sebbene la metodologia di lavoro non sia concettualmente diversa da quella che si 
adotta comunemente in ambito close range, le problematiche che sono state incontrate 
nel corso dei diversi casi di studio analizzati nel periodo di dottorato hanno evidenziato 
la  necessità  di  soluzioni  tecniche  e  metodologiche  specifiche,  anche  in  funzione  dei 
requisiti di precisione che competono ad oggetti di piccole dimensioni. 
Nel corso degli anni, si è visto  un allargamento della base di utenti che trovano nel 
prodotto  3D  un  importante  strumento  di  lavoro;  si  pensi  alla  cinematografia,  alla 
computer grafica, alle simulazioni virtuali a partire da modelli 3D realistici, ecc. Questo 
trend sembra, al giorno d’oggi, non trovare ancora una battuta d’arresto. Considerando il 
settore  dei  Beni  Culturali,  per  esempio,  si  tratta  di  un  campo  di  applicazione  delle 
tecniche  geomatiche  abbastanza  ristretto  e  sostanzialmente  nuovo,  in  quanto  le 
problematiche di documentazione e visualizzazione di beni mobili ed immobili sono in 
genere indirizzate prevalentemente ad oggetti a scala di edificio, porzione di edificio o 
elementi  quali  bassorilievi  e  statue,  comunque  con  un  ordine  di  grandezza  che  va  da 
qualche  metro  alla  decina  di  metri.  Qualora,  come  detto  in  precedenza,  si  volesse 
aumentare  ulteriormente  la  scala  di  indagine  e  di  rappresentazione,  devono  essere 
adottate  delle  tecniche  di  rilievo  che  possano  fornire  un'adeguata  precisione,  con 
strumenti e tecnologie che possano adattarsi alle diverse configurazioni e caratteristiche 
geometriche.
Nella  tesi  viene  dunque  affrontata  la  problematica  del  rilievo  e  della  modellazione 
tridimensionale,  con  alto  livello  di  dettaglio,  di  oggetti  di  dimensioni  che  variano  da 
qualche decina a pochi centimetri; una situazione di questo tipo può aversi in svariati 
ambiti,  che  vanno  da  quello  industriale  e  del  design  a  quello  biologico  e  medico, 
dall’archeologia ed alla musealizzazione virtuale alle indagini forensi, ecc. 
Concentrando  l’analisi  al  campo  dei  Beni  Culturali,  oggi  oggetto  di  importanti 
ricerche  applicative  che  trovano  impulso  anche  dallo  sviluppo  delle  nuove  tecnologie, 
sono molto numerose e varie le occasioni in cui operare con oggetti di altissimo valore e 
dimensioni molto ridotte: un esempio immediato è quello fornito dal rilievo di reperti 
archeologici,  ma  nell’ambito  del  restauro,  dell’analisi  dei  materiali,  delle  indagini  non 
distruttive, le potenzialità sono di grandissimo interesse.. 
 Comunemente,   fino   a   poco   tempo   fa,   e   soprattutto   in   ambito   museale,   la 
documentazione  geometrica  di  un  bene  culturale  mobile  di  piccole  dimensioni  si  è 
limitata  ad  una  rappresentazione  fotografica,  riportante  magari  elementi  metrici 
minimali,  come  un  righello  posto  di fianco  all’oggetto,  in  grado  di  fornire  una  scala  di 
lettura.  Ciò  che  si  è  in  genere  tenuto  in  scarsa  considerazione,  ma  in  grado  invece    di 
dare  al  contenuto  informativo  quel  qualcosa  in  più  rispetto  alla  semplice  fotografia,  è 
l’adozione  di  metodologie  per  un  rilievo  rigoroso  e  metrico,  metodologie  che  possono 
essere di grandissimo interesse non solo a fini di studio e divulgazione dell’oggetto (si 
pensi alla problematica della virtualizzazione della fruizione di beni museali) ma anche 
per  scopi  diversi  quali  la  duplicazione  e  riproduzione  di  copie  dell’oggetto  (a  scala 
identica  al  vero  o  a  scala  diversa).  Di  frequente  infatti  ci  si  trova  di  fronte  a 
problematiche  legate  alla  salvaguardia  e  conservazione  dell’oggetto,  in  termini  di 
accesso  e  visione  da  parte  del  pubblico,  di  mantenimento  in  particolari  condizioni 
microclimatiche, di difficoltà di manipolazione a fini di studio e misura, ecc.  
Nella  tesi  sono  state  prese  in  considerazione  le  due  tecniche  geomatiche  che  si 
prestano  a  soddisfare  nel  miglior  modo  possibile  i  requisiti  di  correttezza  metrica  e 
radiometrica che un rilievo ad elevata precisione richiede. Tali tecniche, rappresentate 
dalla fotogrammetria digitale con ottiche Macro e dal laser a scansione, in particolare del 
tipo a triangolazione, sono state sperimentate sul campo , in modo da poter valutarne le 
potenzialità,  non  solo  alla  luce  dei  risultati  finali  ottenuti,  ma  anche  considerando  i 
problemi al contorno che esse comportano.  
Nel  corso  di  numerose  sperimentazioni  in  laboratorio  e  sul  campo  sono  stati 
analizzati problemi quali la calibrazione di obiettivi macro e la realizzazione di reticoli  
speciali atti allo scopo, la qualità dei DSM di origine laser e fotogrammetrica, l’estrazione 
di  caratteristiche  morfologiche di  microrilievo,  le  conseguenze  della  compressione  dei 
dati  immagine,  la  calibrazione  radiometrica  ed  il  filtraggio  delle  immagini  digitali, 
l’allineamento di nuvole di punti con algoritmi ICP.