Il metodo analitico

Come già ricordato, il grande sviluppo dei calcolatori elettronici ha reso assai diffuso e conveniente il meto- do analitico di restituzione delle immagini digitali (o rese tali tramite scannerizzazione).

In tal caso le formule dell’omografia si applicano a fotografie intese come immagini numeriche, elaborate in forma “raster”, e costituite da matrici di punti, che saranno trasformate in altrettante immagini numeriche “raddrizzate”.

La condizione perché il raddrizzamento possa avveni- re convenientemente consiste nella visibilità totale e nella planarità della superficie da rilevare. Inoltre non è inutile sottolineare che, nel caso in cui il soggetto debba essere misurato tramite rilievo diretto, deve es- sere garantita l’accessibilità di almeno alcuni dei suoi punti.

Va comunque ricordato che questo metodo può essere utilizzato con profitto solo se l’oggetto da rilevare è complesso o se vi sono decorazioni o particolarità im- portanti da descrivere con grande dettaglio, altrimenti risulta ingiustificato perché molto più oneroso rispetto al rilievo diretto.

Il metodo si articola in varie fasi distinte: il progetto, le riprese fotografiche, il rilievo, la digitalizzazione delle immagini e l’elaborazione digitale. Vediamole distin- tamente una per una.

1. Il progetto

Per prima cosa vanno individuati i diversi piani da rad- drizzare, ovvero le varie porzioni di edificio che pos- sono essere considerate complanari.

Tenendo conto che in ogni fotogramma devono es- sere rappresentati di regola almeno 4 punti di coor- dinate note, visti gli spazi a disposizione e la focale dell’obiettivo, si deve programmare il numero dei fo- togrammi che, eventualmente mosaicati tra loro, “co-

priranno” ciascun piano da raddrizzare.

Va osservato che pochi fotogrammi possono risulta- re non esaurienti nei particolari, e troppi fotogrammi aumentano il numero degli errori e comportano un ag- gravio di lavoro.

2. La ripresa fotografica

Per ottenere i migliori risultati occorre:

- Nel caso di utilizzazione di fotocamere tradizionali, usare pellicole “lente”, al massimo 100 ASA, e tempi lunghi di esposizione;

- scattare fotogrammi con luce a favore, buona illumi- nazione e cielo coperto (per avere meno ombre possi- bili);

- eseguire inquadrature il più possibile a piano vertica- le e il più possibile frontali;

- monografare almeno 4 punti misurati per ogni scatto, oltre ad altri 2 di controllo.

3. Il rilievo

Come già detto, per ogni fotogramma occorrono le co- ordinate di almeno 4 punti. Per verificare e compensa- re eventuali errori, i punti rilevati devono però essere almeno 5 meglio 6.

I punti prescelti debbono essere il più possibile distanti tra loro, distribuiti in modo omogeneo e riferiti ad un sistema di assi cartesiani x, y, il cui piano sia coinci- dente con quello della facciata. Il prelievo delle misure può avvenire per “rilievo diretto” o con metodi topo- grafici (generalmente per “intersezione in avanti” con teodoliti, e per coordinate polari se si usano delle sta- zioni totali). E’ inoltre opportuno che siano evidenziate sulle facciate tramite apposite “mire” mobili, sia le linee orizzontali, rilevate con la livella, sia le linee verticali rilevate con il filo a piombo. Infine è sempre utile pre- levare anche le misure complessive delle facciate.

4. La digitalizzazione delle immagini

Nel caso si utilizzi una fotocamera digitale, le imma- gini da elaborare si immettono direttamente in un’ap- posita “cartella”. Nel caso invece di immagini fotogra- fiche tradizionali, la loro acquisizione avviene tramite “scanner” ed il loro salvataggio deve essere in formato “tif” non compresso.

5. Elaborazione digitale

Per il raddrizzamento delle immagini dei casi studio, sono stati utilizzati due programmi Archis 2D e RDF. In Archis 2D, che è uno dei più diffusi, come in al- tri, una volta creata una cartella con le immagini da raddrizzare, si apre un nuovo progetto che deve essere registrato.

Per raddrizzare le immagini il programma offre due op- zioni: il raddrizzamento analitico e quello geometrico.

