NUOVI BENI ARCHITETTONICI E NUOVI STRUMENTI. APPROCCI PER IL RILIEVO E LA RAPPRESENTAZIONE.

Transcript

1 NUOVI BENI ARCHITETTONICI E NUOVI STRUMENTI. APPROCCI PER IL RILIEVO E LA RAPPRESENTAZIONE. Caterina Balletti, Silvia Mander Laboratorio di fotogrammetria CIRCE IUAV Università degli Studi balletti@iuav.it, mander@cidoc.iuav.it Abstract Siamo soliti a considerare come patrimonio architettonico da conservare e studiare quella parte di architettura appartenente a epoche e momenti storici lontani dal nostro tempo. Questa classificazione è stato però messa in discussione ed oggi si ritiene necessario analizzare, studiare e conservare anche l architettura più vicina ai nostri anni. Le caratteristiche dell architettura moderna e contemporanea rispetto a quelle precedenti comporta la definizione di nuovi approcci conoscitivo e nuove forme di rappresentazione rappresentazione. Anche se i metodi del rilievo possono essere gli stessi (topografia e fotogrammetria integrati alle più nuove strumentazioni), di certo la rappresentazione porta a studiare modi alternativi legati soprattutto all evoluzione anche degli standard di documentazione e conservazione. L introduzione dei nuovi strumenti laser scanner (che sottolineano la natura 3D del rilievo) e la natura stessa dell architettura contemporanea richiedono di utilizzare diversi metodi di rappresentazione: dalle proiezioni ortogonali, con disegni e immagini ortorettificate alla realizzazione del modello tridimensionale. Le tematiche indicate portano a meditare sulla necessità di un aggiornamento anche nelle regole di esecuzione e di rappresentazione del rilievo, ad un ampliamento dei canoni già fissati in precedenti capitolati. We are used to consider as architectural heritage that part of architecture belonging to historical periods and events. It is obvious that this classification, through the years, is always growing and the architecture of interest appears to be closer to our times. The different conception of architecture reflected in XX century s buildings appears even through a different cognitive approach and representation. Even if surveying methods can be the same (topographical and photogrammetrical integrated with new instrumentations), surely its representation invites to research alternative ways respecting, chiefly, the evolution in documentation and preservation standards. Texture acquisition becomes of primary importance, to be employed in orthogonal projection and in rendering models, to better describe materials and their state of maintenance. The introduction of laser scanning instruments (underlining the 3D nature of survey) and the contemporary architecture s being require to use different methods in representation: from orthogonal projection, with vectorial drawings and orthorectified images loaded, particularly meaningful if we think about a material knowledge of buildings, to three-dimensional models, suddenly employed directly in the design genesis ( such as in the latest architectural trend). All these subjects bring to consider the necessity of a revision of the rules in execution and representation of survey, to enlarge the canons already fixed in previous specifications. Il movimento moderno e contemporaneo hanno rappresentato una tappa fondamentale della storia dell architettura. Alcune opere di tali movimenti sono oggi considerate monumenti per la loro rilevanza estetica, formale, tecnologica e sociale. Il valore sociale, culturale, storico di queste

2 architetture, a noi più vicine, è tale che risulta evidente la necessità di una azione in favore della loro salvaguardia, per garantire anche i monumenti moderni la trasmissione al futuro. Esistono organizzazioni (DOCOMOMO International, nata negli anni ottanta in Olanda è forse la più nota; di più recente costituzione è l'associazione Nazionale Archivi Architettura Contemporanea, AAA/Italia) che si sono poste come obiettivo la messa a punto di metodi efficaci per la documentazione, lo studio e la consevazione degli edifici del XX secolo. Una delle attività principali è quella di confrontare principi e tecniche del restauro al fine di valutarne le prospettive nel tempo. Si allinea a questa tendenza l attività svolta dalla Fondazione Querini Stampalia di Venezia promuovendo la conoscenza e la conservazione dell opera di Carlo Scarpa e sostenendo un programma di ricerca che si pone tra gli obiettivi la realizzazione di un rilievo sperimentale quale banca dati per la conoscenza dell opera e quindi come strumento gestionale e decisionale di intervento. Fondamentale è l individuazione del metodi analitici e degli strumenti idonei per la conoscenza materiale delle architetture di Scarpa tenendo conto del rapporto tra forma, materiali e tecniche costruttive per tentare di giungere al riconoscimento nell opera della regola. I metodi devono essere rigorosi, individuati tenendo conto di alcuni principi alla base della sua architettura. Se esattezza è il primo termine usato da Scarpa come requisito della progettazione.. il lavoro da lui operato sulla costruzione dell architettura, sulle tecniche costruttive risulta una ricerca dell esattezza (M. Manzelle 2000). Esattezza deve essere a fondamento delle tecniche analitiche usate. Figura 1: il rilievo del Giardino delle Sculture di Carlo Scarpa presso il Padiglione Italia alla Biennale di Venezia (elaborazioni di Silvia Mander e Marco Gnesutta) Tra tali tecniche la più importante è sicuramente il rilievo, processo che consiste, attraverso la registrazione accurata di dati e la loro successiva elaborazione, nella costruzione di un modello, non solo formale, dell architettura. Rilevare l opera di Carlo scarpa significa assumere dati geometrici, materiali, di degrado riferiti e inseriti in una unica base spaziale. Serve adottare una nuova concezione di rilievo, reso possibile grazie all impiego di nuovi strumenti topografici, fotogrammetrici e informatici che, integrati alle tecniche più tradizionali, consentono la misura con sempre minore incertezza dei fenomeni e la registrazione completa di dati nello spazio. Inevitabilmente tutto ciò implica adottare nuove forme di restituzione e rappresentazione tridimensionale. Il rilievo delle opere di Carlo Scarpa alla Querini è l occasione per sperimentare non solo i più recenti strumenti nel campo della documentazione della forma e del colore, quali laser scanner 3D e

