MODELLO ad alta risoluzione

progetto di rilievo acquisizione dei dati allineamento e fusione

correzione mesh decimazione mesh

MODELLO

a bassa risoluzione editing mesh

In tale contesto, anche la scelta di una tipologia di restauro, piuttosto che un’altra, pare assumere fondamentale impor- tanza. È apparso idoneo, infatti, adottare un intervento di ripulitura in grado di rimuovere la parte terrosa depositata sopra la super cie della stele sen a alterare il ateriale di costruzione e conservando la morfologia delle molteplici tracce iscritte sia epi ra c e altri se ni.

Così, la decisione presa dal restauratore10 _{di eseguire im-}

pacchi di polpa di carta con acqua distillata e tensioattivo, è risultata perfettamente adeguata, riuscendo a restituire alla Stele di Poggio Colla, prezioso patrimonio etrusco, l’antico aspetto.

6.2 Costruzione del modello 3D della stele prima del

restauro

Per la documentazione della Stele nell’aspetto in cui que- sta è stata ritrovata – perciò prima di qualsiasi intervento di ripulitura – è stato eseguito un rilievo fotogrammetrico con fotocamera digitale e e (SLR) Nikon 7100 con sen- sore CMOS da 24.1 Megapixels e impiegando un obietti-

o da con ocale ssa11_.

Per la modellazione fotogrammetrica 3D della Stele è sta- to, invece, utilizzato Agisoft PhotoScan, pacchetto softwa-

re commerciale che – basato sulla tecnologia di ricostru-

zione multi-view – è in grado di operare autonomamente con un nu ero ele ato di i a ini di ostrandosi e ca- ce anche in assenza di condizioni controllate.

La strategia adottata durante la fase di acquisizione del- le immagini è stata progettata posizionando la Stele su un carrello elevatore manuale al centro di un ambiente – in modo da garantire maggiore spazio di ripresa utile intorno all’oggetto – e segnando a terra 20 posizioni (con angolo

di rotazione, passo e distanza dall’oggetto costanti) dove collocare, di volta in volta, il cavalletto con la fotocame- ra per la ripresa digitale. Ovviamente, una volta terminata l ac uisi ione oto ra ca di un lato dell o etto uest ul- ti o stato attenta ente i ri liato e capo olto a nc potessero essere ripetute le medesime operazioni anche sul lato opposto.

La strategia di imaging è stata, quindi, orientata ad acqui- sire una notevole quantità di dati, attraverso una distanza pressoché invariata, ma lungo direttrici di ripresa orizzon-

e fi te e e b t e

Centro di Restauro. Foto del set per l’acquisizione delle imma- gini della Stele per il processing fotogrammetrico. La campagna

t fi st t ese t t ett e e t e

i possibili movimenti della fotocamera che avrebbero condizio- nato sfavorevolmente la nitidezza degli scatti.

est t e te e te e e te

manovre di capovolgimento.

scala del modello 3D richiesta, ad esempio, nel processing fotogrammetrico. Infatti, oltre a documentare lo status del manufatto prima, durante e dopo la fase di restauro, attra-

erso la oto ra a con luce radente l i pie o di etodi complementari di rilievo, quali la fotogrammetria ed il 3D

scanning con strumentazione laser a triangolazione, è sta-

to nali ato ad ottenere un accurate a su illi etrica. Così la scelta di utilizzare la fotogrammetria digitale per documentare lo stato di fatto pre-restauro della Stele è sta- ta motivata dalla speditezza, economicità e completezza di tale metodo in relazione alla qualità dell’output ottenibile, quale modello 3D con texture in forma digitale contenente tutti i dati necessari per una precisa documentazione del ritrovamento8_{. L’impiego invece di un avanzato sistema}

laser a triangolazione, seppure incapace di descrivere la ricchezza fornita dal contenuto radiometrico della Ste- le, è stato ritenuto maggiormente opportuno nella fase di post-restauro poiché, garantendo la rilevazione dell’og- getto con un’alta densità di informazioni 3D, è apparso strumento ad hoc per restituire, e fare quindi apprezzare, gli spessori sotto il millimetro delle numerose iscrizioni c e caratteri ano la super cie della tele9_{. Del resto, in}

aggiunta all’estrema precarietà mostrata da quest’ultima, il suo aspetto esteriore, privo di contrasti cromatici, non si dimostrava particolarmente utile, in assenza di effetti di luce obliqua di volta in volta diversi, per l’individuazione delle peculiari informazioni provenienti dalle porzioni su- per ciali iscritte.

