III_ I NTRODUZIONE METODOLOGICA ALLA R ICERCA
T RIDIMENSIONALE T EXTURIZZATO
4.4 L A FASE DI M ODELLAZIONE : DALLA GESTIONE DELLA M ESH ALLO S CULPTING
Il rilievo dei reperti è stato orientato, come già detto, all’acquisizione di esemplari molto eterogenei fra loro, in maniera tale da coprire un range ampio di casi. Sono stati rilevati, per tale ragione, maschere intere (fi g. 169) e frammenti di intero (fi g. 170). Nella seconda categoria rientrano, come abbondantemente spiegato nel corso
15 Agisoft Photoscan, è un programma di licenza proprietaria fi nalizzato alla generazione automatica di
nuvole di punti dense, di modelli poligonali texturizzati, e di orto-mosaici geo-referenziati, a partire da immagini bidimensionali. L’accuratezza del programma varia da circa 3 cm per le foto aeree, fi no a meno di 1 mm per le foto di dettaglio. Per approfondire, cfr. https://www.geoscan.aero/en/photoscan-program/
16 Il programma consente di ricavare, da ogni foto, le coordinate spaziali di ogni punto bidimensionale
dell’immagine. Quest’ultimo è quindi proiettato nello spazio attraverso la ricostruzione di una mappa di profondità, detta anche recostructing depth map, che ne stabilisce l’esatta posizione tridimensionale. ll
software usa una pipeline automatizzata, che si basa sui principi della geometria proiettiva.
17 I punti omologhi, anche detti tie points, sono dei punti di raccordo che consentono di trovare le zone
di corrispondenza tra le diverse immagini.
18 Queste operazioni sono dette rispettivamente di Merging chunk e Align chunk.
19 Per una più approfondita analisi del workfl ow su Photoscan si rinvia al manuale tecnico scaricabile
in .pdf dal sito http://www.os-culture.org/fi le-download/27_AGISOFT%20PHOTOSCAN%20PRO%20 USER%20GUIDE.PDF.
Fig. 163 a
Fig. 163 b
Fig. 163 c
Alla pagina precedente:
Figg. 163 a- b-c: ricerca
automatica dei punti omologhi sui chunk di foto, (a) maschera del Giovane dai capelli ondulati, (b) maschera dell’Etairikòn
teleion, inv. 11549, e (c)
della seconda Etairikòn
teleion, inv. 9767, Museo
Archeologico Regionale Eoliano di Lipari.
Fig. 164: sparse point cloud, maschera comica del
giovane dai capelli ondulati, Museo Archeologico Regionale Eoliano di Lipari.
Figg. 165 a-b: dense point cloud, maschera comica del
giovane dai capelli ondulati, Museo Archeologico Regionale Eoliano di Lipari. Su questa pagina:
Figg. 166 a-b: defi nizione
dei marker di riferimento per il merging della parte frontale e dell’intradosso della maschera e per la sua messa in scala, Museo Archeologico Regionale Eoliano di Lipari.
Figg. 167 a-b: meshing
poligonale della nuvola di punti.
Figg. 168 a-b: esempi
di texture map, su base 4096x4096 px, estratta in automatico da Photoscan. Fig. 166 a Fig. 168 a Fig. 167 b Fig. 166 b Fig. 167 a Fig. 168 b
del capitolo precedente, tutte quelle maschere in cui il frammento permette una lettura iconica dell’immagine complessiva, nonostante la presenza di lacune. In tutti questi casi il ‘frammento di intero’, infatti, rende riconoscibile i tratti fondamentali del reperto e ne consente una precisa classifi cazione per tipo, classe, sotto-classe20, tipo e
sotto-tipo.
Dalla ricostruzione per maglie poligonali (meshing), sono state estrapolate tutte le informazioni necessarie per il lavoro di ricostruzione e modellazione sui reperti che presentavano lacune. Orto-foto, profi li, sezioni longitudinali e trasversali, prospettive e assonometrie (fi g. 171), hanno rappresentato la base su cui impostare il workfl ow di ricostruzione.
Al fi ne di studiarne le principali geometrie governanti la morfologia dei reperti, ogni maschera è stata inscritta all’interno di un reticolo di assi geometrici (fi g. 172). Sono stati quindi individuati i punti cospicui, gli assi di simmetria, le bisettrici, le omologie, ecc. Ogni modello .obj è stato poi importato su Geomagic Studio,21 e sono state
impostate le preliminare fasi di modellazione.