3 spettrofotometri, ma anche studiare delle forme di rappresentazione complementari o alternative a quelle tradizionali. Partendo dal presupposto che non può esistere un rilievo indifferente, cioè non finalizzato, vanno individuate innanzittutto le particolarità dell opera di Scarpa: complessità: non solo in quanto composizione di singole parti, ma anche in relazione alle difficoltà nell utilizzare le proiezioni ortogonali nella loro rappresentazione (piani non ortogonali, elementi meccanici, ecc.) trattamento particolare dei materiali: si devono considerare non solo i materiali ma anche gli effetti del tempo. scale degli oggetti: si deve pensare ad un rilievo e ad una rappresentazione multiscala, dal generale ai singoli particolari. vicinanza temporale e spaziale delle opere: significa la possibilità di consultare i disegni autografi, di cantiere, fotografie oltre che alle testimonianze di maestranze e collaboratori. La conoscenza dell iter progettuale e degli accorgimenti subiti possono guidare il rilievo nel senso di individuare delle domande a cui la conoscenza diretta dell opera deve dare risposta. Da qui risulta evidente la necessità di una guida al rilievo: un capitolato appositamente scritto che guidi non solo le fasi di acquisizione ma anche di restituzione e rappresentazione. La restituzione del rilievo infatti, per le caratteristiche dell oggetto, deve utilizzare diversi metodi di rappresentazione. Restano fondamentali le proiezioni ortogonali (in particolare per la rappresentazione di piante e alzati) attraverso disegni al tratto e immagini ortorettificate inserite nel disegno; questo risulta particolarmente significativo se si pensa alla richiesta di documentare e quantificare i materiali che sono stati utilizzati nell opera (elementi lapidei, metallici, vetro, cemento, legno) e il loro stato di conservazione. A queste vanno aggiunte le possibili elaborazioni tridimensionali che sono oggi realizzabili attraverso l elaborazione dei dati tridimensionali. Acquisizione di dati tridimensionali slegati da una particolare proiezione e costruzione di modelli 3D sono i temi di grande attualità nel campo del rilievo che il capitolato dovrà affrontare. Tali temi sono riportabili di tre diversi filoni di studi: 1. L utilizzo del laser scanner per l assunzione dei dati. Oggi si può considerare ancora in fase sperimentale, anche se esistono già possibili applicazioni. Nel settore dei Beni Culturali le possibilità di utilizzo per il rilievo delle nuove strumentazioni laser unite alle rappresentazioni informatizzate tridimensionali comportano la necessità di una riflessione sulle prospettive introdotte da queste nuove tecnologie. Il laser scanner viene a volte proposto come lo strumento che sostituirà i classici e consolidati metodi topografici e fotogrammetrici; sembra opportuno però, in questa fase, considerare le applicazioni di laser scanning come un campo che merita ancora di essere investigato in quanto sicuramente comporterà una rivoluzione non solo nel modo di rilevare ma anche di rappresentare. Una prima serie di considerazione va fatta rispetto all oggetto da rilevare: se per l arte figurativa plastica il rilievo di una densa nuvola di punti da elaborare per ottenere più facilmente un modello tridimensionale sembra risolvere alcuni problemi di acquisizione e di rappresentazione dell oggetto, per la conoscenza metrica e qualitativa dell architettura la tecnica laser è tuttora un orizzonte esplorabile. Per il rilievo architettonico le più recenti applicazioni sperimentali mostrano come si sia ancora lontani dal poter definire una casistica in cui il laser-scanning risulti chiaramente più efficace rispetto ai metodi tradizionali. Di conseguenza risulta difficile anche a fissare delle regole di esecuzione, nonché di scelta strumentale, che consentano di ottenere dei risultati metricamente confrontabili con la metodologia topografica e fotogrammetrica.

