La mappatura del colore dei modelli 3D a dettaglio variabile: avanzamenti ed automatismi fra geometric e color processing

I modelli reality-based, in campo archeologico, costituiscono un tema di grande complessità poiché caratterizzati da forme complesse, alterate dal tempo e dagli eventi, nonché dalla presenza di materiali non cooperanti con l’attuale panorama dei sensori attivi [1, 2]. La presenza di vegetazione infestante, così come le zone di difficile accesso rendono il compito dell’acquisizione complessiva degli edifici allo stato di rudere un compito di elevata complessità che necessita dell’impiego di apparecchiature e metodologie di trattamento dei dati diversificate di non sempre facile integrazione. Quando l’obiettivo di tali campagne di rilievo è quello di ottenere modello digitale, in grado di racchiudere caratteri morfologici e cromatici e visualizzabili con livelli di dettaglio variabili, si deve necessariamente ricorrere a flussi di lavoro specifici, che a seguito di articolati processi di filtratura e di editing, permettono di condividere e gestire grosse moli si informazioni in forme diversificate (dalla visualizzazione interattiva, al 3D printing, al rendering). Non molto tempo fa, questi metodi richiedevano utenti esperti e prolungati tempi di elaborazione manuale per realizzazione modelli a dettaglio variabile sotto forma di superfici di suddivisione che tuttavia, attraverso l’impiego di texture in formato OpenEXR [3] favoriscono l’ottenimento di una elevatissima portabilità, scalabilità e qualità di visualizzazione. Nel corso degli ultimi anni, due avanzamenti in particolare hanno permesso di rendere più speditiva ed efficace la tecnica di restituzione in oggetto e cioè la diffusione dei sistemi di remeshing automatico a dominante quadrata e la resezione automatica dei fotogrammi garantita da sistemi basati su Structure from Motion. I modelli “quad-dominant”, possono essere più facilmente parametrizzati per giungere ad una corretta texel density e cioè una equa densità di pixel (sia del colore che di eventuali mappe di scostamento, normali, occlusione, ecc.) sulle superfici in rapporto all’output visualizzato. Dall’altro, c’è la possibilità di eseguire la ri-proiezione dei fotogrammi e la relativa miscelazione nello spazio parametro per via automatica: un evidente avanzamento garantito dai programmi fotogrammetrici di nuova generazione che - in combinazione con tecniche di pre-processing delle immagini in formato RAW e di re-illuminazione del modello digitale – consentono di mitigare l’effetto di doppia ombra tipica delle texture del colore applicata a modelli da SfM- MVS. [1] B. Benedetti, M. Gaiani, F. Remondino (Editors), “Modelli digitali 3D in archeologia: il caso di Pompei” [2] L. Cipriani, F. Fantini, S. Bertacchi, G. Bertacchi, “La gestione del colore nei modelli digitali per l’archeologia: il caso del Teatro Marittimo di Villa Adriana a Tivoli”, in V. Marchiafava (Editor), Colore e Colorimetria. VOL. XII A -, Gruppo del Colore – Associazione Italiana Colore, 2016. [3] F. Fantini, P. Rodriguez-Navarro, S. Di Tondo, “Il problema della mappatura del colore nei modelli digitali 3D a displaced subdivision surface da rilevamento laser scanner in ambito archeologico”, in M. Rossi, A. Siniscalco (Editors), Colore e Colorimetria, VOL. VIII A,. Maggioli Editore, 2012.