Fotogrammetria close-range e visual design per i beni culturali

Giving an overview about the state of art of cultural heritage technologies, it’s clear how the borderline between different survey approaches (three-dimensinal active and passive acquisition systems) and computer vision techniques (modeling and rendering) is getting thinner and more confused in favour of an increasing integration between cross-curricular elaborations and management systems. Aware of this background, a flexible working methodology aimed at cultural heritage documentation and virtual reconstruction can’t manage without the synergy affects gained by a smart combination of different survey approaches and visualization methods. In this research an interactive working methodology for the documentation of good architectural/archaeological value is proposed, taking under special consideration Image-Based Modeling gathering from Spherical Photogrammetry to automated 3D reconstruction from a sparse photo set (Structure from Motion). The interactive Image-Based Modeling (IBM) approach developed goes through different steps (surface reconstruction, inverse mapping and texture projection, real time rendering) and feeds back until an optimized and photo-realistic reconstruction of archaeological /architectural heritage is achieved. Close range Photogrammetry (Spherical Photogrammetry and Structure from Motion) are used to obtain metric data. Beside, Computer Vision applications (Surface Reconstruction, Inverse Mapping and Real Time Rendering) allow photo-realistic results and high communicative impact. The developed methodology ensures accuracy, accessibility and a high degree of flexibility for the photo-realistic model reconstruction and, although using low-cost tools and technologies, allows to meet quality standards and professional levels. Moreover the proposed research highlights how is possible, using the same panorama dataset, to combine the advantages of the two mentioned technologies (Spherical photogrammetry and Structure from Motion) to speed up the 3D photorealistic model reconstruction without losing metric and photometric accuracy. Again, using multimedia tools, reliable results were obtained by developing a platform for the management of survey acquisition data and the provision of innovative services to the visitors and the responsibles for archeological sites: reality-based 3D surveying, modeling and visualization applied to architectures and cultural heritage.

La documentazione, conservazione e analisi del patrimonio culturale ha a sua disposizione al giorno d’oggi una grande varietà di strumenti e tecnologie e risulta evidente come il confine tra i diversi approcci di rilievo (sistemi di acquisizione 3D attivi e passivi) e le tecniche di Compute Vision stia diventando labile a favore di una crescente integrazione tra settori multidisciplinari. In questo contesto, una metodologia di lavoro flessibile per la documentazione dei Beni Culturali e la ricostruzione virtuale non può prescindere dall’effetto sinergico garantito dalla combinazione critica di diversi approcci di rilievo e metodi di visualizzazione. In questa ricerca è proposta una metodologia di lavoro interattiva per la valorizzazione dei Beni Culturali, basata sull’Image-Based Modeling partendo dalla Fotogrammetria Sferica fino alla ricostruzione 3D automatizzata tramite tacniche di Structure from Motion. L’approccio sviluppato di interactive Image-Based Modeling (IBM) si sviluppa attraverso fasi differenti (surface reconstruction, inverse mapping e texture projection, real-time rendering) in modo iterativo al fine di ottimizzare le ricostruzione fotorealistica del Bene oggetto del rilievo. La Fotogrammetria Close-Range (Fotogrammetria Sferica e Structure from Motion) è usata per estrarre dati metrici mentre applicazioni di Computer Vision (Surface Reconstruction, Inverse Mapping and Real-Time Rendering) garantiscono risultati fotorealistici ed un alto impatto comunicativo. La metodologia sviluppata è accurata, accessibile, con un alto grado di flessiblità e, avvalendosi di strumenti e tecnologie low-cost, garantisce risultati professionali con elevati standard di qualità. In più la ricerca evidenzia come è possibile, usando gli stessi panorami necessari al rilievo fotogrammetrico, combinare i vantaggi dei due approcci sopra citati (Fotogrammetria sferica and Structure from Motion) per velocizzare la ricostruzione fotorealistica del modello senza perdere in accuratezza metrica e fotometrica. Infine la necessità di procedure personalizzate ha spinto verso un particolare linguaggio di programmazione visuale (vvvv) con l’obiettivo di sviluppare soluzioni di lavoro e prototipi proprietari per il rilievo 3D, la modellazione e visualizzazione/comunicazione dei Beni Culturali. Keywords.