Per i frammenti di intero che presentavano delle lacune sull’asse verticale, sono state effettuate operazioni di duplicazione, traslazione e mirroring (fi g. 173) della mesh originale di partenza22.
La rotazione e la traslazione attorno ad un pivot centrato su una terna di assi
cartesiani23 (fi g. 174 a-b), hanno consentito di adattare e ancorare la copia specchiata
rispetto al frammento originale.
Non è stato possibile reiterare questa operazione per tutte le maschere. In primo luogo, poiché la specchiatura ha senso solo quando il frammento di partenza si presenta maggiormente integro rispetto al suo asse verticale. In secondo luogo, poiché solo quelle maschere caratterizzate dai cosiddetti caratteri ‘dionisiaci’,
20 Le maschere integre, indicate con ‘i’ e i frammenti di intero, indicati con f.i.’, acquisiti in questa
prima fase sono state: l’Hérakles (i) e l’Hades (i), personaggi di una commedia di argomento mitologico rinvenuti nella tomba 1986; tre esemplari di pappos pròtos (f.i), inv. 9721, sporadico dallo scavo XXIX; inv. 9294 Sporadico dalla trincea XXIX; inv. 9722, dalla fossa della trincea XXXII; il pornoboskòs, esemplari inv. 9729, dalla trincea XXXII (i); inv. 15152 (f.i) dalla trincea XXXVI; il pànkrestos
neanìskos, inv. 9730, dalla trincea XXXI (f.i), inv. 3373, dallo scavo XVII (i); l’Aulos Neanìskos, inv.
12965 (f.i), dal bothros della trincea XXXVII, inv. 9736 (f.i), dalla trincea XXXII, inv. 6766 b. (i), dalla tomba 576); l’èpiseistos inv. 3383 (f.i), dalla trincea IV); l’Hegemòn Therapon inv. 9755 (f.i), dalla fossa della trincea XXXI); la Pseudokòre, inv. 9762 (i), dalla fossa della trincea XXXII; la Pallakè Inv. 11173 (f.i), dalla tomba 1618 della trincea XXXIV, inv. 12979 (f.i) a e b); l’Etairikòn teleion, inv. 9768 (f.i), dalla trincea XXXI, inv. 9767 (f.i) dalla fossa della trincea XXXII; inv. 16981 (f.i) dal bothros della trincea XXXVII); il Dioniso, inv. 10979 (f.i.) dalla tomba 1502; il ritratto del Menandro, inv. 6921 (f.i.) dalla trincea XXXII). del libro di Bernabò Bre,a L., opera già citata, (1981), pp. 120, 146, 159, 160, 171,175, 184, 201, 217, 224, 227, 228.
21 3D Geomagic Studio è un software di gestione di dati 3D, utilizzato soprattutto per il reverse engineering e nel settore della gestione/elaborazione di dati provenienti da scansione digitale. Esso
consente di intervenire facilmente sul modello poligonale agendo letteralmente sulla ‘cosmesi della
mesh’, al fi ne di ottimizzare e modifi care il modello 3D di partenza. Il software è soprattutto indicato
per la gestione di nuvole di punti molto pesanti, e per l’estrazione di curve e profi li da mesh di grandi dimensioni (> di 2 milioni di poligoni).
22 Le operazioni di mirroring, in italiano ‘specchiatura’, rendono speculare la mesh rispetto a un piano
di sistema defi nito dall’utente e allineato rispetto al poligono di partenza.
23 Il sistema di spostamento oggetto consente di traslare e ruotare il poligono, mediante un completo
controllo manuale del movimento a partire da particolari punti di ancoraggio. Alla pagina successiva:
Fig. 169: la Pseudokòre,
esempio di maschera intera, nuvola di punti densa, Museo Archeologico Regionale Eoliano di Lipari.
Fig. 170: il Pornobòskos,
frammento di intero, nuvola di punti densa, Museo Archeologico Regionale Eoliano di Lipari.
Fig. 171: ridisegno a linee
a partire dalle ortofoto. Profi li principali, sezione longitudinale e trasversale, maschera del Pornobòskos.
Fig. 172: studi geometrici delle principali geometrie di maschere intere e frammenti di intero.
Fig. 169 Fig. 170
Fig. 173: operazioni di
mirroring e di duplicazione
del modello e operazione di mirroring lungo l’asse verticale di simmetria, maschera comica dell’Etera perfetta, Geomagic
Studio.
Fig. 174 a-b: operazioni
di rotazione e traslazione del modello specchiato per essere agganciato nella corretta posizione rispetto al modello originale, maschera comica dell’Etera perfetta, Geomagic Studio.
