2. EDITION VISUALIZATION TECHNOLOGY
3.1 La grafica 3D su Web
3.1.4 Patrimonio culturale e pubblicazione 3D sul Web
Il settore dei Beni Culturali sfrutta i modelli digitali 3D dal punto di vista tecnico (documentazione, supporto al restauro, studio e misurazione), ma di recente si va diffondendo la tendenza all’utilizzo anche con finalità didattiche e di presentazione al pubblico.
I contenuti 3D vengono pubblicati sul Web ad esempio per la presentazione delle collezioni museali e per la visualizzazione di ricostruzioni virtuali di siti antichi, per conseguire questi obiettivi devono essere necessariamente affiancati da altre informazioni multimediali.
Ma la peculiarità di questo dominio di applicazione riguarda probabilmente la complessità dei contenuti 3D da gestire. Mentre in molti altri campi applicativi possono essere sufficienti oggetti 3D modellati a bassa risoluzione, nel campo dei beni culturali le versioni digitalizzate di artefatti o ambienti del mondo reale devono mantenere una risoluzione molto più alta, sia per mantenere una validità scientifica, sia per trasmettere al pubblico le informazioni corrette.
Queste esigenze pongono problematiche di difficile risoluzione: (a) la gestione di dati ad alta risoluzione complessi, diversificati, di grandi dimensioni; (b) fornire l’accesso a più livelli, la diffusione per gli utenti finali e l’accesso tecnico agli esperti; (c) la necessità di metodi e strumenti di interazione semplici, ma al contempo flessibili; (d) le diverse esigenze di pubblicazione: dall’utente semplice, all’utente specializzato; (e) dato che spesso il modello 3D da pubblicare rappresenta oggetti protetti da
copyright, la protezione e la sicurezza dei dati deve essere garantita.
Gli strumenti commerciali specificamente progettati per la pubblicazione 3D di contenuti culturali sono ancora un insieme piuttosto limitato. Per questo motivo, si utilizzano molto spesso strumenti sviluppati per altri scopi e domini, come giochi o animazioni.
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Un software generalmente utilizzato per il gaming è Unity3D,144
gratuito e non richiede competenze informatiche avanzate. Grazie all’approccio di sviluppo semplificato (si basa sul trascinamento di modelli e componenti per la costruzione degli ambienti interattivi), si presta bene alle esigenze del mondo dei beni culturali (in particolare per le ricostruzioni e gli ambienti immersivi).
Unity3D è stato utilizzato per eseguire la ricostruzione 3D delle opere contenute nella celebre Tribuna degli Uffizi, attualmente chiusa al pubblico per motivi di conservazione.145 Prendendo in prestito nozioni sulla
modellazione 3D in ambito gaming, il modello 3D ad altissima definizione (milioni e milioni di poligoni) è stato manipolato al fine di ottenere un file leggero in misura di giga, ma opportunamente definito in termini di qualità e particolari visibili.146
Come abbiamo visto, non è detto che sistemi non specificamente progettati per il contesto applicativo del Cultural Heritage si adattino in realtà abbastanza bene alle sue esigenze.147
SketchFab148 è un sistema commerciale freemium piuttosto popolare nella
comunità del Web. Grazie alla quantità di dati archiviati, la qualità delle caratteristiche supportate, la semplicità e praticità del suo utilizzo ottiene una buona valutazione sia da parte del consumatore che da parte della comunità dei Beni Culturali.
144 Unity3D: https://unity3d.com
145 Il progetto si inserisce nell’ambito delle attività di ricerca del REI Lab (Reverse
Engineering and Interaction Design) che, nell’ambito del DESIGNCAMPUS
dell’Università di Firenze, dedica parte della sua ricerca alla ricostruzione e riproduzione 3D di opere d’arte e di artigianato.
146 Cianfanelli et al. 2016, pp. 134-136.
147 Sketchfab ha una sezione dedicata al supporto della pubblicazione Web delle istituzioni culturali.
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Un’altra piattaforma interessante per la pubblicazione di contenuti 3D è lo Smithsonian Museum X3D,149 uno strumento sviluppato da
Autodesk per supportare la visualizzazione di musei digitali.
