Principi di Modellazione 3D per migliorare il record archeologico

Nuove tecnologie informatiche applicate all’Archeologia Principi di modellazione 3D per migliorare il record archeologico Editing by Tommaso Saccone Revisioned by Alessandra Riccardi Introduzione: Sono ormai trascorsi oltre quaranta anni da quando i primi calcolatori e strumenti informatici furo o adottati da attività di studio e di ri er a d’a ito ar heologi o. Già negli anni 60 del secolo scorso infatti, il Professor Maurizio Tosi e la Missione archeologica a Shahr-i Sokhta Ira o i iaro o ad i piegare i pri i PC per l’ela orazio e di a he dati per l’orga izzazio e del re ord archeologico. Da allora la tecnologia ha fatto passi da gigante e in futuro l’ela orazio e D darà grande impulso alla metodologia di documentazione archeologica ed alla comunicazione dei dati al pubblico. Bisog a o siderare he i lassi i ezzi adottati per o u i are l’ar heologia arti oli, monografie e pubblicazioni) non soddisfano più le esigenze prodotte dall’uso dei siste i digitali. Non sostengo che debbano essere abbandonati i vecchi mezzi di pubblicazione, ma che questi necessitino assolutamente di u ’i tegrazione che consenta la diffusione controllata dell’i e so patrimonio di contenuti digitali prodotti dalle attività archeologiche. Tutte le Missioni archeologiche, ormai abitualmente, adottano strumenti GIS per gestire i dati, ma le possibilità di consultazione ed interrogazione rimangono molto limitate, se non nulle. Che senso ha investire tempo e risorse per elaborare complessi archivi se questi rimangono accessibili soltanto ad un esiguo numero di persone? Metodologia della Ricerca Archeologica: Ad oggi i siste i GIS so o lo stru e to he eglio o se te l’orga izzazio e del dato archeologico. Esistono diversi Software adatti alla creazione di Sistemi Informativi Territoriali, sia con licenza Open-source che a pagamento. Via Campo di Lago, 5 - 47863 Novafeltria (RN)  Telefono: 333.5634791 Mail [email protected] Website http://www.os-culture.org Ci te go a sottoli eare he prati a e te essu progra a stato pe sato per l’utilizzo i ambito archeologico, tranne che pyArchInit1, progetto ideato da Luca Mandolesi e supportato da una sempre più numerosa comunità di professionisti. In che modo la modellazione 3D può migliorare il lavoro di documentazione? Esistono diversi modi per ottenere modelli tridimensionali: per estrusione o rivoluzione, Scansione con Laser Scanner, Foto Scansione; questi sono i principali ma ne esistono altri ancor più specifici, o e l’ela orazio e da TAC e Mi ro TAC. Ci occuperemo al momento solo dei primi tre metodi in quanto sono i più indicati per la produzioni di modelli di elementi architettonici georeferenziabili. (1) ESTRUSIONE E RIVOLUZIONE Costruzione per estrusione: consente di realizzare forme estruse da un disegno 2d di base o da un poligono piano e di assegnargli una certa altezza e direzione di estrusione. Costruzione per rivoluzione: più complessa della precedente, una rivoluzione si può considerare come u ’estrusione attorno a un asse, si parte sempre da un profilo o da un poligono di base e invece della profondità viene assegnato un angolo di rivoluzione. (2) SCANSIONE LASER Il laser a scansione: dispositivo in grado di emettere un impulso elettromagnetico (il laser) e riceverne il segnale riflesso, misurando l'intervallo di tempo trascorso e quindi la distanza tra lo strumento ed il punto rilevato. (3) STRUCTURE FROM MOTION Structure from Motion: tecnica che si riferisce al processo di elaborazione di strutture tridimensionali da sequenze di immagini bidimensionali. Il primo metodo (1) è da me considerato il e o affida ile per h l’ela orazione anche se esteticamente gradevole è simile ad un disegno artistico o ad un filmato a cartone animato. I oltre o possi ile ri o durre la o plessità dell’ar heologia a delle figure geometriche standard: ogni muro è diverso da tutti gli altri ed identificabile solo con quel preciso muro. 1 pyArchInit: Plug-in di Quantum GIS supportato da una comunità di Archeologi Italiana. Esso integra alle funzioni di QGIS un complesso Database che consente la raccolta e l’organizzazione dei dati archeologici. Via Campo di Lago, 5 - 47863 Novafeltria (RN)  Telefono: 333.5634791 Mail [email protected] websitehttp://www.os-culture.org Ha poco senso importare un modello ottenuto per estrusione in ambiente GIS, ma è sicuramente il metodo migliore per la comunicazione e la valorizzazione di un sito archeologico. Il costo è limitato, ed esistono ottimi software free oppure open che consentono la realizzazione di lavori di questo tipo. La Scansione per mezzo di un Laser Scanner (2) è sicuramente il metodo più preciso ed affidabile per creare modelli tridimensionali georeferenziabili e complesse nuvole di punti manipolabili per ottenere il modello 3D. Allo stesso tempo, tuttavia, la strumentazione necessaria estre a e te ostosa ed i dispe sa ile u ’otti a conoscenza dei sistemi topografici per ottenere un buon risultato. La Foto Scansione (3) l’evoluzio e della fotogra etria he ta to pia e agli archeologi e o siste ell’elaborazione di un modello 3D con texture fotografica partendo da una serie di fotografie. I costi dei software per la Foto Scansione sono assolutamente accessibili e l’elaborazione richiede poche ore, a seconda delle caratteristiche Hardware del PC utilizzato, dalla definizione impostata e dal numero delle immagini processate. Ho lavorato personalmente con il Software Photo Scan Pro e posso affermare che, nonostante l’estre a se pli ità del progra a, l’elaborazione ottenuta è sorprendente. E’ possibile inserire direttamente dal programma le coordinate di alcuni punti, in modo da georeferenziare il nostro modello. A questo punto possiamo interagire in diversi modi con i nostri sistemi GIS importando le fotografie ortogonali ottenute dal nostro modello per ottenere piante, prospetti e sezioni. In alternativa possiamo integrare direttamente il modello 3D in un sistema GIS. Attualmente questa funzione è possibile unicamente tramite il software ArcGIS (Arc-Scene) con alcuni limiti nella gestione degli attributi, mentre tutti gli altri software consentono soltanto di manipolare poligoni bidimensionali. Grazie a questa tecnologia i musei potrebbero aumentare in modo sostanziale le loro vetrine e, condividendo sul web questi contenuti, otte ere u ’i porta te ritor o d’i agi e. Attraverso Sketchfab, l’Asso iazio e Mi erva vuole o dividere e re dere a essi ili tutte le ela orazio i D relative all’ar heologia ed al patri o io ulturale. Conclusione: Nei prossi i a i l’ele e to D nella documentazione archeologica verrà sicuramente sostituito dal 3D, ad oggi però la gestione e la manipolazione di questi modelli in ambiente GIS risulta ancora macchinosa ed incompatibile con la maggior parte dei software; sono già Via Campo di Lago, 5 - 47863 Novafeltria (RN)  Telefono: 333.5634791 Mail [email protected] websitehttp://www.os-culture.org disponibili le tecnologie per realizzare i modelli, ma manca un sistema che ne consenta una gestione organica. Tenendo conto della velocità co ui l’i for ati a e la te ologia si evolvono, è consigliabile continuare ad acquisire il maggior numero d’informazioni sul campo, anche se non direttamente utili al lavoro di documentazione (un maggiore numero di foto durante i lavori di scavo non comporta costi aggiuntivi); questi dati potranno in futuro generare nuove occasioni di studio e di organizzazione del dato archeologico, proprio grazie ai sistemi tridimensionali di nuova generazione. ESEMPI DI MODELLI 3D OTTENUTI DA FOTOGRAFIE Elaborazione 3D di un vaso proveniente da Shahr-i Sokhta (Iran). Editing by Tommaso Saccone Per navigare il modello: https://skfb.ly/DGIX Via Campo di Lago, 5 - 47863 Novafeltria (RN)  Telefono: 333.5634791 Mail [email protected] websitehttp://www.os-culture.org Modellazione 3D della Tomba 58 di Sinaw (Oman). Editing by Tommaso Saccone Per navigare il modello: https://skfb.ly/DVAS Via Campo di Lago, 5 - 47863 Novafeltria (RN)  Telefono: 333.5634791 Mail [email protected] websitehttp://www.os-culture.org RIFERIMENTI E LINK UTILI http://it.wikipedia.org/wiki/Modellazione_3D http://it.wikipedia.org/wiki/Scanner_Laser_3D http://www.agisoft.com/ http://www.agisoft.com/pdf/PS_1.0.0%20-Tutorial%20(BL)%20-%203D-model.pdf https://sketchfab.com/ http://www.os-culture.org/index.php/tutorial-photoscan-pro Via Campo di Lago, 5 - 47863 Novafeltria (RN)  Telefono: 333.5634791 Mail [email protected] websitehttp://www.os-culture.org