Fig. 175: operazioni di mirroring
e di traslazione a partire da un frammento di intero, maschera comica del Pornobòskos,
Geomagic Studio. Fig. 173
Fig. 174 a
Fig. 174 b
possono essere ricostruite attraverso operazioni di simmetria (fi g. 175). Per quelle cosiddette ‘apollinee’, invece, la specchiatura risulta molto forzata, dal momento che distorce eccessivamente il volto, e ne altera le proporzioni24.
Al fi ne di sagomare al meglio la giunzione tra frammento d’origine e copia
specchiata, quest’ultima, da mesh poligonale (oggetto poligono) è stata convertita in oggetto-punto (point clouds) (fi g. 176 e fi gg. 177 a-b-c). Sono state quindi cancellate le parti in eccesso che si sovrapponevano al reperto originale (fi g. 178), ed è stata ricalcolata una nuova operazione di wrapping (fi gg. 179 a-b).
Per le altre parti mancanti e lacunose dei reperti, soprattutto quelle che si sviluppano nel senso orizzontale, per cui diffi cilmente ricostruibili attraverso operazioni di
mirroring e di simmetria, si è scelto di integrare le lacune (fi gg. 180 a-b-c-d) per
analogia a partire dal confronto con maschere coeve (fi gg. a-b-c-d), oppure a partire da una modellazione organica ex novo, sulla base di fonti bibliografi che e iconografi che.
Nella prima fase della ricostruzione, è stato utilizzato il software di modellazione
Maya, di casa Autodesk. Sono state quindi associate, ad ogni view-port ortogonale
dello spazio modello 3D (top, bottom, left, right e front), rispettivamente
un’immagine frontale, una dall’alto, una dal basso, una da destra e una da sinistra (fi gg. 182 a-b-c-d-e). Le immagini raffi gurano il contorno di massima dei caratteri cospicui di ogni maschera, nonché gli assi di simmetria e le principali geometrie. È stato quindi elaborato uno schema di studio, suddiviso in triangoli, utile a guidare le fasi di ricomposizione per facce del modello. In questo modo, attraverso operazioni manuali di estrusione e addizione di facce e piani dominanti, si è potuta ricostruire la geometria approssimativa della parte mancante, sulla base dei contorni individuati dalle proiezioni ortogonali associate. Infi ne, questa nuova geometria, è stata
agganciata alla mesh del modello originale rilevato25 (fi gg. 183 a-b).
Tuttavia, sebbene il software sia utile per dare un’idea di massima della volumetria del modello che si vuole realizzare, esso ha molti limiti legati alla gestione dei dati26
e al controllo delle normali, che spesso, in fase di estrusione, tendono a ruotare l’orientamento del vettore verso l’interno27. Per tali ragioni, si è scelto di utilizzare
un altro software di modellazione parametrica, che meglio si adatta alle superfi ci
24 Con l’aggettivo ‘apollineo’ si indicano, generalmente, tutte quelle maschere dotate di un carattere
tragico e malinconico come, ad esempio, le maschere dei vecchi e degli schiavi. Si defi niscono ‘dionisiache’, invece, tutte quelle maschere dal carattere bonario e con caratteristiche fi siognomiche apparentemente positive. Anche per i fi ttili indicati come ‘dionisiaci’, l’automatismo di mirroring non è stato completamente immediato, ma ha richiesto successive operazioni di rotazione e traslazione. Le maschere, così come il volto umano, conservano sempre impercettibili elementi di asimmetria che danno maggiore realismo e veridicità al personaggio rappresentato.
25 Le parti di integrazione sono state ricostruite attraverso la creazione di una mesh poligonale condotta
per estrusione o assemblaggio di facce poligonali. Questesono state poi suddivise in ulteriori facce e sotto-facce per aumentarne il livello di dettaglio.
26 Maya gestisce male, in termini di visualizzazione, i modelli poligonali che superano i tre milioni di
punti.
27 In una mesh poligonale, le normali sono utilizzate per determinare l’orientamento di una faccia del
modello’. ‘La direzione normale di una faccia è la direzione ortogonale alla stessa ed è rappresentata da un vettore orientato verso l’esterno della superfi cie chiusa’. Cfr. De Luca, L. libro già citato, p. 51.
Fig. 176: trasformazione della
mesh specchiata in nuvola di punti
per sagomare in maniera precisa la copia rispetto alla linea di frattura del frammento originale, maschera del Pornobòskos, Geomagic
Studio.
