Il rilievo 3D dei piccoli oggetti: strumenti, metodi e applicazioni

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1 Nikon Instruments s.p.a Microgeo s.r.l La memoria geometrica degli oggetti: dal millimetro al micron 20 Maggio 2014 Il rilievo 3D dei piccoli oggetti: strumenti, metodi e applicazioni Dott. e Arch. Sergio Di Tondo Microgeo s.r.l.

2 La memoria geometrica degli oggetti: la copia Johann J. Winckelmann IL BELLO NELL ARTE Scritti sull arte antica 1755

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

4 La memoria geometrica degli oggetti: dal millimetro al micron Firenze Museo dell Accademia, Fac. Di Architettura, Aula Minerva.

5 La memoria geometrica degli oggetti Le tre Grazie Antonio Canova Marmo Museo dell Ermitage, San Pietroburgo

6 La memoria geometrica degli oggetti Le tre Grazie Antonio Canova 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.

7 La memoria geometrica degli oggetti: modellazione reality based

8 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.

9 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.

10 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)

11 STRUCTURED POINT CLOUD MODEL 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.

12 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

13 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

14 LEVEL OF NOISE (livello di rumore)

15 Solutionix: Triangolazione a luce strutturata (principio di funzionamento) S1 ω d α P (x,y,z) C2

16 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 -βe 90 -α

17 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)

18 Solutionix: Triangolazione a luce strutturata (principio di funzionamento)

19 Solutionix: Triangolazione a luce strutturata (principio di funzionamento) Basato su parametri di calibrazione tra proiettore e camera Pattern projector Tipologia a camera doppia Camer a Χ Impossible to cross-check the scans using only one camera Basato su parametri di calibrazione tra due camere Camera 1 Pattern projector Camera 2 Ability to cross-check the scans with two cameras Più accurato e preciso del sistema a camera singola

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

21 Solutionx: schede tecniche

22 Allineamento e registrazione delle range maps

23 Solutionx : modelli e caratteristiche. DS2

24 Solutionx : modelli e caratteristiche: CS+

25 Solutionx : modelli e caratteristiche: REXCAN 4

26 Solutionx : References

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