DISEGNO dell’ ARCHITETTURA II · scala metrica l’immagine. Permette, inoltre, di correggere le...

DISEGNO dell’ ARCHITETTURA II

Raddrizzamento fotografico

Le diapositive costituiscono unicamente una base per lo sviluppo della lezione e, come tali, non

sostituiscono in alcun modo i testi consigliati.

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Il fotoraddrizzamento è la tecnica che ha come obiettivo

quello di misurare lunghezze (su uno stesso piano o su

piani diversi) ovvero di rilevare quantità metriche da

fotografie assegnate.

I materiali da cui partire sono foto aeree, terrestri,

metriche e non metriche.

Le immagini da trattare, possono essere in bianco e

nero, 256 colori.

“Digitale”deriva dal fatto che i fotogrammi da cui

effettuare le misurazioni devono essere in formato

digitale.

Questo passaggio, oggi è sostituito dall’avvento delle

fotocamere digitali, ma permette di operare anche con

pellicole tradizionali.

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Il metodo è applicabile con buoni risultati nei casi in cui

si hanno distanze di presa limitate a causa di un

impedimento architettonico; ci sono oggetti piani come

mosaici, affreschi, pavimentazioni, prospetti senza

aggetti, per valutare lo stato di conservazione dei

manufatti o abusi effettuati su questi.

La tecnologia consente l’utilizzo di fotocamere non

metriche (comuni macchina fotografica) nel caso di

utilizzo delle fotocamere metrica (orientamento interno:

distanza principale e raggio principale ed esterno) i

risultati sono molto accurati.

L’operazione consiste nel passare da un’immagine

fotografica in prospettiva ad una in proiezione

ortogonale detta fotopiano

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Raddrizzamento fotografico: fotogrammetria

La fotogrammetria è l’insieme

delle procedure che utilizzano

immagini fotografiche di un

oggetto per ricavarne la

posizione, la forma e le

dimensioni. Tale operazione

viene fatta utilizzando le

prospettive fotografiche centrali

mediante osservazione

stereoscopica.

La visione stereoscopica, simula

la vista dell’occhio umano, che

avendo 2 punti di vista è

steriescopica. Questo consente,

entro certe distanze, di valutare

anche la profondità di un oggetto

e la sua distanza

dell’osservatore, oltre alla sua

larghezza ed altezza.

Sfruttando questo principio, con

un restitutore è possibile

prendere le misura da due

fotogrammi adiacenti.

Ripresa aerea per la mappatura del territorio dis_a

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Restituzione prospettica da una fotografia

Restituzione prospettica

La restituzione prospettica è

un procedimento di costruzioni

geometriche, basato sul

metodo della prospettiva.

Dall’immagine prospettica di

un oggetto, si determinano le

vere misure e grandezze

dell’oggetto stesso.

Sfruttando queste proprietà,

elaborando una fotografia

(immagine della realtà in

prospettiva) è possibile

effettuarne la restituzione

prospettica dell’oggetto

ripreso ottenendo una

proiezione ortogonale dello

stesso.

La fotorestituzione 3D è

finalizzata a riprodurre con

l'ausilio di fotografie, dei

modelli tridimensionali come

copie virtuali di manufatti

architettonici.

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FASE I: RIPRESA FOTOGRAFICA

Operazione proiettiva: assegnato un centro di proiezione

proprio e un oggetto si determina una proiezione che comporta

una deformazione delle forme e grandezze reali in funzione

della distanza del centro stesso di ripresa.

La parte dell’oggetto più vicina all’osservatore ha una

maggiore definizione rispetto a quella più lontana.

L’oggetto ha un suo sistema di riferimento, ma occorre

considerare la posizione del piano della pellicola rispetto ad

esso che, come visto in altra parte del corso, se non è

parallelo all’oggetto genera la convergenza delle linee che

nella realtà risultano parallele.

Al fine di limitare la presenza delle “linee cadenti”,

bisognerebbe avere la lastra fotografica parallela al piano

dell’oggetto.

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FASE II: CORREZIONE DELLA DISTORSIONE

Le foto dell'oggetto da rilevare, eseguite con

comuni macchine fotografiche dotate di diversi

obbiettivi, anche grandangolari, possono risultare

distorte. Questo dipendente dall’aberrazione

fotografica e può essere a barilotto o a cuscinetto

in base alla forma che assume un ipotetico

reticolo rettangolare.

