Il fine ultimo del processo di elaborazione è la creazione di un modello fotorealistico che riproduce nella sua interezza la Grotta del Tesauro, dove lo sviluppo degli ambienti interni della cavità è riportato correttamente nello spazio tridimensionale. Inoltre, il risultato finale, originandosi da documentazione fotografica, è una rappresentazione del soggetto grotta dove tutte le informazioni che possono essere comunicate dalle immagini di base vengono trasmesse al modello 3D: ciò che si ottiene è una ricostruzione estremamente veritiera della cavità, fissata nel momento dell’acquisizione delle fotografie.
Grazie ai punti di controllo a terra (GPC), il modello riesce, in aggiunta, a trasmettere un’informazione affidabile circa i rapporti metrico- spaziali che intercorrono tra i vari ambienti sotterranei. Pertanto, il prodotto finito non si caratterizza semplicemente per l’empirica godibilità insita in un modello 3D, ma può definirsi, a tutti gli effetti, un rilievo topografico tridimensionale.
Per una migliore comprensione dei risultati ottenuti, è utile confrontare il rilievo fotogrammetrico con le restituzioni topografiche della grotta, realizzate in tempi precedenti, con metodi tradizionali. Il materiale cartografico attualmente disponibile su Grotta del Tesauro è frutto dell’applicazione di metodologie speleologiche di rilevamento topografico prestate all’archeologia. I rilievi speleologici convenzionali mirano maggiormente a documentare, in maniera funzionale, quale sia l’evoluzione di una grotta e le sue caratteristiche, in relazione alle possibili difficoltà che si devono affrontare in contesto esplorativo e riportano la morfologia di una cavità secondo una serie di viste prestabilite (planimetrie, sezioni
longitudinali, sezioni trasversali). La resa topografica di Grotta del Tesauro, invece, si differenzia molto dalla pura rappresentazione di una cavità ad uso esclusivamente speleologico per l’alto grado di dettaglio e la precisione molto accurata, aspetti essenziali affinché i rilievi possano essere impiegati in ambito archeologico.
La prima lampante differenza che si può notare tra i due tipi di documentazione è di fatto la tridimensionalità: per quanto accurato, il rilievo tradizionale non offre la possibilità di avere la medesima percezione delle spazialità della cavità, poiché limitato dalla bidimensionalità della resa finale. Inoltre, la cartografia convenzionale restituisce, come già accennato, solo alcune prospettive prestabilite e solo alcuni punti di vista statici mentre il rilievo 3D, avendo la facoltà di essere ruotato in ogni direzione, consente molteplici punti di osservazione, a tutto vantaggio della fruizione del lavoro prodotto. Grazie alla fotogrammetria è stato possibile documentare accuratamente non solo la morfologia degli spazi della grotta ma anche osservare, in ottica del tutto inedita, il modo in cui condotte, sale, budelli si sviluppano all’interno delle masse rocciose e in che maniera le varie “parti” sono relazionate tra loro. Sul modello si può osservare l’articolata sovrapposizione che intercorre tra alcune delle derivazioni terminali (budello terminale e saletta tondeggiante) o anche avere una completa percezione di alcuni ambienti particolarmente ostici da esplorare (Fig.50).
Figura 50. Sovrapposizione delle derivazioni terminali evidenziata dall'ovale rosso
È possibile anche riscontrare qualche discordanza, più o meno evidente, sulla restituzione planimetrica di alcuni ambienti o di alcune sezioni (Fig.51). Quest’ultimo aspetto, è dovuto più che altro alle differenze metodologiche tra i due rilievi, piuttosto che ad una errata applicazione dei sistemi convenzionali. Ad ogni modo, le tecniche impiegate per il presente lavoro, unite anche all’impiego della stazione totale per il rilevamento di GCP, assicurano un elevato grado di accuratezza della restituzione 3D. Un’ultima differenziazione rispetto alla cartografia tradizionale è costituita dalle informazioni relative ai cromatismi della cavità che vengono dedotte dalle fotografie di base e sono direttamente visibili sul modello 3D, laddove, nei rilievi topografici convenzionali, un risultato analogo può essere ottenuto soltanto aggiungendo il colore in un secondo momento.
È bene precisare, tuttavia, che quanto esposto fin ora non intende screditare l’innegabile validità della cartografia tradizionale che resta uno strumento imprescindibile con cui relazionarsi, ma si propone, attraverso la comparazione dei risultati, di illustrare al meglio gli apporti che il metodo fotogrammetrico può offrire alla documentazione topografica della cavità.