Nel raddrizzamento geometrico vanno individuate al- meno due rette verticali e almeno due orizzontali ed inoltre occorre fornire il valore del rapporto che in- tercorre tra un segmento orizzontale ed un segmento verticale della superficie piana da rilevare.

Nel raddrizzamento analitico si devono fornire le co- ordinate di almeno 4 punti della facciata, oltre ai punti di controllo. Il programma indica automaticamente gli “scarti” che danno la misura della precisione dei rilievi eseguiti.

Ottenuto il raddrizzamento di più immagini si è proce- duto a mosaicarle tra loro per ottenere così il fotopia- no. Le immagini raddrizzate sono state lavorate con un programma di “fotoritocco” per omogeneizzare le varie campiture di colore, tagliare parti dell’immagi- ne, eseguire fotomontaggi inserendo altre immagini, abolire ed inserire ombre proprie e portate, ecc.

Va però sottolineato che, i programmi di fotoritocco non sono idonei ad eseguire operazioni di rilievo me- trico dato che non offrono le necessarie garanzie di correttezza geometrica nelle trasformazioni, pertanto tali programmi sono stati usati esclusivamente per le operazioni di rifinitura sopra descritte.

Un altro programma per il raddrizzamento assai sem- plice è “RDF”, programma open source, ideato dalla Facoltà di Architettura di Venezia e disponibile sul sito del Laboratorio di Fotogrammetria di quella Facoltà. Limitando le mie considerazioni ai casi più comuni di raddrizzamento di immagini di prospetti (verticali) di edifici, va comunque ricordato che, qualsiasi program- ma si usi, in generale le immagini ottenute sono delle superfici geometricamente “corrette” soltanto per le parti che si possono considerare appartenenti al pia- no raddrizzato, mentre tutte le altre parti, come i tetti inclinati, i lati visti di scorcio, le parti aggettanti o re- trostanti, od altri soggetti che rientrano nell’immagine fotografica ma giacciono su piani diversi, sono rappre- sentate in modo più o meno distorto. Queste parti sono state perciò isolate ed eliminate, per essere corrette in una seconda fase.

Le correzioni di queste parti secondarie, è stata otte- nuta con varie tecniche: ancora per raddrizzamento, quando si è trattato di parti giacenti su piani paralleli a quelli raddrizzati, per “stiramento” con programmi di fotoritocco, quando si tratti di piccole porzioni di edi- ficio, od “ingannando” i programmi di raddrizzamento quando si tratti di parti giacenti su piani inclinati ri- spetto al piano principale. In quest’ultimo caso si for- niscono al programma di raddrizzamento indicazioni sul rapporto tra misure orizzontali e verticali del piano inclinato, ad esempio di una falda di tetto, che tengono conto dello scorcio (ossia si forniscono misure scor- ciate), ottenendo così l’immagine voluta in proiezione ortogonale. È stato comunque indispensabile ricorrere all’aiuto di programmi di fotoritocco per eliminare e o sostituire le ulteriori piccole parti secondarie rimaste deformate, come camini, mensole e simili, per eviden- ziare ombre teoriche (proprie e portate) inclinate con- venzionalmente a 45°, ed apporre scritte esplicative e cartigli.

Anche le piante e le sezioni sono state elaborate con questa tecnica, con l’ovvia avvertenza di inserire le immagini raddrizzate, rispettivamente su piani oriz- zontali o verticali, vano per vano, all’interno di un disegno eseguito con le tradizionali procedure CAD. Come nell’elaborazione dei prospetti (non vi è infat- ti alcuna differenza teorica tra i due casi), particolare cura è stata posta nel rappresentare gli elementi secon- dari e di completamento, come infissi, pavimenti, gra- dini, arredi fissi, decorazioni ecc..

Note

1. Bertocci, 2012. 2. Pancani, 2012.

3. La maggior parte dei sensori usati sulle attuali fotocamere digi- tali è del tipo CCD o CMOS con tecnologia Bayer, dal nome dello scienziato Bryce Bayer della Kodak che la inventò nel 1976. 4. Foveon è la compagnia che produce e sviluppa questo tipo mol- to speciale di sensore fotografico che attualmente viene montato su fotocamere Sigma.

Vista planimetrica del modello tridimensionale del Palazzo di Erode a Masada.

Il modello è stato realizzato dalla trasformazione diretta della nuvola di punti, acquisita tramite laser scanner, in mesh.

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