DiCIV - Dipartimento di Ingegneria Civile
Università degli Studi di Salerno
Da quando la quotidianità di ciascuno si è spostata online, le attuali esigenze di fruizione, valorizzazione e conservazione del Cultural Heritage (CH) evidenziano la necessità di definire nuovi modelli di comunicazione. Con il supporto delle odierne tecnologie e con la finalità di rendere il pubblico partecipativo all’offerta culturale della Città di Crotone, il Laboratorio Modelli del Dipartimento di Ingegneria Civile dell’Università di Salerno ha condotto una campagna di rilievi per la digitalizzazione dei beni del territorio crotonese, adottando soluzioni differenziate caso per caso.
Le attività sono state condotte attraverso l’implementazione di alcune delle moderne metodologie di indagine disponibili nel campo del rilievo: handheld scanner, fotogrammetria close-range, sistemi di Terrestrial Laser Scanning e di Mobile Mapping con tecnologia SLAM, oltre a sistemi a pilotaggio remoto con camere RGB e ricevitori Global Navigation Satellite System (GNSS) per la corretta georeferenziazione del dato – quando possibile – al fine di garantire l’assenza di contatto, requisito fondamentale per la particolarità dei beni da rilevare. Ad una prima fase di acquisizione dati, dunque, ha fatto seguito l’elaborazione per la restituzione di modelli tridimensionali, poi implementati in ambiente BIM, finalizzati ad una successiva realizzazione di scenari di fruizione sia on-site che off-site.
Rilievi aerofotogrammetrici da SAPR (Sistemi Aeromobili a Pilotaggio Remoto) per la rappresentazione dell’area archeologica di Capocolonna
Queste operazioni hanno consentito di ottenere prodotti di tipo cartografico, come modelli digitali del terreno (DTM – Digital Terrain Model), modelli digitali delle superfici (DSM – Digital Surface Model), per enfatizzare la topografia dell’area in esame e ortofoto, che permettono di avere informazioni dettagliate della morfologia del territorio.
Rilievo fotogrammetrico very close-range per la digitalizzazione dei reperti dei musei di Crotone e di Capo Colonna
Lorem ipsum Per la digitalizzazione di manufatti di piccole e medie dimensioni di carattere museale, anche in relazione alle caratteristiche del reperto, si è deciso di procedere con tecnologie a luce strutturata e/o con la fotogrammetria multi-immagine. Si consideri che gli oggetti del rilievo sono stati molto variegati sia nei materiali, che nella tipologia: anfore, are, cippi, crateri, statue e statuine in pietra, terracotta o marmo, frammenti di vario genere, triglifi, numerosi manufatti in bronzo, monete (etc.).
Nel caso di manufatti opachi di medie dimensioni con texture semplici, la strumentazione impiegata ha riguardato due sistemi di misurazione 3D a luce strutturata: Artec Eva e Artec Leo.
Nel caso di manufatti micro incisi, molto dettagliati, riflettenti e scuri, la strumentazione impiegata è stata costituita da un sistema fotogrammetrico composto da una fotocamera con un sensore full-frame. L’illuminazione diffusa studiata ad hoc per i singoli casi, ha permesso di lavorare con tempi rapidi e una soddisfacente nitidezza.
Rilievo fotogrammetrico close range per la restituzione di una parte delle antiche fortificazioni cittadine, nota come Rivellino Miranda
La fortificazione, nota anche come Conigliera, fu realizzata durante il viceregno di Giovanni de Zuniga, conte di Miranda (1586-1595), in ricordo delle quali rimane un blocco di pietra squadrata collocato al cantonale e recante la scritta “MIRANDA” e fa parte di un intervento resosi necessario negli anni del viceregno per arrestare il crollo della Muraglia della Capperrina, ormai vecchia e lesionata. Portata a termine nel 1597, fu utilizzata come difesa accessoria al castello, come testimoniato dalle numerose iscrizioni lasciate da coloro che vi lavorarono.
Proprio per rilevare questi elementi, fondamentali per la corretta datazione dell’opera, abbiamo optato per l’impiego della fotogrammetria close-range, in grado di garantire tanto l’accuratezza metrica quanto quella cromatica degli elaborati restituiti. Nel dettaglio abbiamo utilizzato un’asta telescopica in carbonio, estensibile fino a venti metri, su cui è stata montata una fotocamera munita di stabilizzatore a due assi, controllabile da radiocomando. Il sistema ci ha consentito di operare in un contesto urbano densamente edificato senza dover ricorrere ad aeromobili a pilotaggio remoto.
