Relatore: Francesco Fassi

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1 Relatore: Francesco Fassi Responsabili scientifici: Prof. Carlo MONTI, Prof.ssa Raffaella BRUMANA Gruppo: C. ACHILLE, L. FREGONESE, F. FASSI, F. PRANDI, C. MONTI, C. COGNI, H. TUNCER, B. CUCA, D. ORENI, G. UGGERI, S. PARRI, G. MONTI, L. TAFFURELLI

2 "C i t i l di tt i il l i i d ll Vill "Concorso internazionale di progettazione per il recupero e valorizzazione della Villa Reale di Monza e dei Giardini di pertinenza", concluso il 3 dicembre 2004 con la proclamazione dell Arch. Giovanni Carbonara, vincitore.

3 Lotto o III I Lotto Le Sale del Primo Piano Nobile del Corpo Centrale Corpo Centrale Villa Reale I Rilievi I, II e III Lotto VI Villa Reale Le Sale del Corpo centrale Piano Nobile Scatolari 3D V Villa Reale Il rilievo degli scatolari 2D I I - II RILIEVI REA R AR Ala Nord Serrone Villa Teatrino Rotonda Ala Sud Cavallerizza Isa I Giardini di Pertinenza La Villa IV Villa Reale Corpi di fabbrica principali III Corpus Villa Edifici principali p II Corpus Villa Edifici, pertinenze, giardini ex PIM Il Parco La Villa I Villa, Parco e Villini

4 Rilievo finalizzato alla produzione di prodotti classici di tipo architettonico Esigenze Nella realtà italiana prodotti innovativi non possono ancora essere utilizzati Il mondo professionistico è ancora legato ai classici stili di utilizzo di tavole tecniche 2D per la progettazione e la visualizzazione Rilievo finalizzato alla produzione di materiale per visualizzazione 3D virtuale Si sente comunque la necessità di avere prodotti nuovi per fini di visualizzazione e diffusione Rilievo in ambiente ostile Tempi di rilievo, elaborazione, e consegna prodotto limitati Villa in costante stato di restauro straordinario Esigenze politiche e tecniche di concludere i vari step di lavoro

5 Lavoro eseguito in diversi anni Rilievo geometrico Si sono usate e sperimentate nuove tecnologie Rilievo topografico Fotogrammetria terrestre Laserscanner Esperienza della crescita e dello sviluppo di nuove tecnologie hardware e software PCI Apex No laser Cyclone Socet SET Photomodeler PI-3000 Leica hds 2500 Leica HDS 3000 Handyscan 3D Leica Tscan Rapidform Polyworks Geomagic Rapidform XO

6 Utilizzo dati Topografia come supporto alla fotogrammetria e laser scanner e al rilievo geometrico diretto Appoggio topografico: coordinate GCP Georeferenzazione di diversi data set in un unico sistema di riferimento Misura di punti e/o distanze per il controllo del risultato finale

7 Creazione di Ortofoto e Fotopiani ad Alta Risoluzione Utilizzo dati Fotogrammetria come supporto alla modellazione Virtua lizzazi one Texture dei modelli 3D utilizzando Proiezione prospettica dei singoli fotogrammi Proiezione ortogonale di fotopiani e/o g p / ortofoto

8 Raccolta veloce di dati Utilizzo dati Laser scanner come supporto al rilievo diretto Estrazione di elementi costruttivi (Rilievo diretto virtuale?) Utilizzo dati Laserscanner come supporto alla fotogrammetria Estrazione di elementi costruttivi da utilizzare con elementi di interesse Modelli 3D speditivi (si utilizza la nuvola di punti grezza) come DSM per ortofoto Virtua lizzazi one Utilizzo superfici mesh semplificate per ambiente virtuale

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10 DIIAR Rilievo geometrico diretto Rilievo topografico

11 DIIAR

12 DIIAR Rilievo diretto Rilievo topografico

13 DIIAR Rilievo dei materiali e delle patologie di degrado delle superfici interne

14 Creazione di Fotopiani ed Ortofoto ad alta o altissima risoluzione

15 Fotopiani dei Fronti

16 Digitalizzazione dei fotopiani Fotopiani dei Fronti

17 Digitalizzazione dei fotopiani Fotopiani dei Fronti

18 III Corpus Villa Edifici principali DIIAR Rilievo dei materiali e delle patologie di degrado dei prospetti esterni

19 DIIAR

20 Creazione di Fotopiani ed Ortofoto ad alta degli ambienti interni

21 Ortofoto Volta dello Scalone Reale

22 Ortofoto Volta della Sala degli Uccelli

23 Ortofoto Volta del Salotto

24 Creazione modelli 3D degli ambienti interni

25 Modellazione classica: utilizzo di informazioni di tipo topografico e rilievo diretto

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27 Modello 3D testurizzato. Il modello è stato costruito per via fotogrammetrica integrando con informazioni rilevate topograficamente

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29 Leica HDS 3000 System performance between 0 and 50 m scan range: Accuracy in the distance measurement = 4mm Angle (both vertical and horizontal) 60microradians target acquisition accuracy 1,5mm modelled surface precision = 2mm.