Figura 51. Punti di discordanza tra la cartografia tradizionale (in alto, evidenziato in blu) e il rilievo fotogrammetrico (in basso, evidenziato in verde).
Direttamente tramite il software Metashape, sono state ricavate, in aggiunta, altre informazioni relative alla Grotta del Tesauro:
• DEM (Digital Elevation Model) che testimonia dei vari dislivelli metrici nella cavità (Fig.52);
• calcolo dell’aerea della cavità1 (Fig.53).
I dati ricavabili da DEM possono essere di grande utilità ai fini della documentazione della grotta o per ottenere dati potenzialmente efficaci alla ricerca archeologica. Inoltre, la ricostruzione tridimensionale, unitamente alla possibilità di ricavare precise informazioni metrico-dimensionali della cavità, può fare del rilievo 3D un valido ausilio per la pianificazione di possibili futuri interventi di scavo attuabili presso Grotta del Tesauro. Come precedentemente delineato, il rilievo fotogrammetrico consta anche di informazioni sui cromatismi della roccia o delle mineralizzazioni presenti in grotta. Questa peculiarità può essere utilizzabile per condurre, ad esempio, indagini specifiche sulla cavità, anche a distanza: un geologo o mineralista potrebbero, tramite il rilievo fotorealistico, comprendere quali siano le rocce entro cui si sviluppa la grotta o quali siano i minerali riscontrabili nella cavità, stimandone preliminarmente quantità e forme.
Ulteriori opportunità di impiego del rilievo ai fini di studio sono date dalla possibilità di esportare ed elaborare elementi del progetto fotogrammetrico su piattaforme diverse da Metashape: ad esempio elaborando nuvole dense tramite software come CloudCompare, è possibile analizzare l’evoluzione dello scavo archeologico, confrontando due differenti nuvole di punti relative alla stessa scena, ma a momenti diversi. Ai fini del presente lavoro, quanto appena esposto rimane una semplice riflessione, un suggerimento di impiego, dato che non è stato possibile effettuare personalmente nessuna operazione in tal senso.
Oltre ad essere di ausilio alla ricerca, il rilievo 3D realizzato può essere proficuamente impiegato per la valorizzazione e la fruizione del sito archeologico. È possibile adoperare il rilievo tridimensionale come base per la creazione di video: una funzione interessante è fornita già dal software Metashape che permette di creare animazioni da una serie di scene tridimensionali selezionate all’interno del modello. Tramite software di visualizzazione di modelli 3D la grotta può essere fruibile in maniera interattiva. Esiste la possibilità di caricare il rilievo tridimensionale su specifici siti web (per citarne uno, SketchFab) che consentono di effettuare dei veri e propri tour virtuali all’interno delle ricostruzioni 3D o offrono di interagire in piena autonomia con il modello selezionato. Infine, un ulteriore evoluzione in materia di fruizione è rappresentata dalla realtà aumentata: codificando un modello 3D per la visualizzazione stereoscopica, è possibile in seguito visualizzarlo tramite appositi visori (ad esempio, Samsung Gear) che consentono un’esperienza interattiva di tipo immersivo del modello. Per quanto riguarda la fruizione, il rilievo tridimensionale della cavità, apre a numerose possibilità, e può essere determinante al fine di comunicare in maniera più capillare quanto Grotta del Tesauro abbia da raccontare.
Figura 54. Sezione longitudinale della cavità creata a partire dal rilievo fotogrammetrico
CONCLUSIONI
L’alta valle dell’Esaro con le sue bellezze naturalistiche, la magnificenza dei suoi luoghi e il suo patrimonio speleo-archeologico, è indubbiamente un territorio molto interessante e di straordinaria importanza. La presenza di due cavità entrambe di grande rilevanza archeologica, Grotta della Monaca e Grotta del Tesauro, posizionate su versanti opposti della valle e con frequentazioni affini, certifica ancor più prepotentemente l’unicità dei luoghi di cui si sta trattando. Il presente lavoro si è proposto di contribuire, per quanto possibile, ad ampliare il già cospicuo nucleo documentativo realizzato sulla speleo-archeologia di quest’area. Si è voluto adottare un approccio non convenzionale per la documentazione speleologica: il rilievo 3D fotorealistico, creato mediante l’impiego della fotogrammetria. Quest’ultima si inserisce nel novero dei rilievi reality based e sfrutta le immagini fotografiche per giungere alla ricostruzione tridimensionale di un soggetto (scena o oggetto).