Rilievi con Terrestrial Laser Scanner (TLS) per la rappresentazione delle mura del Castello di Carlo V
La campagna di rilievo delle mura del Castello di Carlo V della città di Crotone è stata condotta con l’utilizzo di un laser scanner a differenza di fase, con ricevitore GPS integrato. Come noto, strumenti come questo permettono il rilievo di tutte le superfici visibili da un determinato stazionamento, tuttavia richiedono acquisizioni da differenti posizionamenti per limitare i naturali coni d’ombra. Nello specifico, muovendosi lungo il perimetro del caso studio, approssimativamente di lunghezza pari a 600 m e coprendo una superficie totale intorno a 2 ha, sono state allestite 97 stazioni. Lo strumento è stato impostato con una risoluzione pari a 7,5 mm a 10 m di distanza, con una qualità di 3x (la misurazione di ogni punto è ripetuta per tre volte e sulle tre osservazioni viene calcolato un valore medio). Per l’elaborazione delle nuvole di punti generate dal TLS è stato utilizzato il software proprietario Faro Scene (nella release 5.1.6), procedendo con l’identificazione dei punti omologhi tra le diverse scansioni in base ad un riconoscimento da vista dall’alto e controllo nuvola a nuvola.
Modellazione BIM del Castello di Carlo V
Per la modellazione dell’involucro del complesso architettonico si è adoperato il consolidato approccio o Scan-to-BIM, a partire dal rilievo integrato – con laser scanner e fotogrammetrico – della struttura e del paesaggio circostante. La procedura di modellazione viene inquadrata nella cosiddetta metodologia HBIM (Historic Building Information Modelling), concentrando la sperimentazione effettuata su una modellazione realistica e correttamente georeferenziata del contesto urbano, nonché sulla accurata riproduzione morfologico-colorimetrica di alcune aree di dettaglio opportunamente selezionate.
Nel dettaglio, la metodologia proposta può essere organizzata nelle tre fasi riportate di seguito:
GEO: Georeferenziazione;
FSC: Modellazione federata e impostazione delle coordinate condivise;
ARC: modellazione architettonica.
La procedura proposta è iterativa ed è stata messa in opera in parte manualmente e in parte impiegando script di Visual Programming Language (VPL) sviluppati appositamente.
Modellazione BIM del Museo Archeologico Nazionale di Crotone e Museo del Parco Archeologico Nazionale di Capo Colonna
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La ricerca fin qui condotta, supporta l’ipotesi di creazione di un sistema informativo museale, in ambiente BIM, collegato a banche dati esterne per la gestione delle informazioni relative al museo stesso e alle collezioni in esso presenti. Per il Museo Archeologico Nazionale di Crotone e il Museo del Parco Archeologico Nazionale di Capo Colonna, oltre alle scansioni di manufatti di piccole e medie dimensioni, sono stati realizzati due modelli in ambiente BIM dell’intero edificio, sulla base di documentazione desunta in letteratura.
I modelli risultanti contengono essenzialmente informazioni riconducibili ad un livello di dettaglio base e possono essere considerati un iniziale passo verso l’implementazione di modelli HBIM. Infatti, accrescendo i contenuti informativi dei modelli – con dati che documentano la consistenza dei musei in epoche diverse e i relativi modelli digitali delle opere d’arte – sarà possibile creare un archivio digitale dell’evoluzione museale nel tempo. I vantaggi di un modello HBIM siffatto interessano:
1. le soprintendenze che avrebbero uno strumento di verifica e controllo in quanto il modello HBIM fornisce una minuziosa mappatura di tutte le opere su territorio;
2. i restauratori che possono consultare il modello e i documenti connessi come per esempio le mappe del degrado da utilizzare in cantiere per pianificare e guidare gli interventi da eseguire;
3. gli studiosi e accademici, possono consultare il modello per accedere alle fonti archivistiche e al materiale iconografico;
4. gli studenti per lo studio della storia dell’arte, che possono consultare dei modelli multimediali e vivere esperienze immersive accrescendo il coinvolgimento con le opere visitate.
Conclusioni
Le nuove procedure digitali, in sintesi, sulla base di una metodologia sinergica e transdisciplinare fondata sul rilievo e sulla rappresentazione del bene, consentono di approdare a piattaforme di condivisione aperta che portino realmente alle generazioni future un valore aggiunto in termini di conoscenza e diffusione dei risultati della ricerca svolta.