4 Figure 2-3: Rilievo laser scanner del portale dello IUAV (dati in fase di elaborazione). Dettaglio del meccanismo di apertura e dei materiali impiegati. 2. La modellazione 3D per la rappresentazione Se è del tutto evidente l utilità del modello tridimensionale di un architettura non sempre è agevole la sua fruibilità. Molteplici sono le problematiche ancora da affrontare. Non è chiaro ad esempio il concetto di scala nominale per un modello in quanto non sembra corretto legarla alla scala di rappresentazione delle proiezioni ortogonali che dal modello si possono trarre. D altra parte si deve considerare che un modello ha sempre un suo grado di incertezza e si dovrebbe dunque dichiararne l accuratezza metrica, in modo rigoroso, slegata dalla scala di rappresentazione. Legata al problema dell incertezza, una questione essenziale è la scelta tra un modello regolarizzato dell architettura e un modello che da ragione di ogni irregolarità accidentale; qui le questioni relative alla precisione rientrano in gioco con nuove valenze: le discrepanze tra modello e oggetto sono dovute a inevitabili errori di misura o a regolarizzazione voluta e cercata? Si tratta di una scelta pratica che comporta una scelta teorica di fondo. F. Gauss scriveva che tutte le misurazioni del mondo non hanno maggiore importanza di un solo teorema, mediante il quale la scienza delle verità eterne viene davvero riportata alla luce. Questione tecnica è quella invece della scelta del sistema realizzativo del modello. Si possono realizzare modelli per superfici, oppure basati su primitive solide, su voxel su semplice triangolazione, bi o tridimensionale, di nuvole di punti. La stessa nuvola di punti è in fondo un modello tridimensionale discreto della superficie dell oggetto. Nel caso specifico portato ad esempio, si propone operativamente di realizzare un modello solido costruito mediante operazioni booleane su primitive solide ottenute da primitive geometriche direttamente derivate dal rilevamento topografiche, fotogrammetriche, dirette e laser scanning. Infine altra questione di fondo è il modo di fruizione del modello: esiste la possibilità di una esplorazione libera e di una esplorazione guidata, deve poter esistere il modo di interrogare il modello relativamente a posizioni, dimensioni, distanze, aree, volumi. Tutto ciò ci lega alla scelta di specifici prodotti software. Attualmente nessuno è in grado di rispondere simultaneamente alle esigenze sopraelencate. 3. l uso controllato delle immagini digitali. L esigenza di porre sempre più attenzione alla qualità della fotografia in quanto sempre più è cresciuta la domanda di elaborati di qualità fotografica a partire dai raddrizzamenti analogici, a quelli digitali, ai fotopiani, all ortofoto, alla texture mapping sui modelli 3D. Questi prodotti sono oggi una consistente parte della produzione fotogrammetrica che serve al sostegno delle indagini storiche, fisiche e chimiche che usualmente vengono svolte sui monumenti. Si può notare come inizialmente (p.e. nella restituzione analogica) la fotografia servisse essenzialmente a misurare

5 coordinate lastra (spesso si era soliti restituire da negativi). Nel momento in cui la restituzione ha cominciato ad essere non solo in forma vettoriale (disegno al tratto) ma anche in forma fotografica, si è posta la necessità di avere delle immagini in cui sia garantito un certo grado di fedeltà cromatica oltre a quella metrica. Oggi si pone l esigenza di acquisire colori calibrati che diventano per il monumento una specifica analisi tematica: il cromatismo che deve poter essere verificato oltre che nello spazio anche nel tempo. Sul modello potranno essere usate come texture le immagini digitali calibrate radiometricamente e ottenere quindi una mappa del colore. A questo punto si dovranno esplorare le possibilità di fruizione da parte di utenti finali sia per quanto riguarda le caratteristiche metrica sia per quanto riguarda la possibilità di navigazione. Conclusioni Le questioni sopra elencate sono oggetto contemporaneamente sia di ricerca che di applicazioni concrete. Questa situazione non deve sembrare strana in quanto in campi come il rilievo la ricerca non può che essere applicata: l attività di ricerca prende corpo attraverso le esperienze. Di qui la necessità di continui confronti tra ricercatori e sperimentatori in un processo di affinamento graduale delle tecniche che alimentano la definizione di concetti teorici. La regola è definita attraverso le applicazioni e al tempo stesso le applicazioni si attuano nel rispetto della regola. Il capitolato è l esempio lampante: serve a guidare le applicazioni e prende forma dalle applicazioni precedenti sapientemente sommate alle teorie. Figura 5 Alcune elaborazioni del modello solido del Giardino delle Sculture (elaborazioni di Silvia Mander e Marco Gnesutta) Bibliografia M. Manzelle, Il sapere materiale e costruttivo nell opera di Carlo Scarpa: una lezione da tramandare, in Carlo Scarpa. L opera e la sua conservazione. Giornate di studio alla Querini Stampalia. I.1998 / III Milano, 2002 C. Balletti, F. Guerra, Laser applications for 3D survey of cultural heritage, in The International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, Volume XXXIV, Part 5, Close range imaging, long range vision, in Proceeding of the ISPRS Commission V Symposium, Corfu, 2-6 settembre 2002 R. Migliari, Frontiere del rilievo. Dalla matita alle scansioni laser, Gangemi Editore, Roma, 2001.