Home

architettura digitale tecnologie ed applicazioni informatiche per l

1. 68 2 10 3 IL RADDRIZZAMENTO DELLE IMMAGINI iii dna ivo 69 IL RADDRIZZAMENTO PER GEOMETRICA i 69 IL RADDRIZZAMENTO PER lina 75 210 4TAGLIO s rain ini 79 2105 MOSMCATURA Lai Lia laica 80 COLLIMAZIONI DI RUNTEOMOLOGH ZIA ALLARMANTI 80 UNIONE aaa 82 2 11 PHOTO EDITING DEL FOTOPIANO lt s ri 84 2 12 SCALARE E VETTORIALIZZARE IL 84 2 13 LA PRESENTAZIONE DElRISULTATI dati iii 84 ESEMPI E CONCLUSIONI aaa 84 2 15 APPROFONDIMENTO PROGETTARE IL FOTOPIANO 85 PROGETTARE LE RIPRESE ANGOLO DI CAMPO E DISTANZA DAL 85 ACQUISIRE LE IMMAGINI RISOLUZIONE INTRINSECA DEL RILIEVO 87 STAMPARE RISULTATI SCALA DI RAPPRESENTAZIONE DEL RILIEVO in 90 2 16 APPROFONDIMENTO LA PRECISIONE DEL FOTOPIANO cecii iii 91 217 BIBLIOGRAFIA CONSIGLIATA nil lisi 91 0 COMPUTER BASI aana a aaia iaa a a R aait 93 0 GRAFICA NEI 515
2. 31 INTEGRAZIONE DELLE LACUNE 1111A AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAEAEAEEAAAEEEEEEEEEEEEEEEEEE EEEE 31 RIEPILOGO EEEE 31 CONCLUSIONI ED clava 33 APPROFONDIMENTO LA FOTOGRAMMETRIA CON IL METODO 37 BIBLIOGRAFIA CONSIGLIATA 39 APPLICAZIONI DELLA FOTOGRAMMETRIA ninna 41 FOTOPIANE DIGITAL E E 41 DEFINIZIONE E TERMINOLOGIA a 41 FONDAMENTI TEORICI 42 SVILUPPO E METODI 43 METODO GRAFICO aaa 44 IL METODO 44 IL METODO ANALITICO IMMAGINI DIGITALI 46 AMBITO E LIMITI DI APPLICAZIONE 47 CONDIZIONE DI VISIBILIT 47 CONDIZIONE DI ACCESSIBILIT iii 47 TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02
3. 93 TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica 54 DATE 26 02 02 PAG 4 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso 0 DATABASE SISTEMI DI ARCHIVIAZIONE 93 0 CAD COMPUTER AIDED DRAWING reina 93 0 GEOREFERENZIAZIONE DEM 93 0 GIS GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM rrrrrrririe iii ieri einen 93 0 DIAGNOSTICA NON DISTRUTTIVA iii ninni 93 0 3D LASER SCAN E SISTEMI A LUCE BIANCA 93 0 IL SISTEMA IPERTESTUALE E _ 93 0 RICERCA E PUBBLICAZIONE SU INTERNET 93 0 GESTIONE DEL LAVORO AL 93 TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica 54 DATE 26 02 02 PAG 5 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso 1 FOTOGRAMMETRIA La fotogrammetria viene qui trattata in quanto tecnologia che ha conosciuto grazie al digitale nuovi recenti sviluppi per l architettura ed in modo particolare ne
4. 9 DEFINIZIONE GENERALE aaa 11 ELEMENDI BASE iaia 12 LA FOTOGRAFIA COME PROIEZIONE CENTRALE 12 PARAMETRI LEGATI ALLA GEOMETRIA DELLA MACCHINA FOTOGRAFICA 13 DISTANZA FOCALE DELL OBBIETTIVO ia IRA 13 14 DISTORSIONE E EEEE A 14 DISTANZA FOCALE EQUIVALENTE E CALIBRATA EE 15 CALIBRATURA DI UNA CAMERA FOTOGRAMMETRICA nenen nnne rnaner nnne nnne n ennn 15 LA STEREOSCOPIA ir 15 I PRINGIPITEORIGI 4 17 ANALOGIA TEODOLITE FOTOCAMERA METRICA i 21 GLIORIENTAMENTI dA 22 GLI ORIENTAMENTI NEL METODO FOTOGRAMMETRICO c ci 24 GLI STRUMENTI DI RESTITUZIONE sssssssseeeiisi siii 25 STEREORESTITUTORI ANALOGICI xxsssssssssaaaaana iaia iaia iii iii iii 26 STEREORESTITUTORI 27 STEREORESTITUTORIDIGITALI x i tici 28 MODALIT OPERATIVE 2 2 2 29 PROGETTO DEL RILIEVO aaa i i 30 FASE DIGAMPAGNA tata 30 FASEDIORIENTAMENTO sana AAA 30 FASE DI RESTITUZIONE
5. fig 01 lo spazio oggetto tridimensionale e la relazione con lo spazio immagine bidimensionale Per meglio chiarire quanto sopra si danno le seguente definizioni per spazio oggetto si intende l oggetto da rilevare nella sua volumetria spazio immagine si intende la ripresa fotografica dell oggetto da rilevare punti discreti si intendono dei punti che siano ben individuabili sia sull oggetto che sull immagine fotografica dello stesso parametri di orientamento sono quelli che governano i rapporti fra lo spazio oggetto 3D e quello immagine 20 essi esprimono le caratteristiche del mezzo fotografico e il suo posizionamento fra i due tipi di spazi tre gruppi di grandezze fig 02 i tre gruppi di grandezze Inoltre nel processo di rilevamento fotogrammetrico si individuano tre fasi principali nelle quali le menzionate grandezze vengono relazionate in maniera differente 1 presa 2 orientamento 3 restituzione tua fe 2 19 03 le fasi del rilievo fotogrammetrico Fase di presa nella presa sono assegnati due gruppi di parametri l oggetto del rilievo X Y Z e la fotocamera posizione e tipo di fotocamera ovvero i parametri della trasformazione Fase di orientamento ancorch fissati nella fase precedente e dunque per questo conoscibili fin da allora si preferisce determinare a posteriori il gruppo I dei parametri della trasformazione questa de
6. _ latonetto pellicola 2 6 e Su ml T Pi a n punto principale le piano di proiezione gt Dr u 4 piano focale D angolo di campo _centro di proiezione x Il punto nodale piano oggetto Mia SL at incluso nel campo A fig 03 schema completo di ripresa bene ricordare che quanto sopra ha senso solo se il soggetto ripreso un piano e se la ripresa realizzata con la pellicola parallela a detto piano Qualora la ripresa sia lievemente inclinata rispetto al piano avremo comunque realizzato un calcolo indicativo ma che garantir la completa copertura delle aree di interesse visto che a maggior inclinazione corrisponde maggior campo AI fine di semplificare i calcoli di cui sopra prescindendo dall angolo di campo possibile impostare anche una semplice similitudine fra i triangoli AOC e in quanto triangoli rettangoli con un angolo opposto al vertice E possibile pertanto formulare la seguente proporzione Gil Te 2 2 f ACQUISIRE LE IMMAGINI RISOLUZIONE INTRINSECA DEL RILIEVO Ipotizzando di aver elaborato un progetto preliminare del rilievo in base alle considerazioni sopra esposte e di aver determinato la posizione ed il numero di prese necessarie alla copertura del soggetto in funzione di una certa distanza dovremmo adesso verificare se ci conduce ad una risoluzione di misura soddisfacente il rilievo che si vuole pro