La stele etrusca di Vicchio, metodologie di rilievo per un’iscrizione da svelare

Alessandro Nocentini Alessandro Nocentini

166 167

6. Stele di Vicchio: management del progetto di documentazione

post-processing.

o un ue al ne di estire le pro le atic e connesse all’illuminazione ed alla corrispondenza cromatica in fase di acquisizione dati, è stato utilizzato un pannello di riferi- mento portatile per i colori, il cosiddetto ColorChecker13_,

grazie al quale è possibile misurare i valori colorimetrici minimizzando le differenze fra fotocamere e lenti, ese-

uire il ilancia ento del ianco creare il pro lo colore e calibrare le caratterizzazioni della fotocamera, oltre che ri- uscire a eri care l esposi ione della scena stessa. i con- seguenza, tutte le immagini digitali acquisite, importate in formato Raw14_{, sono state sviluppate in Adobe Lightroom}

utilizzando un apposito plug-in di controllo.

Allo stesso tempo è stata effettuata una selezione preventi- va delle immagini migliori, scartando quelle che presenta- vano maggiori aree di sfocatura, particolarmente ostative per la fase di matching durante la procedura fotogramme- trica . i appare inoltre rile ante ai ni della ualit della texture oto ra ca da restituire sia per solu ione c e per stabilità dei valori cromatici e tonali in questa ottenuti, ed in relazione ad una prima divisione delle immagini in

locc i ese uita in ase a criteri coerenti con il usso di lavoro del software SfM impiegato.

Infatti, vista l’articolazione del set di immagini acquisite, si è scelto di effettuare due operazioni preliminari al loro stesso caricamento nel programma fotogrammetrico: (1) la de ni ione dei ari locc i oto ra etrici secondo la maggiore analogia delle caratteristiche di esposizione15 _e

di sfondo delle immagini, in ciascuna delle quali fossero ben visibili almeno tre targets di riferimento corrisponden- ti; (2) la creazione di una maschera di livello16 _{per ogni fo-}

togramma attraverso cui indicare le aree che potevano es- sere fonte di confusione computazionale e portare, quindi,

e e e e te e e st te

di imaging adottata. Il progetto delle posizioni in cui scattare

le foto st t ete t fi e e t t t e e

Stele, in modo tale che questa venisse ripresa da ciascun lato senza lasciare lacune. La fase di acquisizione è stata eseguita agevolando il riconoscimento di almeno tre targets omologhi fra un’immagine e quella seguente. Per una restituzione di qua- lità, comunque, maggiore è il numero dei punti corrispondenti individuati migliore sarà l’output 3D ricostruito. Consideran- do che le distorsioni maggiori dei fotogrammi si presentano in prossimità dei bordi, si è cercato di mantenere la Stele al cen-

t e e fi t s e t e t sse

e e e te fi b e e e t e ete t

est t e te e s e t e

ColorChecker Passport. Tale versione portatile, analogamente

t ss e t t e-

e t e s e e ette e

come il corrispondente colore nella realtà, garantendo quindi

e ess b t e e e e b se

t s e e e e s e fi t e

in determinate condizioni di illuminazione.

tali ed oblique differenziate verticalmente, in modo tale da ottenere una copertura totale della Stele, evitando zone d’ombra all’interno del modello.