Grotta del Tesauro, conosciuta per le molteplici frequentazioni umane, inquadrabili tra l’Eneolitico e l’età post-medievale, consta di modeste dimensioni e di un andamento orizzontale, di conseguenza, ha rappresentato l’ipogeo ideale per sperimentare le potenzialità offerte dalla fotogrammetria in ambito speleo-archeologico. Inoltre, la cavità, essendo costituita da piccole sale, condotte, budelli variamente articolati tra loro, ha offerto la possibilità di utilizzare la fotogrammetria in varie tipologie morfologiche comuni agli ambienti di grotta.
La realizzazione del rilievo tridimensionale di Grotta del Tesauro è stata strutturata in fasi ben determinate e consequenziali:
1. Sopralluogo autoptico;
3. Acquisizione delle immagini; 4. Creazione del rilievo 3D.
Il sopralluogo della cavità, consentendo di osservare la grotta in funzione della realizzazione del rilievo, è stato necessario per impostare al meglio le fasi successive del lavoro. Le attività in grotta hanno previsto il rilievo di punti di controllo a terra (GCP), tramite l’utilizzo di una stazione totale, per comunicare al modello 3D i reali rapporti metrico-spaziali e la realizzazione di una copertura fotografica di tutta la cavità.
Si sono riscontrate delle criticità sia durante le attività in grotta, sia in fase di elaborazione del rilievo. In grotta, per via di un marcato abbassamento della volta non è stato possibile spostare la stazione totale su più di due punti di stazione; la conformazione di alcune aree della cavità non permette, né la posizione eretta, né l’utilizzo del tripode ed è stato necessario scattare a mano libera assumendo una posa stabile o posizionare la fotocamera su di una base ben ferma; inoltre, in alcuni casi è stato necessario compensare l’esposizione, specialmente in risposta all’elevata riflettività delle colate calcite presenti.
Per quanto riguarda la fase di elaborazione, essendo considerevole il numero di fotografie necessarie alla restituzione della cavità, è stato obbligatorio suddividere il flusso di lavoro in più Chunks successivamente unificati; non è stato possibile posizionare tre GCP (su un totale di tredici) sul modello in quanto le mire corrispondenti non si sono riscontrate sulle immagini. Ad ogni modo, le criticità appena espletate non hanno inficiato la qualità del risultato finale.
Il rilievo 3D della cavità consente di avere una percezione realistica dell’intera Grotta del Tesauro, permettendo di avere una visuale della grotta non relegata alle statiche viste bidimensionali della cartografia tradizionale. Grazie a questa tecnica, si possono rendere in maniera molto accurata tutti gli sviluppi e le relazioni che intercorrono tra le varie diramazioni, nonché avere precisi dati dimensionali della cavità e vengono riportate anche informazioni
oggettive sui cromatismi della grotta. Il rilievo tridimensionale può essere esportato ed elaborato su altre applicazioni, inoltre può essere funzionale ad indagini di tipo multidisciplinare (ad esempio sulla geologia e la speleogenesi delle condotte). Inoltre, grazie allo stesso software Metashape, si possono estrarre DEM e ortofoto, che possono fornire un valido aiuto alla ricerca speleo-archeologica.
Un ulteriore apporto può essere dato alla valorizzazione e alla fruizione della cavità, grazie alla possibilità di generare animazioni o di esportare il rilievo fotorealistico in formati leggibili da visualizzatori 3D, piattaforme specifiche sul web. In ultima analisi, sarebbe auspicabile poter convertire il rilievo per i visualizzatori di realtà aumentata, che potrebbero favorire un’esperienza altamente immersiva nel contesto speleo-archeologico di Grotta del Tesauro.
Per concludere, ciò che il presente elaborato può certamente comunicare è l’uso possibile della fotogrammetria come ausilio concreto, sotto vari aspetti, in ambito speleo-archeologico. È evidente che siano necessari strumenti relativamente semplici e di facile accesso: una fotocamera, per acquisire le immagini; un PC e un software dedicato, per la successiva fase di elaborazione. In aggiunta, lo sviluppo di software professionali per l’elaborazione fotogrammetrica ad un costo relativamente contenuto e dalla usabilità molto facilitata per l’utente finale consente di approcciarsi alla fotogrammetria in modo molto più accessibile, sia tecnicamente, sia economicamente. Questo rende la tecnica fotogrammetrica molto interessante, in termini di impiego, anche per progetti a basso budget economico o in contesti particolari come quello speleo-archeologico.
