La rinascimentale Fontana del Nettuno, uno dei simboli più noti del centro di Bologna e opera emblematica di ingegneria idraulica a servizio dell’approvvigionamento idrico della città, fu realizzata tra il 1563 e il 1567 su progetto dell’architetto Tommaso Laureti congiuntamente con lo scultore Jean de Boulogne. Recentemente, il preoccupante stato di degrado del complesso monumentale ha spinto il Comune di Bologna a promuovere un importante progetto di restauro, avviato nel 2015 e ad oggi quasi completato, avvalendosi di un team interdisciplinare di esperti. Una campagna fotografica dettagliata, preliminare alle operazioni di pulitura dei marmi e dei bronzi, ha documentato con oltre 6000 foto lo stato di conservazione dell’oggetto di studio nella prima fase conoscitiva del progetto. Grazie al riutilizzo di circa 1500 tra le numerose immagini del dataset acquisito esclusivamente con obiettivi di documentazione, è stato possibile ottenere un modello digitale 3D del monumento, grazie a tecniche fotogrammetriche e mediante un flusso di lavoro personalizzato dal team di lavoro. Questo modello 3D, complementare a quello principale sviluppato appositamente per il Sistema Informativo usato per le attività di restauro, si è reso necessario per le attività non previste sorte durante il processo di restauro. Più leggero ma accurato per forma e colore, il modello 3D supplementare è stato ottenuto in tempi brevi e risulta ottimale per dare risposta alle necessità degli esperti, come strumento flessibile ed efficiente di supporto per molte attività e con lo scopo di snellire le fasi operative dei restauratori. Tra le molte applicazioni, come la comparazione simultanea di aree puntuali in diversi step di avanzamento per valutare lo stato del processo di pulitura delle superfici bronzee o l’integrazione di lacune e parti mancanti mediante la stampa 3D, uno degli utilizzi più interessanti del modello è la simulazione del sistema degli zampilli d’acqua, che mostra come la fontana dovrebbe apparire in seguito al restauro e dopo il ripristino del progetto idraulico cinquecentesco. Il modello 3D è stato infatti utilizzato per la simulazione dei 38 zampilli d’acqua e del funzionamento del sistema delle acque, semplificando le scelte critiche degli esperti e verificando l’impatto del progetto sulla percezione del monumento da parte dell’osservatore. Il filmato spiega il processo e l’ultima delle animazioni prodotte per simulare il progetto di ripristino degli zampilli previsti dal disegno originale a partire da dati acquisiti e modelli basati su leggi fisiche e che hanno accompagnato il progressivo perfezionamento del progetto. Grazie al lavoro di un team di specialisti, che si è occupato del calcolo delle traiettorie corrette dei getti d’acqua, è stata possibile la ricostruzione dell’immagine originale della fontana con tutti i getti d'acqua attivati: la simulazione del flussi laminari dagli ugelli è stata simulata tramite emettitori di particelle avanzati, perfettamente aderenti alle traiettorie calcolate dagli esperti; l’acqua nei bacini principali e secondari è stata resa tramite height fields, che deformano una superficie piana dando l’illusione del movimento dell’acqua, e simulando il moto ondoso tramite noise maps animate, che hanno minor richiesta di risorse computazionali; infine, l’interazione tra i getti e i bacini d’acqua è stata creata mediante un evento Collision, che genera gli schizzi creati dai getti una volta raggiunta la vasca, permettendo di attivare un altro sistema particellare che genera una o più particelle per ogni particella che collide con il deflettore. Il video mostra la simulazione diurna e notturna della Fontana del Nettuno, funzionante in tutti i suoi zampilli e restituita virtualmente al suo antico splendore.
La Fontana del Nettuno a Bologna: la simulazione degli zampilli per il restauro della fontana
Fabrizio Ivan Apollonio;Massimo Ballabeni;Silvia Bertacchi;Federico Fallavollita;Riccardo Foschi;Marco Gaiani
2017
Abstract
La rinascimentale Fontana del Nettuno, uno dei simboli più noti del centro di Bologna e opera emblematica di ingegneria idraulica a servizio dell’approvvigionamento idrico della città, fu realizzata tra il 1563 e il 1567 su progetto dell’architetto Tommaso Laureti congiuntamente con lo scultore Jean de Boulogne. Recentemente, il preoccupante stato di degrado del complesso monumentale ha spinto il Comune di Bologna a promuovere un importante progetto di restauro, avviato nel 2015 e ad oggi quasi completato, avvalendosi di un team interdisciplinare di esperti. Una campagna fotografica dettagliata, preliminare alle operazioni di pulitura dei marmi e dei bronzi, ha documentato con oltre 6000 foto lo stato di conservazione dell’oggetto di studio nella prima fase conoscitiva del progetto. Grazie al riutilizzo di circa 1500 tra le numerose immagini del dataset acquisito esclusivamente con obiettivi di documentazione, è stato possibile ottenere un modello digitale 3D del monumento, grazie a tecniche fotogrammetriche e mediante un flusso di lavoro personalizzato dal team di lavoro. Questo modello 3D, complementare a quello principale sviluppato appositamente per il Sistema Informativo usato per le attività di restauro, si è reso necessario per le attività non previste sorte durante il processo di restauro. Più leggero ma accurato per forma e colore, il modello 3D supplementare è stato ottenuto in tempi brevi e risulta ottimale per dare risposta alle necessità degli esperti, come strumento flessibile ed efficiente di supporto per molte attività e con lo scopo di snellire le fasi operative dei restauratori. Tra le molte applicazioni, come la comparazione simultanea di aree puntuali in diversi step di avanzamento per valutare lo stato del processo di pulitura delle superfici bronzee o l’integrazione di lacune e parti mancanti mediante la stampa 3D, uno degli utilizzi più interessanti del modello è la simulazione del sistema degli zampilli d’acqua, che mostra come la fontana dovrebbe apparire in seguito al restauro e dopo il ripristino del progetto idraulico cinquecentesco. Il modello 3D è stato infatti utilizzato per la simulazione dei 38 zampilli d’acqua e del funzionamento del sistema delle acque, semplificando le scelte critiche degli esperti e verificando l’impatto del progetto sulla percezione del monumento da parte dell’osservatore. Il filmato spiega il processo e l’ultima delle animazioni prodotte per simulare il progetto di ripristino degli zampilli previsti dal disegno originale a partire da dati acquisiti e modelli basati su leggi fisiche e che hanno accompagnato il progressivo perfezionamento del progetto. Grazie al lavoro di un team di specialisti, che si è occupato del calcolo delle traiettorie corrette dei getti d’acqua, è stata possibile la ricostruzione dell’immagine originale della fontana con tutti i getti d'acqua attivati: la simulazione del flussi laminari dagli ugelli è stata simulata tramite emettitori di particelle avanzati, perfettamente aderenti alle traiettorie calcolate dagli esperti; l’acqua nei bacini principali e secondari è stata resa tramite height fields, che deformano una superficie piana dando l’illusione del movimento dell’acqua, e simulando il moto ondoso tramite noise maps animate, che hanno minor richiesta di risorse computazionali; infine, l’interazione tra i getti e i bacini d’acqua è stata creata mediante un evento Collision, che genera gli schizzi creati dai getti una volta raggiunta la vasca, permettendo di attivare un altro sistema particellare che genera una o più particelle per ogni particella che collide con il deflettore. Il video mostra la simulazione diurna e notturna della Fontana del Nettuno, funzionante in tutti i suoi zampilli e restituita virtualmente al suo antico splendore.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