7. gt a arcig Per quanto esposto risulta che si abbia parit di formato della pellicola un diverso angolo di campo al variare della focale dell ottica impiegata Segue uno schema di riferimento valido per pellicole 35mm in cui viene mostrato l entit di dette variazioni Tuttavia lo schema sotto riportato tratto da testi di fotografia stato calcolato sulla diagonale del formato netto di un 35mm invece che sul lato minore ed per questo motivo sovra stimato ai fini delle prese fotogrammetriche mm immagine impressionata TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 85 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso Focale in mm 21 25 28 35 45 50 85 90 105 135 180 200 250 300 400 500 Campo in gradi 91 83 76 63 52 46 28 27 23 18 14 12 10 8 6 5 gt da X NN fig 02 angoli di campo al variare della lunghezza focale per formato 35mm Si ricorda che il formato netto di una pellicola 35mm misura mm 24x36 e la diagonale di questo corrisponde a 242 36 43mm Segue una tabella completa dove vengono forniti gli angoli di campo variare sia delle varie focali sia del lato netto del formato utilizzato Fra le focali proposte compaiono quelle pi comunemente diffuse in commercio e fra i formati proposti vi s
8. scheimpflug secondo la quale i piani su cui giacciono il negativo il piano principale dell obbiettivo e l immagine proiettata si devono intersecare fra loro lungo un unica linea come schematizzato nella figura seguente piano del negativo piano dell obbiettivo piano di proiezione fig 01 schematizzazione della condizione di SCHEIMPFLUG Tutti gli apparecchi di raddrizzamento sono quindi dotati di dispositivi denominati inversori mediante i quali questa condizione viene realizzata Per eseguire l operazione di raddrizzamento indispensabile conoscere la posizione di alcuni punti dell oggetto fotografato almeno quattro Inclinando opportunamente il piano di proiezione l immagine proiettata viene deformata in modo da adattarla perfettamente sui punti noti la cui posizione sar stata preventivamente riportata sullo stesso piano di proiezione alla scala desiderata L operazione di adattamento dell immagine sui punti noti pu essere eseguita per tentativi oppure in alcuni strumenti per via di calcolo fig 02 raddrizzatore Zeiss mod SEG6 con regolazione automatica dei punti di fuga vantaggi di questo metodo sono quelli di ottenere una immagine fotografica come risultato finale che pu essere stampata in scala e pu essere ricalcata graficamente per trarne le informazioni di interesse Fra gli svantaggi di questo metodo vi quello di dover impiegare attrezzature notevoli e di dover fare la trasformazione con
9. 93
10. PAG 68 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso perdita di tempo Con Archis 2D possibile definire un fattore di ingrandimento impostabile mediante un solo tasto Zoom di default Per definire il valore di questo fattore occorre aprire il men Opzioni e da qui selezionare la voce Configurazione si accede alla finestra di fig 03 all interno della quale occorre cliccare sulla linguetta Zoom Facendo clic sui bottoni con le frecce vedi fig 03 si imposta lo zoom di default al valore desiderato si fa quindi clic su OK per accettare il valore selezionato Per visualizzare una porzione di immagine al fattore di ingrandimento di default portare il cursore sul particolare di interesse e premere il tasto F4 Archis 2D consente inoltre di aprire una piccola finestra detta di Blow up in cui visualizzare una porzione di immagine fortemente ingrandita Per aprire questa finestra premere il tasto F2 selezionare la voce Blow up del men Finestre Portare quindi il cursore sulla porzione di immagine che si vuole ingrandire e premere il tasto destro del mouse Se si trascina il mouse mentre si tiene premuto il tasto destro il contenuto della finestra di blow up sar aggiornato in tempo reale funzione di draging Il fattore di ingrandimento della finestra di blow up pu essere impostato dalla finestra Zoom vedi fig 03 in modo analogo a quanto precedentemente descr
11. dopo aver attivato il primo bottone di fig 07 collimare uno dei quattro vertici dell immagine Dopo la prima collimazione il programma sposta il fuoco della finestra di blow up nell intorno del secondo vertice e cosi via fino alla collimazione dell ultimo punto Quando anche il quarto punto stato collimato nella finestra di fig 07 compaiono nell area Coordinate centro immagine le coordinate del punto principale Anche in questa finestra sono visualizzate ed aggiornate in tempo reale le coordinate del cursore espresse in pixel Punto Punto principale ve 7520 xo 5060 DK Annulla fig 08 Il bottone Coordinate centro immagine permette note a priori le coordinate del centro fotografico di impostarle direttamente senza dover eseguire nessuna procedura di orientamento La pressione del bottone produce l apertura della finestra di fig 08 in cui l operatore pu digitare le coordinate note o premere il bottone Centro immagine che determina della foto aperta nell area di lavoro il centro La pressione del tasto OK permette di chiudere salvando l informazione acquisita la finestra di fig 07 Al contrario non si tiene memoria della misura effettuata se chiudiamo questa finestra con il bottone Annulla e ATTENZIONE La procedura di calcolo del punto principale pu essere eseguita solo ed esclusivamente se i due punti di fuga sono determinati Qualora uno dei due punti di fuga sia posto all infinito rette pa