30 Sala dei Quadri Sala da Pranzo di Famiglia Nuvole laser scanner Acquisite con Leica HDS 3000

31 Sala della Pendola Scansione singola Risoluzione i 0.8 cm a 5 m

32 Sala della Pendola

33 Volta dell ingresso 8 scansioni 20 milioni di punti Risoluzione 1 cm a 10 m

34 Estrazione linee costruttive dalla nuvola laser

35 Integrazione tra di oggetti laser scanner nel modello 3D semplificato

36 La Sala dei Quadri

37 VI - Villa Reale - Corpo Centrale I Piano Nobile - le stanze di rappresentanza

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39 Leica T-Scan is a high-speed hand scanner. The working distance is Min/Max mm and a scanning width (within working distance): 90mm ±25mm from the object. Set-up times are minimal, and there is no need for photogrammetric targets. (measures up to 7000 points per second) The laser tracker have the function to pinpoint the location of the object (X, Y, Z) from the basis of the Local Positioning Technology that will be the centre of the georeference system. In this type of application is normally joined with T-Cam system. The T-Cam has the ability to acquire any rotation of a given object (i, j, k). T-Cam features include: High-precision ii Vario Optic Very homogenous orientation for the T-Probe and T-Scan and consistently accurate measurements Precision quick release for reassembly without any compensation needed High stability and extremely robust

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43 VI - Villa Reale - Corpo Centrale I Piano Nobile (le stanze di rappresentanza)

44 V - Villa Reale - Corpo Centrale I Piano Nobile (le stanze di rappresentanza)

45 La navigazione dei fotopiani

46 La navigazione delle ortofoto

47 La Sala del Biliardo Ortofoto della Volta

48 Filmato Sala della Pendola Filmato Salone da Ballo

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50 Usare strumentazioni e tecniche nuove che velocizzano il lavoro di rilievo FOTOGRAMMETRIA LASER SCANNER Linear -based Surface-based Permettono un rilievo relativamente veloce Si collezionano tutti gli elementi della scena utilizzabili in post elaborazione Permettono di produrre prodotti classici i e moderni Preliminare i Orientamento t fotogrammi Modello 3D discreto immediato Modello 3D Creazione superficie i mesh per auto correlazione per triangolazione automatica

51 FOTOGRAMMETRIA LASER SCANNER I risultati dipendono dll dalla geometria ti di presa dalla qualità delle immagini Software e algoritmi ancora in fase di sviluppo Software per fotogrammetria aerea che non elaborano immagini molto angolate Molto costosi Modelli 3D per autocorrelazione presentano problematiche Problemi relativi al mancanza di texture Problemi relativi a illuminazione inadeguata Correzione manuale del DSM automatico Lunga e laboriosa Estrazione elementi costruttivi in stereoscopia Relativamente facile e veloce Si riesco a rilevare anche zone lontane o in posizioni difficili I risultati dipendono dal tipo di strumentazione Software ed algoritmi in fase accelerata di sviluppo In generale costosi Problemi con numero di punti molto elevato Estrazione elementi costruttivi Automatica problematica Estrazione elementi costruttivi Manuale difficile e laboriosa

52 Utilizzo dati laserscanner come supporto alla fotogrammetria Modello 3D in autocorrelazione problematico Nuvola laser GEOREFERENZIATA Collezionare GCP Come DSM Come supporto all autocorrelazione Nel caso di DATI non sufficientemente risoluti La nuvola laser fornisce milioni di punti Teoreticamente sarebbero a diposizione milioni di GCP per l orientamento delle immagini MA Laser per l architettura l individuazione di punti d interesse è difficoltosa e molto poco precisa Problemi di rototraslazione e georeferenzazione della nuvola laser nello stesso sistema di riferimento topografico/fotogrammetrico Problema risolvibile con target laser (quantità elevata! Compaiono nella foto!)