BIBLIOGRAFIA
ARENA F., LAROCCA F., ONISTO N., GUALDI-RUSSO E., Il sepolcreto protostorico di Grotta della Monaca in Calabria. Aspetti antropologici, in “Annali dell’Università degli Studi di Ferrara. Museologia Scientifica e Naturalistica”, a cura di Peretto C., Arzarello M., Arnaud J., vol. 10/2, 2014, pp. 74-80;
CARLONI D. [Tesi di Diploma], Grotta del Tesauro (Sant’Agata di Esaro,
CS): un contesto preistorico con evidenze di attività minerarie. Scavi 2011- 2013, Università degli Studi di Napoli “Federico II”, Dipartimento di Studi
Umanistici, Scuola di Specializzazione in Beni Archeologici, a.a. 2016-2017; DEI MEDICI E., Le grotte della provincia di Cosenza. Tipi di cavità e zone
speleologiche (genesi e descrizione del fenomeno), a cura di Felice Larocca,
Centro Regionale di Speleologia “Enzo dei Medici”, Roseto Capo Spulico, 2003;
LAROCCA F. (a cura di), Calabria Profonda. Guida alla conoscenza del
patrimonio sotterraneo regionale, Centro Regionale di Speleologia “Enzo dei
Medici”, Roseto Capo Spulico, 2003;
LAROCCA F. (a cura di), La Miniera Pre-Protostorica di Grotta della
Monaca (Sant’Agata di Esaro, CS), Centro Regionale di Speleologia “Enzo
dei Medici”, Roseto Capo Spulico, 2005;
LAROCCA F. Grotta della Monaca (Calabria, Italia meridionale). Una
Xarxes al Neolitic, Actes Congrès Internacional (2-4 Febrer 2011), in
“Rubricatum”, Gavà 2012, pp.249-256.
LAROCCA F., BREGLIA F., L’alta Valle dell’Esaro e le sue miniere
preistoriche. Viaggio nel sottosuolo calabrese sulle tracce dei minatori di migliaia di anni fa, in “Speleologia”, a. XXXV, n. 71, dicembre 2014, pp.30-
36;
LAROCCA F., La “Miniera” di Grotta della Monaca, in “Archeologia Viva”, n.149, settembre-ottobre 2011, pp.66-72;
LAROCCA F., LEVATO C., MARINO S., Enzo dei Medici: un pioniere
della ricerca speleologica in Dalmazia e in Calabria, “Speleologia”, anno
XXIV, n. 49, dicembre 2003, pp. 36-45;
LAROCCA F., LORUSSO D., La Grotta della Monaca a Sant’Agata di
Esaro (Cosenza), in “Speleologia”, n.38, anno XIX, settembre 1998, pp. 5-
12;
MONTALTO A., S. Agata. Una pieve sull’Esaro, Calabria Letteraria Editrice, Soveria Mannelli, 1988;
PADULA V., Calabria prima e dopo l’Unità, a cura di A. Marinari, voll. I- II, Laterza Editrice, Roma-Bari, 1977;
PARIS L., Fotogrammetria 2.0, in “Disegnarecon”, vol.8, n.14, gennaio 2015, pp.17.1-17.9;
PIRONGELLI E.G., La Monaca e Thesauro. Caverne esplorate il 27 ottobre
31 ottobre 1879, pp. 153-154; a. XII, n. 12, 30 giugno 1880, pp. 91-92; a. XII, n. 15, 25 agosto 1880, pp. 116-118;
REMONDINO F., RIZZI A., AGUGIARO G., JIMENEZ B., MENNA F., NEX F., BARATTI G., Rilievi e Modellazione 3D, in “Atti della 15a Conferenza Nazionale ASITA (15-18 novembre 2011, Reggia di Colorno)”, 2011, pp. 1825-1836;
REMONDINO F., Rilievo e modellazione 3D di siti e architetture complesse, in “Disegnarecon” dicembre 2011, pp.90-97;
RUSSO M., REMONDINO F., GUIDI G., Principali tecniche e strumenti
per il rilievo tridimensionale in ambito archeologico, in “Archeologia e