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Il rilievo 3D dei piccoli oggetti:

strumenti, metodi e applicazioni

Dott. e Arch. Sergio Di Tondo

Microgeo s.r.l.

La memoria geometrica degli oggetti:

dal millimetro al micron

20 Maggio 2014

Nikon Instruments s.p.a

Microgeo s.r.l

La memoria geometrica degli oggetti: dal millimetro al micron

La memoria geometrica degli oggetti: la copia

Johann J. Winckelmann

IL BELLO NELL’ARTE Scritti sull’arte antica

1755


Museo di arte classica (detto dei gessi),Fac. Di Lettere e Filosofia, La Sapienza, Roma


Firenze Museo dell’Accademia, Fac. Di Architettura, Aula Minerva.


La memoria geometrica degli oggetti

Le tre Grazie

Antonio Canova

Marmo 1813-1816

Museo dell’ Ermitage,

San Pietroburgo


La memoria geometrica degli oggetti

Le tre Grazie

Antonio Canova 1813-1816

Prototipo in gesso

Gipsoteca Canoviana di Possagno

Le statue canoviane infatti non

nascevano quasi mai dalla lavorazione diretta e intuitiva del marmo, ma dopo

un metodico e precisissimo studio, dal

disegno all’argilla, dal gesso al marmo.

Il modello in gesso, in particolare, veniva realizzato con una colata in un

calco ricavato dalla precedente opera

in argilla; nel gesso venivano applicate

le "repère", i chiodini di bronzo tuttora

visibili nelle statue di Possagno, che consentivano - con un

apposito pantografo- di trasferire le

misure e le proporzioni dal gesso al

marmo.


La memoria geometrica degli oggetti: modellazione reality based

Realizzazione di modelli digitali tridimensionali mediante un CAMPIONAMENTO

Si tratta di una procedura utilizzata principalmente nell’ambito del rilievo strumentale eseguito con sensori attivi e passivi.

MODELLAZIONE REALITY BASED


CAMPIONAMENTO (sampling)

In ambito informatico per campionamento si intende la digitalizzazione ad intervalli regolari nel tempo di un fenomeno di tipo analogico; questo sistema consente di archiviare fedelmente in forma digitale, quindi attraverso un numero discreto di informazioni, il dato fenomeno di tipo analogico. Affinché il campionamento sia efficace alla ricostruzione dell’evento, è necessario rispettare una relazione precisa (Teorema del Campionamento) tra la velocità di campionamento e la velocità di mutazione dell’evento.


STRUCTURED POINT CLOUD MODEL

Grid point cloud model

This is the case of

aech scan acquired by

means terrestrial laser

scanner.

Grid point cloud model

the 3D coordinates are

arranged in a two

dimensional regular

grid

P (x, y, z, R, G, B)


Point cloud model

should be converted

automatically into a

mesh model.

Saving poit cloud

model in binary text file

format it’s possible to

preserve vertex color

value.

Mesh model and

diffuse color map

should be generated

automatically.

STRUCTURED POINT CLOUD MODEL


CAMPIONAMENTO: STRUCTURED POINT CLOUD MODEL (nuvola di punti strutturata)

Range Map acquisita con un sistema di acquisizione a sensori attivi a triangolazione a lama di luce laser in movimento


LEVEL OF NOISE (livello di rumore)

“Campionamento“ vs “ Livello di rumore”

Generalmente si impone un passo di campionamento (ove

possibile) maggiore o uguale al livello max. di rumore

prodotto naturalmente dallo strumento


LEVEL OF NOISE (livello di rumore)


Solutionix: Triangolazione a luce strutturata (principio di funzionamento)

P (x,y,z)

d

ω

α

S1

C2


Solutionix: Triangolazione (principio di funzionamento)

f: dist. Focale o principale

p: dist. Rispetto al centro ottico

α e b : noti previa calibrazione del sistema

β: noto p si ricava con teorema angoli opposti.

triangolo di cui sono noti la base b e gli angoli

opposti alla base 90 - β e

90 - α


Solutionix: Triangolazione a luce strutturata (a proiezione di pattern)

(principio di funzionamento)

Projector Camera

Un sistema a luce

strutturata utilizza per il suo

funzionamento la proiezione di un

pattern direttamente sulla

superficie dell'oggetto. Proiezione

di luce strutturata: basati sulla

proiezione di una sequenza di

pattern codificati. In questo caso

la deformazione indotta dalla

superficie dell’oggetto viene

acquisita tramite una telecamera

e sfruttata per il calcolo delle

coordinate tridimensionali. Questi

sistemi sono detti anche a

“campo intero” perché per ogni

punto sensibile del CCD del

sistema di acquisizione si ricava

una tripletta(x,y,z)



Tipologia a camera doppia

Pattern

projector

Camer

a

Pattern

projector

Camera

2

Camera

1

� Basato su parametri di

calibrazione tra proiettore e

camera

Χ Impossible to cross-check the

scans using only one camera

� Basato su parametri di

calibrazione tra due camere

� Ability to cross-check the scans

with two cameras

� Più accurato e preciso del sistema

a camera singola


Scanning Area (Campo di acquisizione) FOV (Field Of View)


Solutionx: schede tecniche


Allineamento e registrazione delle range maps


Solutionx : modelli e caratteristiche. DS2


Solutionx : modelli e caratteristiche: CS+


Solutionx : modelli e caratteristiche: REXCAN 4


Solutionx : References


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