Capitolo 1 La misura di entità geometriche Interazione tra misuratore e misurato...1

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1 Libro_v11b.pdf :34: ( ) Indice Capitolo 1 La misura di entità geometriche Interazione tra misuratore e misurato Natura della luce...3 Teoria corpuscolare della luce...3 Teoria ondulatoria della luce...3 Teoria quantistica della luce Interazione luce-materia Sensori tridimensionali passivi e attivi...9 Sensori 3D passivi...10 Sensori 3D attivi...12 Quesiti di autovalutazione...15 Bibliografia...16 Capitolo 2 Una tecnica 3D passiva: la fotogrammetria Generalità Cenni storici Pinhole Camera Proiezione prospettica Misura stereoscopica caso normale Generalizzazione del caso normale...34

2 Libro_v11b.pdf :34: ( ) VI Indice Breve richiamo di algebra matriciale...36 Cambio di scala...38 Traslazione...38 Rotazione Equazioni di collinearità Calibrazione della camera...51 Aberrazioni...55 Distorsioni...59 Procedura di calibrazione...62 Camere per fotogrammetria Misura stereoscopica caso generale...67 Geometria epipolare...67 Resezione...69 Intersezione...69 Misura multi-stazione Il matching automatico...70 Quesiti di autovalutazione...73 Bibliografia...74 Capitolo 3 Sensori 3D attivi Introduzione Sensori basati sul principio della triangolazione...78 Misura puntuale (singolo spot laser)...79 Misura su sequenza di punti (lama di luce laser)...84 Misura su aree (lama di luce laser in movimento)...86 Misura su aree (proiezione di pattern)...87 Sintesi delle caratteristiche dei sensori a triangolazione Sensori basati sulla misura di distanza...95 Stima diretta del tempo di volo...97 Stima indiretta del tempo di volo: modulazione AM...99 Stima indiretta del tempo di volo: modulazione FM...101

3 Libro_v11b.pdf :34: ( ) Indice VII 3.4 Meccanismi di scansione e di proiezione Sistemi a triangolazione Sistemi TOF Sensori misti Altri sensori Conoscopia OCT Quesiti di autovalutazione Bibliografia Capitolo 4 Caratterizzazione di un sensore 3D Introduzione D imaging Definizione degli standard Calibrazione e caratterizzazione Risoluzione, accuratezza e incertezza Risoluzione dei sensori 3D Errori aleatori e sistematici nelle misure Velocità di acquisizione Artefatti Transizioni cromatiche ed effetti di bordo Traslucidità del materiale Caratterizzazione di un sensore Uso di un piano certificato Uso di altri supporti certificati In un laboratorio per il rilievo 3D In un laboratorio di metrologia Prospettive future Quesiti di autovalutazione Bibliografia...170

4 Pag_VIII.pdf :37: ( ) VIII Indice Capitolo 5 Integrazione dei metodi di rilievo Introduzione Stato dell arte Integrazione per l aumento delle informazioni Integrazione per la verifica del modello Integrazione per il miglioramento dell accuratezza Prospettive future Quesiti di autovalutazione Bibliografia Capitolo 6 Creazione di un modello digitale tramite acquisizione 3D Introduzione Il Reverse Modeling Pianificazione del progetto di presa Acquisizione Filtraggio Meshing Diagramma di Voronoi Triangolazione di Delaunay Allineamento Fusione Modifica della superficie poligonale Correzione degli errori topologici Ricostruzione delle lacune Lisciatura della superficie...216

5 Pag_IX.pdf :32: ( ) Indice IX 6.9 Ottimizzazione del modello Decimazione della mesh Suddivisione e redistribuzione dei poligoni Esportazione Tempistiche di elaborazione di un modello Quesiti di autovalutazione Bibliografia Capitolo 7 Integrazione tra dati geometrici Analisi sull allineamento dei dati Orientamento con CMM Orientamento con riferimenti fissi sulla scena Orientamento con ICP Algoritmi semiautomatici (ICP) Allineamento punto-punto Allineamento punto-piano Differenza tra l allineamento di una nuvola di punti e una di una mesh Stato dell arte sugli algoritmi di allineamento Allineamento fra dati metrologicamente differenti Valutazione delle prestazioni di allineamento Test su coppie di range map provenienti da differenti scanner Analisi dimensionale di un modello al variare dell errore aleatorio Possibili soluzioni al problema dello slittamento delle prese Una metodologia di integrazione range camera - fotogrammetria Quesiti di autovalutazione Bibliografia Capitolo 8 Texture mapping di superfici poligonali Introduzione Acquisizione di un immagine per il texture mapping...281

6 Libro_v11b.pdf :34: ( ) X Indice Texture ripetibili e texture ad hoc Caratteristiche degli strumenti Caratteristiche delle immagini per texture mapping Condizioni ambientali Proiezione dell immagine sulla superficie poligonale Lo spazio UV Sviluppo di un modello da texturizzare ad hoc Sviluppo di un modello da texturizzare con un immagine seamless Uso di più proiezioni e tecniche miste Elaborazione dell immagine Dimensione e formato delle texture Raddrizzamento delle immagini Eliminazione delle ombre Bilanciamento del bianco Eliminazione delle lacune Creazione delle texture per i diversi canali Painting 3D ed eliminazione delle discontinuità Gestione del modello texturizzato Formati e gestione database dei modelli texturizzati Livelli di dettaglio Quesiti di autovalutazione Bibliografia Capitolo 9 Il Reverse Modeling nell Industrial Design e nei Beni Culturali Il Reverse Modeling come processo conoscitivo Modello poligonale vs. modello per superfici Il Reverse Modeling nel progetto di Design Lo stato dell arte e gli scenari Processi di sviluppo tradizionali e digitali Rilievo e modellazione 3D nei Beni Culturali Lo stato dell arte e gli scenari Processi di rilievo tradizionali e digitali...336

7 Pag_XI.pdf :33: ( ) Indice XI 9.4 L influenza della complessità formale sul processo di Reverse Modeling La complessità del modello fisico Le caratteristiche formali Le caratteristiche materiche Le condizioni ambientali Il limite strumentale nell acquisizione della forma Quesiti di autovalutazione Bibliografia Capitolo 10 Applicazioni Introduzione Processo standard di Reverse Modeling Maquette di studio di un phon (2004) Casi di applicazione nell ambito del Design Componente industriale per automobili (2004) Verifica dimensionale dello scafo di un gommone (2005) Rilievo di dettaglio di uno scafo Optimist (2007) Texture mapping del modello di un telefono cellulare (2009) Casi di applicazione nell ambito dei Beni Culturali Dipinto: l'adorazione dei Magi di Leonardo da Vinci (2001) Statua: la Maddalena di Donatello (2000) Aree archeologiche complesse: il foro civile di Pompei ( ) Aree archeologiche complesse: l'acropoli di Atene ( ) Plastici urbani: rilievo e modellazione del plastico di Roma Costantiniana ( ) Quesiti di autovalutazione Bibliografia Indice analitico 461 Ringraziamenti 465