Tecniche per il miglioramento dell’apparenza visiva dei modelli 3D: una rassegna di casi studio ravennati Techniques for the improvement of 3D models visual appearance: an overview of case studies from Ravenna

Affrontando il rilevamento dei monumenti appartenenti alla WHL di Ravenna si è voluto sviluppare un filone di ricerca finalizzato alla resa foto-realistica dei modelli derivati da sensori attivi e passivi, in grado cioè di interagire con i modelli di simulazione del rapporto luce-materia degli attuali motori di rendering. Edifici emblematici di epoca Tardo Antica e Bizantina vengono impiegati per illustrare una tecnica di rimozione delle ombre (Shadow Removal, SR) dalle mappe del colore apparente di superfici lambertiane, e per fornire indicazioni utili all’acquisizione ed alla restituzione delle superfici speculari tipiche dei mosaici. La metodologia impiegata si avvale dei risultati di precedenti studi relativi all’ottimizzazione dei modelli digitali per garantirne sia la portabilità, sia un adeguato livello di dettaglio geometrico/percettivo (Cipriani et al. 2014a) e al tempo stesso sfruttare pienamente le possibilità di caratterizzazione selle superfici attraverso la funzione bidirezionale di distribuzione della riflettanza (Bidirectional Reflectance Distribution Function, BRDF). Tale funzione può essere espressa in modo semplificato attraverso la definizione di semplici parametri, oppure modulata più scrupolosamente mediante immagini applicate ai modelli (RGB e scale di grigio). This paper focuses on the achievement of 3D digital models of historic monuments of Ravenna with photorealistic quality, namely capable to allow a correct interaction with the laws of physics behind the look of a material under a source of illumination. Late Antiquity and Byzantine monuments belonging to the WHL will be used as case studies to illustrate a shadow removal (SR) technique on Lambertian surfaces from apparent colour texture and a rapid approach for optic simulation of mosaics. Several aspects are fundamental for attaining photorealism, such as the mesh level of detail and its intrinsic quality (Cipriani et al. 2014a), besides the capacity of the software to manage advanced lighting simulation models, as well as, the characterization of Bidirectional Reflectance Distribution Function (BRDF). The BRDF of a digital model can be expressed through simple parameters, or procedural textures/bitmaps (RGB or grey scale): the first approach is simple but leads to poor visual results in case of complex surfaces (e.g. mosaics); the second is complicated but more effective, since supplies render engines with a detailed modulation of reflectance values.