Generazione delle diffuse color map

La seconda e finale fase di texturizzazione del modello è relativa alla realizzazione di mappe di colore diffuso (diffuse color map), attraverso le quali il colore rilevato da immagini fotografiche dell'oggetto viene trasferito sulle superfici. Per la generazione delle texture è stata condotta una campagna ad hoc mirata a coprire ogni UME ed UMU con un numero di scatti sufficiente a col- mare le occlusioni date da elementi sporgenti (terrazze, corpi illuminanti etc.).

In ambiente EOS System Photomodeler le immagini

sono state sottoposte a resezione, procedimento foto- grammetrico con il quale è stata individuata la posiz- ione e la rotazione della fotocamera rispetto all'oggetto di ogni fotogramma (fig. 60).

Per garantire un corretto svolgimento delle operazioni di mappatura, la campagna fotografica è stata eseguita con le seguenti caratteristiche e strumentazioni:

Macchina

• reflex D700 Nikon su cavalletto;

Obiettivo a focale fissa 28 mm

• Nikon106_;

Scatto eseguito a priorità di diaframma (diaframma •

fisso sui valori di calibrazione107_{) con sensibilità im-} postata fissa a 200 ISO;

Bilanciamento del bianco manuale su cartoncino •

grigio a riflessione 18%.

Le operazioni di resezione sono state svolte identifican- do 5 punti omologhi sull'immagine e sul modello high-

poly. I punti del modello, individuati in Rapidform su

geometrie ben distinguibili del modello ad alta densità di poligoni, sono stati esportati in formato .DXF verso 58/ L’oratorio di San Michele: rendering del modello low-poly

Photomodeler, dove si è stabilita la corrispondenza con

i punti dell'immagine corretta dalle aberrazioni geome- triche108_.

Una volta identificati i parametri di calibrazione esterna (coordinate del punto di proiezione, angoli di rollio, beccheggio ed imbarcata), le fotocamere sono state esportate in formato .FBX in Modo. Attraverso la tra- sformazione delle fotocamere in proiettori, le immagini sono state riproiettate sul modello low-poly. Infine, attraverso procedimenti di baking simili a quelli per la realizzazione delle mappe di normali, il colore è stato trasferito nello spazio UV109 _{(fig. 64).}

In fase di rendering dunque, il modello low-poly viene texturizzato su due canali: il primo, quelle delle normal

map, indica alla luce l'angolo secondo cui riflettersi

(effetto di ombreggiatura), l'altro il colore da assumere sulla base del rilievo fotografico.

A livello operativo, la fase di costruzione della mappa di colore dei modelli è molto più onerosa della creazione

della mappa di normali: ogni foto deve essere infatti ela- borata per l'eliminazione delle distorsioni geometriche, devono essere identificati 10 punti per ogni fotogramma (5 sull'immagine e 5 sul modello), creati i proiettori e le mappe UV per ogni fotogramma. La fase più onerosa è quella conclusiva relativa alla mosaicatura delle varie mappe, operazione per la quale è stato utilizzato Adobe

Photoshop.

In alternativa alla metodologia sopra esposta, nel caso di 6 o più immagini per uno stesso modello, è stata te- stata un'altra procedura più articolata operativamente, ma che consente la generazione di texture del colore in modo più rapido. Questa prevede l'utilizzo di Agi-

soft Photoscan, software fotogrammetrico in grado di

generare modelli poligonali texturizzati in modo quasi completamente automatico (fig. 63). Il flusso di lavoro, con i relativi software utilizzati, è stato articolato nelle seguenti fasi:

Resezione delle fotocamere

• 110 _{con immagini non}

calibrate111 _{- Photoscan.}

Generazione della nuvola di punti fotogrammertrica •

- Photoscan. Costruzione della

• mesh con texture color - Photo-

scan.

Identificazione su geometrie ben riconoscibili del •

modello di un set di punti (ground control)112 _{- Pho-}

toscan.

Ossegnazione ai punti individuati delle coordinate •

ricavate dal modello hig-poly generato da nuvola di punti ottenuta da scansione laser - Photoscan e

Rapidform.

Ottimizazione del modello texturizzato tramite per- •

fezionamento dei parametri di calibrazione interna della fotocamera.

Una volta ottenuto il modello texturizzato, questo viene importato in Modo e, sempre attraverso operazioni di

baking, il colore viene trasferito sullo spazio UV del

modello low-poly.

Si tratta dunque di un flusso operativo molto articolato che passa dalla generazione di un nuovo modello high-

poly, il quale viene poi ottimizzato sulla base di valori di

calibrazione interna desunti dalle coordinate della nuvo- la di punti rilevata con strumentazione laser. I risultati che si ottengono, se le immagini sono di buona qualità (scatto con diaframma costante - cavalletto - prospettiva non troppo accentuata), mostrano uno scostamento de- cisamente basso tra il modello fotogrammetrico e quel- lo laser: test condotti su immagini scattate con punti di presa a circa 160 - 170 cm da terra e a 3 metri di distanza dal fronte hanno mostrato scostamenti nell'ordine dei 2 mm fino a 5 m di altezza. Per altezze più elevate (fronti ripresi in forte scorcio) il disallineamento aumenta fino a 8 mm nei punti più lontani da quelli utilizzati per l'ide- alizzazione: con immagini in forte prospettiva è dunque necessario aumentare i punti di controllo per l'idealizza- zione del modello, oppure elevare il punto di presa per ottenere immagini di migliore qualità, cioè con oggetti meno distorti.

Senza ombra di dubbio elevare il punto di presa rappre- senta, tra le due soluzioni, la migliore: con immagini meno distorte, oltre ad un modello fotogrammetrico più fedele a quello laser, la texture definitiva del modello nello spazio UV avrà una qualità più uniforme. Sulla scia di queste considerazioni sono state condotte anche sperimentazioni con foto scattate da macchina fotogra- fica a controllo remoto montata su asta metrica113 _(fig. 62) che hanno dato risultati di migliore qualità rispetto alla campagna fotogafica tradizonale con punti di presa a circa 160 - 180 cm da terra.

Nonostante queste difficoltà, l'inserimento di proce- dure fotogrammetriche nel flusso di lavoro consente di ottenere texture del colore in un tempo decisamente inferiore a quello impiegato utilizzando Photomodeler: in riferimento all'elenco di operazioni svolte in Photo-

scan, solo l'operazione di ottimizzazione del modello

richiede un impegno effettivo da parte dell'operatore. Tutte le altre sono svolte in modo automatico, compre- sa la mosaicatura delle immagini.

62/ La campagna fotografica condotta con camera su asta metrica. Sulla sinistra: ripresa di uno dei fronti dell’ex palazzo comunale. Sulla destra: schermata di remote control della camera.

63/ Fasi di lavoro in Photoscan. Sopra: resezione delle fotocamere. Sotto: il modello con texture del colore.

64/ Rendering dell’ex palazzo comunale. Al modello retopologizzato, qui integrato con la geometria della vegetazione sopra l’apertura ad arco, sono state applicate sia la mappa del colore che delle normali.

Lu = 1487 pixel Hv = 1878 pixel Hr =944 cm Lr = 787 cm S = 1/20 D = 96 ppi