I software di raddrizzamento fotografico eliminano

le distorsioni ottiche proprie degli obiettivi.

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Raddrizzamento fotografico FASE III: definizione delle misure note

Individuando le linee di fuga e specificando due

misure (orizzontale e verticale), il programma

raddrizza e mette in scala la fotografia,

eliminando la convergenza delle linee che nella

realtà sono parallele, restituendo una immagine

rettificata che può essere elaborata con

programmi CAD o per la ripresa diretta delle

misure, essendo questa una proiezione

ortogonale in una scala grafica nota.

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Alcuni software per il raddrizzamento fotografico.

DIGICAD 3D

Fotogrammetria architettonica e cartografia

ALLPLAN PHOTO

Software per il rilievo fotografico con foto raddrizzamento e calibrazione su CAD

GIOTTO 3 –TRACE

Applicazione per il raddrizzamento di immagini fotografiche, il fotomosaico e la restituzione grafica

IMAGOLD

Software per gestione, fotoraddrizzamento e fotocomposizione di immagini per rilievi di facciate o

vettorializzazioni anche automatiche

PHOTOMETRIC

Software di raddrizzamento digitale

TRIDMETRIX

Software di fotoraddrizzamento

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Un software di rilievo fotografico e fotoraddrizzamento con gli algoritmi di fotogrammetria consente di

correggere le deformazioni fotografiche, raddrizzare le immagini, identificare le linee di fuga e calibrare in

scala metrica l’immagine.

Permette, inoltre, di correggere le distorsioni con semplici operazioni sui punti chiave.

La calibrazione avviene in modo preciso con l'inserimento di due misure rilevate.

Consente di disegnare geometrie bidimensionali che poi saranno esportate verso qualsiasi CAD

unitamente all’immagine o separatamente. Possono essere esportate con vista raddrizzata o in

prospettiva. Un ulteriore dato fornito dal software sono i protocolli di rilievo, esportabili direttamente in

formato Excel o Word.

Ripresa fotografica Immagine raddrizzata Rilucidatura con l’immagine in sottofondo. dis_a

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11 Raddrizzamento fotografico

Il software TriDmetriX permette una serie di operazioni mirate alla misura da eseguire

sulle

fotografie.

In particolare grazie al programma è possibile:

• la correzione della distorsione radiale prodotta dall'obiettivo, per aumentare la

precisione delle misure

• il raddrizzamento d'immagine mediante metodi diversi

• la mosaicatura, o unione di immagini raddrizzate

• l'estrazione di segmenti quotati i cui estremi possono non essere sul prospetto

dell'oggetto.

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Concetti di fotogrammetria utili all'uso efficace del programma .

Le tecniche fotogrammetriche si basano sul modello cosiddetto “pin-hole”, tale modello

concettuale rappresenta uno schema geometrico di sintesi di una fotocamera.

Gli elementi caratterizzanti sono:

-la lastra: la superficie sulla quale si forma l'immagine;

-il centro di proiezione: il punto di dimensioni infinitesime attraverso cui passa la luce

proveniente dall'esterno della fotocamera (C.P.),

tale punto è il centro dell’obbiettivo.

-il punto principale: il punto di intersezione tra la

lastra ed il raggio luminoso passante per il centro

di proiezione perpendicolare alla lastra (P.P.);

-la distanza focale: la distanza fra il centro

di proiezione ed il punto principale (F).

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Questi pochi elementi permettono di descrivere con regole geometriche la formazione

dell'immagine sulla lastra. Va aggiunto che tale modello non tiene conto delle deformazioni prodotte dal pacchetto di lenti della fotocamera. In altre parole la luce proveniente dall'esterno

non segue una traiettoria perfettamente rettilinea attraversando le lenti, come invece si

suppone immaginando che transiti per un punto di dimensioni infinitesime come il centro di

proiezione. Per tale motivo in cascata alla semplice proiezione geometrica si introducono delle

funzioni di correzione che tengono conto di questo fenomeno.

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INDICAZIONI SUL METODO DA USARE PER ESEGUIRE FOTOGRAFIE

Le immagini sono indipendenti dal programma e quindi di validità generale.

La fase di presa deve essere progettata per fornire al committente la qualità e precisione

richiesta. Fra le specifiche che vengono richieste al tecnico ci sono la precisione da ottenere o

almeno la scala delle rappresentazioni e delle tavole tecniche da presentare.