12. dove u una matrice colonna con le coordinate bidimensionali dello spazio immagine A la matrice di trasformazione contenente i parametri di orientamento ed U una matrice colonna con le coordinate tridimensionali dello spazio oggetto Il problema cos strutturato pu essere infine esplicitato in sistemi di equazioni che conducono a varie dimostrazioni per via analitica Per poter calcolare i 12 parametri della matrice A fungente da operatore di trasformazione sono necessarie almeno 12 equazioni occorre un insieme di punti noti nei due spazi ogni punto consente di scrivere due equazioni Con un minimo di sei punti si ricavano tutte le incognite Ma una delle dimostrazioni pi importanti al fine di comprendere l impostazione teorica del rilievo fotogrammetrico quella in cui si esprimono le coordinate bidimensionali x y spazio immagine in funzione di quelle tridimensionali X Y Z spazio oggetto il sistema di equazioni in questo caso non fornisce una sola soluzione Ad un punto 2D corrispondono infatti infiniti punti 3D tutti quelli che si ottengono fissando il valore di una delle tre coordinate la Z per esempio ed ottenendo cos le restanti due Al variare della Z da a il punto oggetto descrive cos una retta detta retta proiettiva congiungente il punto immagine P al punto oggetto P Da quanto sopra esposto si intuisce che nella risoluzione del problema fotogrammetrico una sola immagine rappres
13. interno delle caselle Da formato e A formato compariranno le stesse estensioni che erano presenti negli equivalenti procedimenti di importazione invertite dato che adesso abbiamo a che fare con un processo di esportazione Sotto sono brevemente riassunti quali sono le informazioni che si possono importare od esportare nel caso di un file vettoriale Importazione da DXF Punti bidimensionali 20 Point Linee nelle due dimensioni Polilinee in uno spazio bidimensionale Layer anche se passando al formato interno di Archis 20 vengono trasformati con l equivalente concetto di codici Testi creati utilizzando i font di Windows Esportazione verso DXF Punti bidimensionali 20 Point Polilinee in uno spazio bidimensionale Tutti i codici ognuno dei quali viene convertito in un layer Ogni codice deve contenere al massimo 8 caratteri che devono obbligatoriamente essere compresi tra A Z 2 0 9 Qualunque carattere che non sia di quelli compresi tra quelli scritti sopra viene posto uguale a 0 zero Dal men Progetti selezionando la voce Importa e successivamente la voce Simboli si attiva la finestra explorer di Windows in cui andare a selezionare la cartella in cui sono presenti tutti i file dei simboli puntuali delle linee speciali e delle campiture create ed utilizzate all interno del programma di restituzione per analogici ed analitici GPM e Macros Dopo aver impostato la cartella
14. 0 POI Do j Dx fig 01 fotopiani digitali Badia Fiesolana Fiesole Firenze In breve il metodo segue le seguenti fasi operative Si realizza una campagna di rilievo in cui si acquisiscono le prese fotografiche e si rilevano dei punti di riferimento L immagine fotografica che rappresenta il piano da ortogonalizzare viene poi digitalizzata a mezzo di scanner e successivamente grazie a software specifici possibile inserire i parametri di trasformazione derivanti dalla posizione dei punti rilevati ed operare la trasformazione stessa Tra i vantaggi di questo sistema vi indubbiamente la possibilit di realizzare l intero processo con un attrezzatura limitata anche naturalmente la precisione dipende dalla qualit degli strumenti impiegati di avere un risultato digitale che consente ulteriori elaborazioni fra le quali il fotomosaico a controllo numerico il fotoritocco e la vettorializzazione in ambiente CAD degli elementi discretizzanti l architettura raffigurata Tra gli svantaggi di questo metodo si ha che nonostante tutto per ottenere delle buone precisioni sia necessaria una notevole esperienza una attrezzatura professionale per l acquisizione di immagini e dati e un software dedicato a questa specifica applicazione Esistono anche altri metodi di trasformazione o raddrizzamento delle immagini digitali che si servono di software generici per il ritocco fotografico ma naturalmente i r
15. RES A ciascun tipo potr essere assegnata una diversa cartella oppure si potr usare una unica cartella per ciascun progetto in cui ospitare tutti i tipi di file Quando si inizia con un nuovo progetto necessario che i file delle immagini siano gi presenti per cui la cartella che li conterr deve essere creata prima di iniziare la sessione di lavoro con Archis 2D Tutti gli altri file e le relative cartelle possono essere creati del programma Si suppone che l operatore sia in grado di creare nuove cartelle e spostare file tra cartelle 2 9 2 IMPORTAZIONE DI DATI DA FORMATI COMPATIBILI Come detto in precedenza Archis 2D utilizza per le immagini il formato TIFF per possibile utilizzare immagini anche in formato JPEG ECW e Bitmap previa conversione del formato Questa operazione deve essere eseguita prima di iniziare a lavorare con un progetto Importa raster Da formato JPG Sfoglia In Sfoglia Annulla fig 01 Dal men Progetti selezionare Importa e poi Raster Si apre la finestra di fig 01 in cui nella parte in alto si seleziona tra le estensioni riconosciute TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica 54 DATE 26 02 02 PAG 61 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso quella della nostra immagine JPG ECW n
