Affidabilità ed ottimizzazione del texturing del colore apparente dei modelli da sensori attivi e passivi: casi studio nel settore dei Beni Culturali

La recente evoluzione dei programmi di fotomodellazione basati su Structure From Motion (SFM) ha introdotto una gamma di nuove possibilità per quanto concerne la restituzione del colore applicato sotto forma di texture a modelli digitali 3D (provenienti da sensori attivi e passivi). Alcune soluzioni software in tale settore permettono di ottenere l’auspicata automatizzazione di laboriose operazioni di texturing, in precedenza caratterizzate da un significativo grado di empirismo, o dall’utilizzo di applicativi costosi e poco diffusi. Mentre la forma di un oggetto può essere catturata e restituita attraverso un’ampia varietà di hardware e software, non possiamo dire altrettanto per i suoi aspetti cromatici. L’obiettivo del contributo è quello di colmare tale lacuna, sottolineando la rilevanza di queste componenti del processo di documentazione, che molto spesso finiscono per essere relegate alla sola fase finale di divulgazione, di fatto togliendo importanza al modello 3D come vettore di rappresentazione scientifica. Il flusso di lavoro sviluppato nell’ambito di una serie di ricerche eseguite presso il Dipartimento di Architettura di Bologna, ha consentito di sfruttare le caratteristiche più avanzate di applicativi Structure From Motion per ottenere modelli 3D ottimizzati e mappati con texture del colore apparente in modo semi-automatico, contenendo i tempi di elaborazione e risolvendo il problema del fitting geometrico immagine-modello e del blending dei fotogrammi. La metodologia che si intende illustrare, applicata ad una selezione di Beni Culturali situati nel territorio di Ravenna, parte con il color processing dei fotogrammi che, introdotti in applicativi di fotomodellazione, permettono di ottenere modelli da sottoporre a correzione dei problemi topologici. A seguito di queste operazioni, la fase di mappatura del modello può sfruttare pienamente la parametrizzazione automatica effettuata all’interno dei programmi di fotomodellazione, per ottenere un’occupazione ottimale del riferimento (u,v), nel quale viene immagazzinata la texture del colore, così come eventuali ulteriori mappe (normali e displacement) indispensabili per ottimizzare il modello e renderlo compatibile con la divulgazione in rete e con le applicazioni real-time. La generazione di un ridotto numero di isole di poligoni nello spazio (u,v) garantisce all’operatore di eseguire limitate, ma indispensabili, correzioni locali della bitmap, che permettono infine di migliorare la qualità globale del modello e delle relative texture. Il contributo dimostra, attraverso l’applicazione di programmi SFM su alcuni casi studio tipologicamente rilevanti, l’efficacia del texturing attraverso il confronto tra modelli 3D, valutandone la parametrizzazione e mappatura in relazione a rapidità ed efficacia, anche sfruttando l’ulteriore automatismo della sfumatura tra diversi fotogrammi.