Particolarmente interessante è lo strumento ViewCube, un widget a forma di cubo che ruota sincronizzandosi con il modello 3D. Questo tool ha lo scopo di fornire all’utente finale un feedback sull’orientamento della scena 3D. Il tool può essere usato anche per interagire direttamente con i modelli 3D: ruotando il cubo l’utente applica una rotazione corrispondente alla scena 3D.
Figura 6: Strumento Smithsonian Museum X3D, sviluppato da Autodesk, che mostra la scansione 3D delle maschere del Presidente Abraham Lincoln.
Altri progetti riguardano la scansione 3D dell’Apollo 11 Command Module Columbia, la scultura del Buddha Cosmico, il Wright Flyer del 1903.
Purtroppo, allo stato attuale questo potente e professionale visualizzatore è disponibile sono per uso interno e solo l’1% delle collezioni dello
Smithsonian è stato incluso in questo progetto, ma il team di sviluppo si
propone di sviluppare soluzioni tecnologiche che consentano interazioni più
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significative con le collezioni dello Smithsonian garantendo un pubblico molto più vasto.
Sono state sviluppate anche diverse piattaforme in ambito accademico, come Potree,150che anche se non si riferiscono esplicitamente
ai beni culturali sono spesso utilizzate con questa finalità grazie alla garanzia di alte prestazioni e alla possibilità di lavorare con enormi set di dati (streaming multirisoluzione).
Figura 7: Il visualizzatore di base di Potree mostra il modello 3D del sito di Pompei. Potree è un visualizzatore con funzionalità avanzate, consente la visualizzazione di un elementi aggiuntivi sull’interfaccia, ad esempio lo strumento MiniMap utile per georeferenziare il modello 3D, ma anche per fornire un feedback della posizione e orientamento nello spazio virtuale. Lo strumento Minimap aggiorna la posizione ogni volta che l’utente finale interagisce con la scena 3D.
Nel panorama delle piattaforme accademiche, un altro esempio di riferimento importante è l’erede di VRML (vedi sottosezione 3.1.2),
150 Potree è un renderizzatore gratuito e open source basato su WebGL, sviluppato presso l’Institute of Computer Graphics and Algorithms, TU Wien. Potree: http://potree.org/
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X3DOM, un framework open source a runtime per la grafica 3D sul Web. Il suo nome sta per X Freedom, infatti può essere liberamente utilizzato sia per scopi non commerciali che commerciali, ed è dotato di licenza MIT e GPL.
X3DOM cerca di supportare gli standard W3C per l’integrazione di HTML5 e contenuti 3D, e mira a soddisfare le attuali specifiche HTML5 per contenuti 3D dichiarativi. Consente di avere una scena live nel DOM HTML, che permette di manipolare il contenuto 3D solo aggiungendo, rimuovendo o modificando elementi del DOM. Non sono necessari plugin o interfacce specifiche. Inoltre, supporta la maggior parte degli eventi HTML (come onclick) su oggetti 3D. Mentre X3DOM focalizza sulle necessità degli sviluppatori HTML, la libreria Three.js151 è più improntata alle necessità
degli sviluppatori di computer grafica, proponendo metodi più vicini a quelli dei motori di gioco.
Grazie a investimenti delle istituzioni culturali o accademiche si sono sviluppate anche soluzioni ad hoc. Un esempio è rappresentato da Petrie 3D,152 una raccolta di oggetti 3D sviluppato dalla University College London
con l’obiettivo di coinvolgere il pubblico. Tuttavia, come nel caso di Smithsonian Museum X3D, si tratta di strumenti applicabili a una cerchia ristretta di esperti, limitatamente al settore dei musei e a specifici casi di utilizzo.
I diversi tentativi di soddisfare la complessità delle esigenze della pubblicazione su Web di oggetti culturali 3D, descritti in questo capitolo e nel precedente, dimostrano che è impossibile individuare un’unica soluzione in grado di affrontare efficacemente tutti questi problemi.
A partire da questa premessa, una volta individuate le carenze, le caratteristiche mancanti e i requisiti necessari, il Visual Computing Lab ha
151 Three.js: https://threejs.org/
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elaborato e proposto una soluzione funzionale alle esigenze della tecnologia 3D su Web.153
Lo strumento progettato cerca di realizzare un sistema flessibile ed efficiente, in grado di portare ad una rapida e facile integrazione dei modelli 3D in una pagina Web, prendendo come riferimento le esigenze legate al campo dei Beni Culturali.