16. di orizzontalit di parallelismo e di simmetria delle linee e delle forme geometriche concetti sui quali riposano sovente le ricostruzioni grafiche delle rappresentazioni architettoniche gt A ES 19 04 Portale principale del Duomo di St Jakob in Sebenico Riduzione del rilevamento alla scala originale di 1 10 Geodetski Fakultet Sveucilista u Zagrebu Il contributo offerto da questa metodologia si segnala in questo settore proprio nell individuazione e nella determinazione delle pi piccole anomalie e discrepanze molto frequenti nelle antiche strutture architettoniche e nel rilevamento dettagliato ed analitico dei cedimenti di fratture di deformazioni e dissesti vari tratto da M Fondelli Trattato di Fotogrammetria urbana e architettonica Ed Laterza TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 36 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso fig 05 Porzione della restituzione fotogrammetrica del Cavallo A della basilica di San Marco in Venezia 1 11 APPROFONDIMENTO LA FOTOGRAMMETRIA CON IL METODO GRAFICO Questo testo non sarebbe completo se non vi fosse menzione di uno dei metodi pi importanti di applicazione della fotogrammetria il metodo grafico attraverso la geometr
17. obbiettivo stesso piano focale punto immagine distanza focale 2 punto nodale obbiettivo 1 punto nodale punto di presa fig 01 distanza focale Per piano focale si intende il piano perpendicolare all asse dell obbiettivo sul quale le immagini dei punti dell oggetto si formano nella migliore condizione di focatura Come noto la distanza fra il secondo punto nodale dell obbiettivo e tale piano varia in funzione della distanza dell oggetto dalla camera fotografica TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica 54 DATE 26 02 02 PAG 13 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso La distanza focale prima definita quella per la quale si trovano a fuoco sul piano focale i punti immagine di un oggetto posto a distanza infinita dal punto di presa comunque ad una distanza sufficientemente grande relazione alla distanza focale In una normale camera fotografica destinata a fotografare oggetti posti a distanze dal punto di presa molto diverse fra loro l obbiettivo pu avvicinarsi od allontanarsi dal piano focale per realizzare le migliori condizioni di focatura in funzione delle differenti distanze Nella maggior parte delle prese fotografiche che si effettuano in fotogrammetria la distanza dell oggetto quasi sempre molto grande rispetto alla distanza focale bast
18. segue si opera per punti di controllo in maniera che siano note le posizioni di tutti i punti rispetto ad un unico sistema cartesiano di riferimento allora la sovrapposizione pu essere minima appena sufficiente ad evitare lacune nel rilievo Mentre punti di riferimento sono rilevati in maniera indipendente per ogni scatto fotografico sconsigliato tale che se ne conoscano le posizioni reciproche solo fra quelli pertinenti al medesimo scatto oppure se si opera senza punti di controllo ma per allineamenti geometrici e rapporto di misure allora necessario circa un 30 di sovrapposizione con le immagini adiacenti per consentire la realizzazione del mosaico su punti omologhi In generale si sconsiglia di sfruttare tutto il fotogramma per queste elaborazioni infatti le ottiche soprattutto se di non elevata qualit e se corte tendono a deformare in maniera sensibile l immagine ai bordi del fotogramma Per quanto possibile sarebbe preferibile riprendere la porzione di piano di interesse solo con la porzione centrale della pellicola sfruttandone circa l 80 e trascurando il restante 20 in prossimit dei bordi Obbiettivi professionali macchine metriche semi metriche naturalmente hanno deformazioni ai bordi estremamente pi modeste di una ordinaria macchina fotografica reflex con ottica standard Inoltre assolutamente indispensabile inquadrare in maniera diretta e centrale il piano oggetto del rilievo la porzione di
19. 412 4 414 5 885 6 866 8 828 24 522 38 254 700 800 2 511 7 847 10 463 12 206 15 694 43 594 68 006 900 55 173 86 071 1000 68 115 106 260 1100 82 420 128 575 1200 98 086 153 014 1300 115 115 179 579 1400 133 506 208 270 tab 01 dimensioni delle immagini in Kb al variare del formato mm e della risoluzione di acquisizione dpi La formula che d i risultati in tabella la seguente dim1 25 4 xdpi x dim2 25 4 xdpi x 3 1024 dove dim1 e dim2 sono le dimensioni del formato in millimetri 25 4 il valore approssimato del pollice in millimetri 3 il numero di canali del colore RGB e 1024 il numero di bytes contenuti in un Kb Come si pu notare una cartolina acquisita a 1000 dpi porta quasi ad una immagine di 70 Mb per questo assolutamente necessario controllare e programmare la risoluzione di acquisizione 2 8 6 FASE DI ELABORAZIONE DIGITALE Esistono numerosi software specificatamente dedicati a questo genere di applicazioni che possono essere utilizzati con ottimi risultati nella realizzazione dei fotopiani digitali Tutti funzionano seguendo modalit simili e sono accompagnati da ampie istruzioni d uso che possono essere ben comprese alla luce di quanto fin qui illustrato Qui di seguito per completare il percorso di elaborazione del fotopiano saranno fornite indicazioni sull uso di uno di questi software denominato non si sa per qual motivo Archis ed attualmente fra i pi d
20. DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso la mosaicatura non sono tra loro accoppiate comparir su video un messaggio di errore che notifica questa mancanza Al termine del processo viene aperta su video l immagine totale sulla quale possibile compiere solo operazione di zoom TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica 54 DATE 26 02 02 PAG 83 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso 2 11 PHOTO EDITING DEL FOTOPIANO 2 12 SCALARE E VETTORIALIZZARE IL FOTOPIANO 2 13 LA PRESENTAZIONE DEI RISULTATI 2 14 ESEMPI E CONCLUSIONI TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica 54 DATE 26 02 02 PAG 84 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso 2 15 APPROFONDIMENTO PROGETTARE IL FOTOPIANO possibile programmare il rilievo necessario per la realizzazione del fotopiano attraverso alcuni calcoli ed avendo cura di modificare le variabili a disposizione per ottenere un risultato che risponda alla esigenze di rappresentazione preposte PROGETTARE LE RIPRESE ANGOLO DI CAMPO E DISTANZA DAL SOGGETTO La distanza di presa l attrezzatura fotografica utilizzata e il campo inquadrato da ogni presa fotografica sono tutt
21. Developments of Photogrammetric Methods and Instruments T Blanchut 1 3 DEFINIZIONE GENERALE Dopo varie definizioni tentate fino dagli esordi stato introdotto a partire dal 1903 da Albrecht Meydenhauer il termine fotogrammetria per individuare l insieme dei processi di utilizzazione delle prospettive fotografiche centrali nella formazione di cartografie topografiche e nella documentazione architettonica Per le specifiche applicazioni che ne vengono fatte la metodologia prende il nome di fotogrammetria terrestre allorch le prese vengono effettuate alla superficie del suolo e il nome di fotogrammetria aerea quando esse vengono effettuate da piattaforma spaziale aerea Nella prassi consolidata tale metodologia viene tuttavia identificata come fotogrammetria dei vicini o Close Range Photogrammetry quando gli oggetti interessati risultano situati ad una distanza inferiore a 300 m circa dalla camera da presa fotogrammetrica e come fotogrammetria dei lontani quando gli oggetti sono situati a distanze maggiori Il limite dei 300 m costituisce anche la delimitazione della quota di sicurezza per le riprese da aeromobile Nell uso comune dati soprattutto i suoi interessi prevalentemente territoriali la metodologia viene infine suddivisa in fotogrammetria topografica e in fotogrammetria non topografica Nell ambito della prima rientrano rilevamenti urbani nell ambito della seconda gravitano invece i rilevamenti architettonici e deg
22. FILE appunti didattica 54 DATE 26 02 02 PAG 3 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso CONDIZIONE DIPLANARITA aeree 47 CONDIZIONE DIMPORANZI ae 47 EFFETTIVI AMBITI DIAPPLIGAZIONE Alea 48 2 6 VALIDIT METODOLOGICA DEI 49 2 7 L ATTREZZATURA NECESSARIA PER OPERARE NEL 49 ATTREZZATURA PROFESSIONALE ssi Ra 50 ATTREZZATURA MINIMA 50 FOTOCAMERA METRICA rei AEE A 50 FOTOCAMERA SEM MER 50 FOTOCAMERE DIGI ALI TR 51 2 8 REALIZZAZIONE DI UN FOTOPIANO DIGITALE INDICAZIONI OPERATIVE 52 2 8 1 FASEDIPROGETTO RITIRARE 52 218 2 FASE DI RIPRESA Lilli RR 53 MATERIALE FOTOGRAFICO i 53 CONDIZONIDI RIPRESA 53 MODANTADI INGUADRATURA reali incisi 54 2 83 FASE DI RILIEVO silla 54 RILIEVI CON STRUMENTI DI MISURA TOPOGRAFICI i 56 RILIEVI CON STRUMENTI DI MISURA TRADIZIONALI i 56 RILEVIIN MODALITA GEOMETRICA spo A E E ana 57 2 8 4 FA
23. Viene eseguito il rilievo del monte Bianco da parte di H J Vallot Paganini costruttore di un fototeodolite e Manzi in Italia effettuano rilievi fotogrammetrici per conto dell IGMI elevando la fotogrammetria a un livello operativo eccellente 1896 la Zeiss fabbrica tedesca di strumenti topografici con sede a Jena mette in commercio il primo obbiettivo fotografico esente da errori di astigmatismo il famoso Protar Anastigmatic e dopo pochi anni l obbiettivo Tessar progettati dal prof Abbe e i cui vetri ottici sono costruiti dalla fabbrica di vetri Schott Zeiss Schott e Abbe fondano la Zeiss 1896 D Koppe in Germania reinventa il fotogoniometro la correzione della distorsione degli obbiettivi attraverso il percorso inverso dei raggi ottici noto come principio di Porro Koppe Koppe nel 1889 scrive il primo testo di Fotogrammetria 1892 Stolze inventa la marca mobile stereoscopica Viene cos risolto il grave problema della identificazione dei punti corrispondenti 1896 il franco canadese Deville inventa un apparecchio stereoscopico di restituzione noto come camera Deville tedesco Karl Pulfric nel 1901 presso le officine K Zeiss di Jena costruisce il primo stereocomparatore l inizio della fotogrammetria analitica 1908 L austriaco E Von Orel ufficiale dell esercito austro ungarico e triestino di nascita inventa lo Stereoautografo che il primo restituore analogico caratterizza