Va tenuto presente che l'errore di graficismo di una tavola stampata è pari a 0.2 mm. Se, ad

esempio, la scala della rappresentazione è 1:100 l'errore di graficismo sarà pari a 2 cm. Ne

segue che le immagini o le misure dovranno garantire un errore massimo pari a tale quantità.

Sulla base di tale dato le prese andranno progettate, noto l'oggetto da misurare ed il contesto in

cui è inserito, in funzione della strumentazione fotografica disponibile

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Installato e lanciato il programma è necessario

richiedere una chiave temporanea comunicando il

seriale del programma che si trova nel menù

HELP.

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Il software è composto da quattro finestre che permettono la gestione del progetto. Passiamo

all'analisi delle finestre.

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Finestra modi di lavoro

È la finestra che permette la gestione dei dati del progetto. Raccoglie le schede dei moduli di

lavoro.

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FASE 1. CORREZIONE DELLA DISTORSIONE.

Permette di eliminare la deformazione prodotta dall'obiettivo di una fotocamera. Può essere

usata con un metodo semplificato ad un solo parametro (che elimina circa il 95% della

deformazione) oppure fornendo i parametri del certificato camera se si ha a disposizione una

fotocamera digitale calibrata (calibrazione secondo standard ISP)

La scheda raccoglie gli strumenti per

individuare, modificare ed eliminare i poli-

segmenti, rettilinei nella realtà, che

sull'immagine vengono visti deformati. Indicando

al sistema alcuni di questi segmenti, fornendo

estremo iniziale, intermedio e finale, questo è in

grado di stimare il grado di distorsione

dell'immagine. Sono sufficienti due segmenti per

attivare il calcolo, anche se si raccomanda di

individuare un numero di poli-segmenti maggiore

ed inoltre di scegliere segmenti lunghi e ben

distribuiti su tutta l'immagine.

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Dal menù FILE è possibile caricare l’immagine da trattare.

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La prima fase è la correzione della

distorsione dovuta all’obiettivo.

Si tracciano delle linee che nella

realtà sono rettilinee, inserendo

punto iniziale, secondo punto e

punto finale.

Con il tasto ALT+ la rotella del mouse è possibile ingrandire la

zona per l’inserimento del punto.

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Cliccando sul tasto della correzione rapida si ottiene la

richiesta del programma di definire la scala della nuova

immagine. Si consiglia di lasciare un fattore pari a 1.

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Questa visualizzata è

l’immagine senza distorsioni.

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FASE 2. RADDRIZZAMENTO CON METODO GEOMETRICO

Permette di raccogliere i dati geometrici, ossia segmenti verticali ed orizzontali, necessari al

raddrizzamento e al passaggio al modo di restituzione, per l'estrazione di segmenti 3D quotati.

Si tratta di inserire dei segmenti sull’immagine ricalcando gli spigoli della struttura in modo

prestabilito:

•Orizzontale da sinistra verso destra;

•Orizzontale avanti verso dietro;

•Verticale.

Maggiore è il numero di questi segmenti migliore sarà

la resa del raddrizzamento. Il minimo numero necessario

è di due segmenti per tipologia.

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FASE 2. RADDRIZZAMENTO CON METODO GEOMETRICO

I segmenti prescelti sono indicati con colori diversi.

Quindi non resta che effettuare il calcolo dei punti di fuga.

Se avrò assegnato tre tipi di linee potrò effettuare il calcolo

con 3 punti di fuga. dis_a

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FASE 2. RADDRIZZAMENTO CON

METODO GEOMETRICO

Effettuato il calcolo saranno attivi i tasti

sulla barra degli strumenti per il

raddrizzamento.

Il programma chiederà di definire lo spazio

sull’immagine da raddrizzare ed effettuerà

il raddrizzamento della zona designata.

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FASE 3. ESPORTARE LIMMAGINE IN SCALA

Sarà possibile esportare l’immagine in scala dall’ultimo

pannello, inserendo almeno una misura nota, potrò

esportare in .dxf e caricarla in autocad per la rilucidatura

completa.

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Con successivi raddrizzamenti sarà possibile eseguire il fotomosaico per ottenere l’intero prospetto

in scala da rilucidare.

Permette di unire due immagini raddrizzate specificando un minimo di due punti in comune. Se

sono stati collimati punti in comune la mosaicatura verrà eseguita sfruttando tali vincoli anche in

presenza di immagini georeferenziate. Questa modalità di lavoro è indipendente dagli altri moduli;

le immagini da unire possono avere qualsiasi origine e scala.

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