Retopology dei modelli high-poly

Le operazioni di retopology sono state eseguite con gli strumenti offerti da Luxology Modo (v. 601), am- biente software di modellazione e rendering nel quale sono stati importati i modelli in formato .OBJ generati nella precedente fase di lavoro. Prima di procedere al "ricalco" delle superfici, si è proceduto ad un'analisi ge- ometrica dei fronti edilizi e dei piani stradali finalizzata ad identificare la densità della maglia di poligoni per la costruzione del modello semplificato (low-poly model). Questa operazione è stata compiuta anche con l'ausilio di diagrammi cromatici di scostamento da piani teorici verticali posti frontalmente agli oggetti come in fig. 4695_{. Dall'analisi di questi diagrammi, nei quale ad ogni} colore corrisponde una distanza della superficie piana teorica, si evince il "comportamento" degli oggetti in modo da orientare le successive scelte di modellazione (fig. 47).

Oltre a criteri di tipo geometrico, la scelta dei poli-

goni da utilizzare dipende anche dall'organizzazione del database qualitativo: deve essere infatti possibile identificare e selezionare i poligoni in modo che questi siano riferibili alle categorie semantiche identificate nel

database.

Per i fronti, ad esempio, il sistema del sottotetto è stato modellato su mesh96 _{separate in ragione della particolare}

classificazione operata per questa categoria nella banca dati. Sono state identificate con poligoni ben definiti an- che le componenti strutturali e i davanzali o soglie delle aperture nelle murature a faccia a vista, in modo che i poligoni stessi potessero essere selezionati e riferiti ai

relativi campi del database. In riferimento alla fig. 48, dove si riporta l’immagine di un arco a sesto acuto di un apertura tamponata, un criterio esclusivamente geome- trico avrebbe suggerito di descrivere l’intera parete con poche semplici mesh quadrangolari97_{. Dovendo invece} riferire l'elemento alla sezione delle aperture presente nel database, si è proceduto ad identificare esattamente i conci dell'arco e gli stipiti, ancorché perfettamente planari con la muratura, in modo da poter isolare e se- lezionare correttamente i poligoni e associarli ai relativi campi della banca dati98 _{(fig. 49).}

Da un punto di vista tecnico la modellazione, o più correttamente il reverse modelling99_{, è stato effettuato} mediante strumenti di creazione e modifica di superfici e di snap che hanno consentito, in sintesi, di operare secondo le seguenti metodologie:

Proiezione di superfici poligonali piane sul modello •

high-poly;

Creazioni di poligoni direttamente a contatto con le •

superfici high-poly.

La prima metodologia di lavoro è stata adottata per superfici prive di forti discontinuità geometriche, come

piani stradali o murature regolari di fronti urbani. Si è proceduto disegnando manualmente una griglia di poli- goni su un piano frontale all'oggetto con una definizione tale da riprodurne la geometria (fig. 50-1). Successi- vamente i vertici dei poligoni sono stati traslati con il comando move verso la superficie high-poly secondo una direzione ortogonale al piano di disegno (fig. 50-2). I vincoli di snap di Modo (constrain mode - vector

option) fanno sì che il punto finale della traslazione

di ogni vertice sia dato dall'intersezione del vettore di movimento con la superficie del modello high-poly: in questo modo i vertici risulteranno proiettati sulla superficie secondo una direzione ortogonale al piano di disegno (fig. 50-3).

La seconda invece, introdotta dalla versione 601 di

Modo100_{, è stata utilizzata per parti più complesse come} ad esempio alcuni affioramenti rocciosi alla base della torre di S. Matteo e Colombano o alcune decorazioni architettoniche caratterizzate da forme più articolate101_. Alla fine del processo di retopology ogni singolo mod- ello low-poly è stato raffrontato con quello di base at- traverso diagrammi di scostamento cromatico realizzati in Rapidform: nel caso di un errore riscontrato superiore alla soglia imposta di 2 cm, si è proceduto ad apportare

1

2

3

le dovute correzioni (aumentando, ad esempio, la den- sità della maglia poligonale di retopology) per garantire una soglia di errore costante. L'immagine di fig. 52, ad esempio, mostra l'analisi dell'errore introdotto dalle operazioni di retopology del modello mesh high-poly: in particolare viene analizzato un campione del fronte orientale dell’oratorio di San Michele, mostrando lo scostamento tra la superficie di retopology e la relativa nuvola di punti (comparazione diretta dell'elaborato finito con la sorgente). L'analisi cromatica del diagram- ma di scostamento rivela che il modello semplificato di questo settore ha introdotto un errore massimo di 1,5 - 2 cm in corrispondenza di alcuni giunti delle muratura af- fetti da fenomeni di disgregazione della stuccatura (er- rore in colore blu e arancio). Complessivamente invece (circa 82% del campione analizzato) l'errore si attesta su valori compresi tra 0 a 10 mm. Ultimo dato saliente è infine quello dell'errore medio, che sul campione in esame ammonta ad appena 0.8 mm. Si tratta dunque di una scala di valori pienamente compatibile con un rilievo di tipo urbano e in linea con gli obiettivi prefis- sati.

Riguardo alla compressione dei dati, il rapporto tra il numero dei poligoni di un modello high-poly e di uno

low-poly è pari ad un valore compreso, per il caso speci-

fico dei fronti urbani di Pietrabuona, tra 800 e 1000. Per il caso specifico del fronte riportato alle figg. 53 e 54, 51/ Retopology dell’oratorio di San Michele, prospetto Ovest.

50/ Retopology della piazza prospiciente l’oratorio di San Michele. Fase 1: disegno della maglia poligonale su un piano orizzontale. Fase 2: selezione dei poligoni e traslazione verso il modello high-poly. Fase 3: modello finale della piazza.

a questa riduzione di poligoni corrisponde un notevole decremento della dimensione del file, che passa dai 157 Mb del modello high-poly a 0.377 Mb del modello low-

poly.