Figg. 177 a-b-c: trasformazione
della mesh specchiata, in nuvola di punti per sagomare in maniera precisa la copia rispetto alla linea di frattura del frammento originale, maschera delle due Etere Perfette, Geomagic Studio.
Fig. 178: soppressione dei punti in eccesso della nuvola di punti della porzione specchiata e sagomata rispetto al frammento originale, maschera comica del Servo Principale, Geomagic
Studio. Fig. 176 Fig. 177 a Fig. 177 b Fig. 178 Fig. 177 c
Figg. 179 a-b: Etere perfette, operazioni di wrapping della nuvola di punti sagomata sulla frattura del frammento originale,
Geomagic Studio. Figg. 180 a- b-c-d: Etera
perfetta completamento della parte superiore della corona della maschera (a). La ricostruzione si basa sul confronto iconografi co con maschere analoghe, con quella della Golden Hetaira (b, c), mosaici (‘Festone con Maschera, foglie e frutta’, Pompei casa del Fauno, Museo archeologico di napoli, d), fonti bibliografi che, ecc.
Figg. 181 a-b-c-d: Pornobòskos,
confronto tipologico e aggancio di una parte di una maschera coeva (secondo Pornobòskos) per il completamento della parte inferiore della maschera, Geomagic Studio e Maya.
Figg. 182 a-b-c-d-e: fasi
preparatorie alla ricostruzione del
Pornobòskos. Costruzione della
scatola di proiezioni ortogonali per la ricostruzione delle parti lacunose del frammento di intero (a). Posizionamento del reperto originale al centro della scatola di proieizioni ortogonali (b, c, d). Creazione per estruzione delle nuove mesh da agganciare alla maglia triangolare del modello di partenza (e), Maya.
Figg. 183 a-b: Pornobòskos,
completamento della parte superiore della calotta, Maya.
Fig. 179 a Fig. 179 b Fig. 181 a Fig. 180 a Fig. 180 b Fig. 180 c Fig. 180 d Fig. 181 c Fig. 181 d Fig. 181 b Fig. 182 a Fig. 182 b Fig. 182 c Fig. 182 e Fig. 182 d Fig. 183 a Fig. 183 b
organiche: Blender28. La scelta di questo programma è stata orientata dal fatto che il
software presenta una particolare modalità di modellazione meshing denominata Sculpting Mode29. Questa opzione permette letteralmente di scolpire il reperto,
simulando e reiterando, in tale maniera, il lavoro ‘artigianale30’ degli skeuopòioi, gli
antichi artigiani dell’arte coroplastica.
Per rendere il lavoro di modellazione scultorea sempre meno legato al caso, sono stati utilizzati gli stessi layer di riferimento già collaudati su Maya, e collocati in trasparenza sullo spazio modello, una sorta di ’scatola’ di proiezioni ortogonali, in grado di fornire le linee guida geometricamente proporzionate, traccia necessaria da seguire durante tutte le operazioni organiche di scultura. Mediante l’attivazione della modalità Sculpt, la Tool Shelf di Blender ha permesso, dunque, di usare una vasta gamma di strumenti per lo Sculpting31 (fi g. 184). Questi strumenti, chiamati
volgarmente scalpelli o brush, permettono di intervenire sul modello poligonale attraverso diverse modalità di disegno (Draw, Grab, Smooth, Pinch, Infl ate, Layer,
Flatten, Clay, ecc), cambiando di volta in volta dimensione e intensità di applicazione
dello scalpello sull’oggetto, e intervenendo per addizione o sottrazione direttamente su vertici o gruppi di vertici.
Nel caso delle integrazioni e ricostruzioni di parti completamente assenti, come nel caso della calotta, del naso o della bocca, sono state usate delle primitive geometriche, presenti per default nelle librerie del software, generalmente una sfera (fi gg. 185, 186, 187 a-b-c, 188), ma anche modanature a toro (fi g. 189), tronchi di cono e tronchi di cilindro. Queste primitive sono state scolpite, traslate, scavate, stirate e levigate in base alle diverse esigenze incontrate in fase di ricostruzione32 (fi g. 191). Durante
le fasi di modellazione, frequenti sono stati i passaggi di import/export, da e verso
Geomagic Studio, al fi ne di ottimizzare alcune imperfezioni della mesh prodotte in
28 Blender è un software open-source di modellazione, di scultura 3D, di dépliage UV, di texturing, di
animazione 3D, e di rendering.