24. architetture si sviluppa principalmente per il rilevamento del territorio ed stata fino alla fine del secolo scorso applicata in gran parte come fotogrammetria aerea Indubbiamente uno degli aspetti che ha maggiormente ostacolato la diffusione della fotogrammetria in molti settori rappresentato dall elevato costo e complessit degli apparecchi usati per svolgere le operazioni fotogrammetriche La recentissima ultimi dieci anni disponibilit e diffusione di calcolatori in grado di manipolare grosse quantit di dati unitamente ai progressi tecnologici nella computer grafica ha permesso di eseguire molte elaborazioni del processo di rilievo fotogrammetrico in ambiente digitale Questo ha fatto s che le costose e complesse strumentazioni ottico meccaniche utilizzate nel passato in parte si rendessero non pi indispensabili ed in parte divenissero perfino obsolete Proprio grazie a questa evoluzione della tecnologia verso il digitale si avuto nell ambito della fotogrammetria una rapida diffusione ed uno sviluppo che ha portato ad applicare pi frequentemente e pi estesamente questa metodologia di rilievo ad altri settori dove raramente veniva utilizzata La fotogrammetria rimane comunque una disciplina specialistica che richiede competenze vaste e grande esperienza per poter essere applicata con risultati attendibili La fotogrammetria rappresenta ormai uno strumento di acquisizione di dati TITLE SUBJECT ARCHITETTU
25. delle vere dimensioni degli stessi In generale il metodo grafico consente di eseguire le medesime applicazioni di fotogrammetria architettonica fin qui descritte potendo determinare le proiezioni ortogonali di elementi ripresi da due o pi immagini fotografiche con l ausilio di punti di appoggio o di riferimento Tuttavia il metodo grafico trova pi frequente ed interessante impiego nell ambito di elaborazioni che fanno uso di una sola immagine fotografica e che integrano i dati mancanti con maggiori rilievi in loco bene evidenziare che nel caso si operi con un solo fotogramma il metodo grafico si pu anche avvalere di considerazioni critiche che formula l operatore valutando dati di campagna ed eventuali ipotesi di lavoro come parallelismi allineamenti orizzontalit verticalit di membrature appartenenza a piani e simili sfruttando moltissimo gli elementi geometrici di riferimento che possono essere presenti nell architettura da rilevare La precisione dell intero processo vincolata all attendibilit di dette valutazioni e o rilievi che tuttavia sono quelle che consentono maggiore versatilit al metodo e danno anche la possibilit di indagare casi limite Una volta determinati gli elementi notevoli che definiscono in maniera univoca la proiezione centrale possibile operare sui singoli piani tramite proiezioni e sezioni al fine di determinare le vere dimensioni e le proiezioni ortogonali degli oggetti di interess
26. determinano le incognite della trasformazione in funzione dei dati disponibili Terminata la fase degli orientamenti possibile passare dalla visualizzazione monoscopica delle immagini a quella stereoscopica Per osservare le coppie di immagini in stereoscopia vi sono varie tecniche comunque sono basate sul principio di far percepire contemporaneamente o a distanza di frazioni di secondo all operatore l immagine destra con l occhio destro e quella sinistra col sinistro Le tecniche pi comuni sono le seguenti modalit anaglifica l operatore indossa occhiali con lenti bicolori generalmente una rossa ed una blu ed osserva la stereo coppia sul monitor convertita negli stessi colori delle lenti es una immagine rossa quasi sovrapposta a quella blu modalit passiva l operatore indossa occhiali polarizzati che gli consentono una visione alternata delle due immagini della stereo coppia su monitor speciali TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 28 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso modalit attiva l operatore dotato di occhiali a polarizzazione attiva che gli consentono di visualizzare alternativamente e ad alta frequenza 60KHz le immagini della stereo coppia al proprio monitor monitor standard che deve essere dotato di un emettitore sincro
27. di determinare il piano che minimizza gli errori e che interpola i punti battuti sarebbe necessario ricorrere ad una routine matematica ai minimi quadrati Solitamente questa esigenza non sopravviene visto che lievi discostamenti in quota dal piano non conducono ad errori rilevanti o comunque di ordine di grandezza superiore rispetto a quelli in gioco DALLE TRIANGOLAZIONI ALLE COORDINATE CARTESIANE Ancora pi semplice risulta il metodo che porta dalle triangolazioni di rilievo al sistema di coordinate cartesiane necessario Con un foglio una matita ed un compasso possibile rimontare le triangolazioni cos come si procede in tutti i rilievi Successivamente si traccia un origine e due assi cartesiani ortogonali meglio se l asse X risulta orientato con due punti che definiscono l orizzonte punti rilevati potranno pertanto essere espressi in funzione delle loro coordinate rispetto agli assi definiti Il tutto naturalmente pu essere svolto pi elegantemente e con maggior precisione in ambiente CAD sostituendo il compasso con la funzione CIRCLE o ARC i punti potranno poi essere riletti con le loro coordinate servendosi dei comandi LIST o TOOLS INQUIRY id POINT 2 8 5 FASE DI DIGITALIZZAZIONE DELLE IMMAGINI Qualora non si sia utilizzata una fotocamera digitale si rende indispensabile digitalizzare le immagini fotografiche al fine di poter procedere alla trasformazione omografica tramite software Se si dispone dell attrezzatura necess