a docu enta ione dell irre olarit super ciale co ples- siva che caratterizzava la Stele, soprattutto prima della fase di pulitura dal residuo terroso, ha richiesto dunque un

set di foto articolato che garantisse in primis di costruire

un modello 3D dettagliato catturandone l’autentico dato cromatico12_{. Per tale ragione, e viste le condizioni di luce}

sfavorevoli di un ambiente chiuso con illuminazione arti- ciale uindi pe iore ai ni oto ra etrici rispet- to a quella naturale – come del resto quello in cui si sono

eseguite le varie fasi di rilievo della Stele, è stato neces- sario acquisire un numero sovrabbondante di immagini (quasi 2000 scatti). Ciò, pur comportando un maggiore lavoro di organizzazione, in termini di memorizzazione ed archiviazione dei dati, è risultato comunque utile anche nei con ronti della risolu ione stessa del prodotto nale. Quest’ultima infatti, dal momento in cui non esiste un con- trollo diretto, in fase di acquisizione dati – né tantomeno sulla densità di punti o sulla qualità del modello ottenibi- li – è proporzionale al numero di immagini originali. Per- ciò, l’effettiva valutazione della documentazione prodotta può essere effettuata solamente al termine della fase di

stituita (precisione). Peraltro, il dimensionamento di que- sto modello, ovvero la sua messa in scala rispetto al reale, non può prescindere dal rilievo diretto eseguito sulla Stele – in fase di progetto – per registrare le posizioni dei 17 tar-

gets di riferimento; cosicché quanto maggiore sarà stata la

precisione nella loro misura tanto minore risulta l’errore ottenuto.

Ricostruita così la Stele attraverso una nuvola di circa 610 milioni di punti e con una stima di errore sub-millimetri- ca (0,621 mm) diventa già ammissibile archiviare lo stato di fatto del monumento precedentemente al suo restauro, poiché in virtù degli stessi metodi di point-based texturing ne è già possibile una sua visualizzazione foto-realistica (vedi par. 3.5.6).

Il modello analitico restituito, seppure di elevate dimen- sioni, mantiene un’altissima fedeltà quanto alle caratteri-

s tt e e e e e te ee s t

da Agisoft Photoscan durante l’elaborazione della nuvola di punti ottenuta dalle immagini della Stele prima del restauro.

est ste s t t s te

alcune fasi del processing fotogrammetrico pre-restauro.

a risultati di non corretta ricostruzione. Entrambe le scelte sono state indirizzate verso l’ottimizzazione non solo della stima per l’orientamento della fotocamera, del riconosci- mento dei punti omologhi e del loro accoppiamento, ma anche per gli stessi tempi di calcolo, agevolando il proces-

sing computazionale eseguito dal software, migliorandone

perciò l’esito restituito.

Per uanto concerne la seconda opera ione nello speci - co, il vantaggio ottenuto attraverso l’applicazione di aree mascherate da poter escludere nelle varie fasi di restituzio- ne – dato che la Stele è stata più volte spostata nella scena, durante l’acquisizione delle immagini – si è dimostrato particolar ente si ni cati o17_.

La possibilità di non prendere in considerazione eventuali disturbi o variazioni nello sfondo dei fotogrammi durante il rilevamento delle features (quindi nella stima delle re- lative posizioni della fotocamera), oppure nel corso della costru ione della nu ola di punti densa al ne di ridurre la complessità risultante nel processo di calcolo per le mappe di profondità, ha consentito di aumentare la precisione e la qualità di ricostruzione della geometria. Del resto l’ap-

plicazione di maschere precise sui fotogrammi ha altresì comportato il ‘ri-disegnare’ – attraverso appositi strumenti di photo editing18 _{il pro lo della tele ostrato ante-}

nendo però inalterate le immagini originali.

Generalmente in quest’ultime, insieme alla Stele, vi sono alcune aree di sfondo che, qualora non presentino diffor-

it ra loro possono essere co un ue utili ai ni di un posizionamento maggiormente preciso della fotocamera e, quindi, sfruttabili per lo stesso allineamento delle foto. Al contrario l’impatto di tali aree nella costruzione della nuvola di punti densa ne costituisce un forte limite, poiché se il modello ottenuto contiene la Stele e lo sfondo, le geo- metrie di quest’ultimo ‘consumano’ una parte dei poligo- ni della mesh successiva, che potrebbero essere altrimenti adoperati per modellare – esclusivamente – l’importante monumento etrusco.