29 Si utilizza questa funzione in particolare quando la mesh di partenza contiene un numero elevato di
facce e vertici. La modalità di Sculpting permette di usare degli scalpelli che lavorano bene proprio su un insieme complesso di vertici.
30 La produzione materiale delle maschere liparote sta a metà fra un tipo di produzione seriale
meccanizzata, e un’altra invece di tipo più artigianale. Si può defi nire questo tipo di produzione, con l’aggettivo ‘proto-industriale’.
31 Per le operazioni di sculpting è stata utilizzata una tavoletta grafi ca Wacom. L’utilizzo di questo
strumento permette di avere una maggiore sensibilità nelle diverse modalità di Sculpting, che variano in funzione della intensità di pressione usata. Questo dà l’impressione di modellare la mesh in maniera ancora più naturale rispetto al tradizionale tratto costante del mouse.
32 Alcuni tool, come ad esempio Infl ate, spingono i vertici nelle direzioni delle loro normali, in positivo
se in modalità add (addizione), in negativo, se in modalità subtract. In questo caso, la direzione di ciascun vertice modifi cato, è quella della sua normale. La differenza concettuale si traduce, nella pratica, nel fatto che se due vertici con normali non parallele sono sottoposte alla modifi ca di infl ate, esse divergeranno o si avvicineranno a seconda della modalità di applicazione dello scalpello, e della direzione delle loro normali. Le altre opzioni consentono, inoltre, di modifi care ulteriormente la modalità di applicazione, con particolari vincoli sulla direzione di applicazione o forzando la simmetria dell’effetto rispetto a uno o più assi. Per approfondire l’argomento, cfr. http://www.francescomilanese. com/cg-3d/blender-3d/52-blender-2-5/906-tutorial-blender-2-5-sculpt-mode-descrizione-strumenti-e- applicazioni.html.
fase di Sculpting33.
Si è deciso, infi ne, di tracciare un solco di separazione di circa tre mm (fi g. 192) per differenziare meglio il frammento originale dalle parti ricostruite, dichiarando, in tal maniera, l’azione di reintegrazione della lacuna34. Lievi operazioni di ’Smoothing
e allentamento delle punte’ su Geomagic Studio, hanno reso ancora più evidente la leggibilità della ricostruita rispetto a quella originale35.
33 Tutte le imperfezioni principali dei modelli (buchi, normali ruotate, mesh accavallate) sono state
sistemate attraverso le operazioni di meshing doctor e di riempimento dei buchi (riempimento curvo, tangenziale, piatto, completo, parziale o per ponti).
34 Questa distinzione dichiarata tra frammento originale e sua integrazione rispetta i dettami enunciati
da G. Calza e da C. Brandi, quando, ad esempio, ci si riferisce ai criteri di riconoscibilità e distinguibilità dell’integrazione. L’integrazione, non solo deve essere denunciata in maniera chiara e precisa, ad esempio mediante l’utilizzo di soluzioni materiche diverse dall’originale, ma soprattutto è necessario segnalare ‘con una linea di incisione, la distinzione tra il nuovo e il vecchio’, Calza, G., ibidem opera già citata.
35 Questa operazione aumenta ancora di più il contrasto materico e di texture tattile dell’intervento.
La modellazione delle maschere è stata pensata già in questa fase in funzione delle successive fasi di prototipazione, vedi capitolo 5.
Fig. 184: Pornobòskos,
importazione del modello su
Blender per la fase di sculpting. Fig. 185: Pornobòskos,
modellazione della calotta a partire da primitive geometriche, in questo caso una sfera.
Fig. 186: Pornobòskos, fasi
di modellazione della calotta attraverso la modalità Sculpting di Blender.
Fig. 184 Fig. 185
Figg. 187 a-b-c: Etera perfetta, modellazione sculpting della parte mancante del naso a partire da una sfera, Blender.
Fig. 188: Etera perfetta, modellazione della calotta a partire da una mezza sfera, operazioni di
Sculpting, Blender.
Fig. 187 a
Fig. 187 b
Fig. 187 c
Fig. 189: Etera perfetta, modellazione sculpting della calotta, a partire da primitive geometriche (sfera), Blender.
Fig. 190: Etera perfetta, completamento della calotta madiante l’aggiunta di una modanatura a toro, Blender.
Fig. 191: il Servo Principale,
completamento della parte posteriore della calotta, Blender.
Fig. 192: Pornobòskos, sculpting del solco di separazione
tra il frammento originale e la reintegrazione, Blender.
Fig. 189
Fig. 190
Fig. 191