28. esame vengono mostrati solo i file che nella cartella specificata hanno estensione TIF Quando il cursore nella casella di mezzo nella finestra a destra sar mostrata la sola lista con i nomi dei file dei punti di appoggio e cos di seguito Le immagini devono essere presenti al momento della creazione del progetto per cui non possibile digitarne il nome ma questo va prelevato dalla lista posta in basso facendo doppio clic sui nomi desiderati Analogamente se si vuole eliminare una delle immagini selezionate si fa doppio clic sul nome in esame In un progetto possibile inserire fino a 100 immagini Per gli altri tipi di file si pu procedere in modo analogo prelevando il nome dalla lista in basso mediante doppio clic oppure se si deve specificare un file non ancora esistente se ne digiter il nome Se si attiva la casella Anteprima nella finestra a destra verr mostrata una anteprima del file selezionato Questo vero per ogni tipo di file per cui richiesta l anteprima nella fig 02 mostrata l anteprima di un file vettoriale Quando si fa clic sul bottone OK i dati inseriti vengono verificati e viene segnalato errore se si verifica una delle seguenti coincidenze Alcune delle immagini specificate non esistono In questo caso non possibile uscire dalla procedura fintanto che questi dati non sono stati corretti il file dei punti di appoggio stato specificato ma non esiste viene chiesta l autorizzazione a crear
29. il piano dell immagine fotografica originaria e quello dell immagine raddrizzata La loro determinazione richiede la conoscenza delle due coordinate X ed Y di almeno quattro punti dell oggetto in questione opportunamente dislocati sull immagine da raddrizzare espresse sistema di riferimento oggetto ed individuabili nel sistema di riferimento immagine 2 4 SVILUPPO E METODI Questa operazione di trasformazione delle immagini fotografiche finalizzata all ottenimento di fotopiani digitali pu essere realizzata secondo tre metodologie con costruzioni grafiche applicazioni della geometria descrittiva strumentazione ottico meccanica raddrizzatori pervia analitica operando su immagini digitali TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 43 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso 2 4 1 IL METODO GRAFICO Il metodo grafico di restituzione fotogrammetrica applicazione dell omografia permette con costruzioni geometriche pi spedite di prescindere dall individuazione dei punti di fuga della proiezione centrale individuata dal fotogramma e di operare direttamente ed unicamente sul piano ripreso e sui punti noti rilevati sullo stesso La determinazione delle proiezioni centrali di un oggetto architettonico da una fotografia con applicazione del processo inver
30. in grado di affiancarle correttamente COLLIMAZIONI DI PUNTI OMOLOGHI l operazione che permette al programma di capire come due immagini devono essere tra loro riunite La collimazione di punti omologhi consiste nell individuare su due immagini diverse i punti a comune Si accede questa procedura scegliendo dal men principale la voce Utility e da qui Collimazioni La voce di men si attiva solo ed esclusivamente nel momento in cui nell area di lavoro sono state aperte due immagini Cancella Cancella tutti Peggiore Annulla i Tipo punto xy X Coordinate cursore 28 0 1592 0 Coordinate punto attuale La procedura attivata nel momento in cui appare nell area di lavoro la finestra di fig 18 che guida l operatore nella collimazione dei punti Ogni punto prima di essere collimato su una delle due immagini deve essere indicizzato Questa procedura necessaria perch un punto pu essere utilizzato come collimazione per le due immagini aperte al momento ma anche come punto di riferimento che sar collimato su un immagine successiva L indicizzazione di un punto la si esegue prima ancora di scegliere il punto sull immagine La procedura di collimazione dei punti segue il seguente schema Individuazione del codice di riferimento tramite selezione dello stesso dalla lista posta in basso di fig 18 Individuazione di un punto a comune tra le due immagini sulla prima immagine aperta Individuazione dell
31. lente semplice avente distanza focale dello stesso valore nominale Nella maggior parte degli strumenti fotogrammetrici in luogo della distanza focale equivalente che abbiamo prima definito viene utilizzato un particolare valore della distanza focale per il quale si realizza una pi favorevole distribuzione della distorsione all interno del campo di utilizzazione dell obbiettivo Tale valore prende il nome di distanza focale calibrata Conviene notare che nella pratica operativa si usa spesso il termine distanza principale in luogo del termine distanza focale Ricordiamo che il termine distanza principale fa parte della terminologia concernente una proiezione centrale In una proiezione centrale la distanza principale la lunghezza della perpendicolare condotta dal centro di proiezione al piano di proiezione Poich si supposto considerare la fotografia dal punto di vista geometrico una proiezione centrale l uso di tale termine giustificato Va notato per che esiste corrispondenza fra i due termini solo nel caso di un obbiettivo ideale privo di distorsione CALIBRATURA DI UNA CAMERA FOTOGRAMMETRICA Come si gi fatto notare non possibile utilizzare una fotografia ai fini fotogrammetrici se non sono perfettamente noti od esiste la possibilit di determinare con precisione gli elementi di orientamento interno che abbiano prima definito incluso l eventuale distorsione dell obbiet