Una volta caricati i vari blocchi, seguendo l’iter del pro-

cessing fotogrammetrico in modo quasi del tutto automa-

tico19_{, è possibile ottenere una range map densa ‘colorata’}

e ad alta risoluzione, sia da un punto di vista quantitativo (per l’elevato numero di punti) che per qualità metrica re-

La stele etrusca di Vicchio, metodologie di rilievo per un’iscrizione da svelare

Alessandro Nocentini Alessandro Nocentini

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6. Stele di Vicchio: management del progetto di documentazione

a triangolazione con un braccio articolato (CMM) a sette assi, tra loro solidali e movimentabili manualmente21_.

a rande essi ilit dello stru ento portatile scelto a permesso di eseguire agevolmente le operazioni di rilie- vo della Stele, attraverso la semplice traslazione manua- le della lama dello scanner laser a triangolazione (‘Nikon ModelMaker MMDx100’)22_{, testa di scansione del braccio}

articolato (‘Nikon MCAx25+’)23_.

Attraverso l’emissione di un insieme di punti luminosi

e e e e te t e te e te

una fase intermedia del restauro conservativo.

s tt t e se s e se s e

range a triangolazione.

stiche morfologiche del monumento – garantendo una pre- cisione inferiore al millimetro – che alla rappresentazione del suo aspetto reale attraverso il colore assegnato ad ogni punto. Perciò modello che, opportunamente archiviato e reso accessibile, può servire sia alla documentazione ed dello status quo della Stele, così come questa è stata ritro-

ata sia per lo studio da parte della co unit scienti ca. urante la ase di restauro sulla super cie della tele sono emerse alcune aree in cui il materiale lapideo presentava leggere alterazioni cromatiche, tali da richiedere ulteriori analisi di eri ca anc e dal punto di ista eolo ico. i conseguenza, grazie al personale tecnico specializzato del Centro di Restauro della Soprintendenza Archeologia della Toscana20 _{sono stati condotti speci ci test sul monu-}

mento, il cui esito ha permesso di acquisire rilevanti infor- mazioni anche in relazione al suo stato di conservazione. ‘La stele è stata realizzata da un blocco di arenaria macigno, roccia che costituisce gran parte dell’ossatura dell’Appen- nino centro-settentrionale. Il blocco si presenta modellato con un allun a ento parallelo alle super ci di strato e con una super cie interessata da incisioni antic e entro le uali non stata tro ata traccia di colore. a super cie dell a- renaria presenta una colorazione marrone-scuro anomala

per un blocco arenaceo rimasto interrato per un così lun- go tempo. Questo potrebbe far pensare ad una ossidazio- ne delle componenti ferrose riconducibile all’esposizione della pietra al calore anche se attualmente non ci sono in- di i si ni cati i c e lo con er ano. ulla super cie arros- sata si trovano tracce discontinue di colore nero aderenti al su strato le cui analisi anno identi cato ne li ossidi di ferro e di manganese le componenti principali. Oltre a queste componenti sono presenti particelle terrose dovute al contatto con il terreno di iacitura. a super cie della pietra si presenta corrosa e scabra per il maggior degra- do della matrice che ha messo in evidenza la componente detritica più grossolana. In alcune parti si osservano abra- sioni moderne forse riconducibili al suo ritrovamento’.

6.3 Costruzione del modello 3D della stele dopo il

restauro

Lo strumento utilizzato per il rilievo 3D della Stele, una volta terminata la sua ripulitura, è stato un braccio di mi- sura portatile con rilevatore laser o ‘probe a contatto’, ov- verosia un sistema a sensori misti che integra uno scanner

Nel documento La Stele Etrusca di Vicchio. Metodologie di rilievo per un’iscrizione da svelare (pagine 83-88)