32. parte lacunosi TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 35 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso L applicazione della metodologia fotogrammetrica nel rilevamento delle architetture comporta invece la realizzazione di un insieme finito di fotogrammi ottenuti da una camera metrica e di alcune misure indispensabili alla successiva restituzione dell insieme Questa metodologia costituisce uno degli strumenti pi efficienti per il rilevamento architettonico poich prescinde da ogni schema preliminare e consente di operare in maniera sicura ed immediata senza pregiudicare in alcun modo lo stato di conservazione delle opere esaminate riducendo al minimo indispensabile le misure su di esse L applicazione di questa metodologia permette poi di ricavare delle informazioni del tutto obiettive sui diversi elementi strutturali architettonici considerati indipendenti da ipotesi precostituite sulle forme geometriche degli stessi e sulla giacitura spaziale che ciascuno sembra presentare Gli elaborati grafici e numerici forniti dalla metodologia fotogrammetrica presentano quindi un valore documentario prezioso ed inestimabile nello studio e nella salvaguardia dei monumenti architettonici ove l esperienza finora raccolta consiglia sempre di diffidare dei tradizionali concetti di verticalit
33. premendo il bottone OK il programma legge tutti i file presenti nella cartella e crea una libreria dei simboli che in fase di restituzione sar utilizzata in Archis 2D PRO perla vestizione delle entit restituite TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 62 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso Possono essere importati anche i codici normalmente utilizzati all interno dei programmi di restituzione collegati agli analitici quali GPM e Macros Dal men principale Progetti selezionare la voce Importa e poi Codici La voce attiva se nella finestra di lavoro aperto un progetto L operazione cos eseguita permette di aprire la finestra explorer di Windows all interno della quale l operatore selezioner il file con estensione AS che desidera importare 2 9 3 CREAZIONE DI UN NUOVO PROGETTO Per poter lavorare all interno di uno qualsiasi dei pacchetti di fotogrammetria digitale di Siscam s r l occorre per prima cosa creare un progetto all interno del quale saranno selezionate le cartelle di lavoro in cui saranno salvati i file elaborati durante la sessione di lavoro Un progetto costituito da tutti i dati preesistenti e creati da Archis 2D relativi all esecuzione di un certo lavoro di rilievo Quando si inizia un nuovo lavoro disporremo solo dei file delle immagini si do
34. prospettandone la piena potenzialit metrica Nel 1840 F Voigtlander costruisce un obiettivo con luminosit 3 5 progettato dal matematico ungherese J Petval Nel 1840 l inglese William H Fox Talbot inventa il procedimento negativo positivo per la riproduzione della fotografia L inglese D Brewster inventa il visore stereoscopico Nel 1841 A Claudet applica la tecnica delle fotografie stereoscopiche Nel 1849 A Laussedat rileva la cupola di Les Invadides mediante prospettive disegnate con la camera chiara Nel 1851 F Scott Archer inventa il procedimento al collodio umido per le fotografie che rimarr utilizzato per quarant anni La lastra di vetro veniva preparata con sali lasciati a seccare Questa andava inumidita immediatamente prima dell esposizione quindi veniva sviluppata subito dopo l esposizione stessa Nel 1850 il capitano del genio francese Aim Laussedat si pone come il fondatore della fotogrammetria che chiama iconometria o metrografia Nel 1858 il fotografo francese F Tournachon soprannominato Nadar effettua le prime riprese aeree a bordo di una rnongolfiera e si fa ardente propagandista della produzione di carte mediante riprese aeree Nel 1859 Laussedat fabbrica il primo fototeodolite munito di cerchi orizzontale e verticale e di fotocamera con 4 marche fiduciarie Fra i rilievi di Laussedat si annoverano quelli di S Maria delle Grazie a Milano e del forte di Vincennes Laussedat preferiva la camera chiara di Walloston pe
35. riconoscibili questi in assenza di supporto fotografico devono essere monografati registrati graficamente con disegni di campagna 2 8 2 FASE DI RIPRESA Il segreto per fare un fotopiano di qualit leggibile e denso di informazioni semplicemente di realizzare delle immagini fotografiche perfette se le immagini sono carenti i risultati non potranno che essere peggiori visto che la qualit diminuisce in seguito ai vari passaggi acquisizione raddrizzamento e stampa MATERIALE FOTOGRAFICO consigliabile utilizzare pellicole lente bassa sensibilit massimo 100 ASA Minore la sensibilit pi fine la grana Utilizzare pellicole a colori solo se necessario poich queste hanno una grana pi grossa del bianco e nero Esporre su cavalletto con tempi lunghi e con diaframma chiuso migliorare la nitidezza dell immagine ai bordi e la profondit di campo buona pellicola negativa in bianco nero la ILFORD 50 ASA buona pellicola negativa colori la FUJI REALA 100 ASA Per rilievi in interni utilizzare faretti con luce 3200 ed una pellicola invertibile per luce al tungsteno come la KODAK EPY 64 ASA CONDIZIONI DI RIPRESA Realizzare le riprese solo con la luce a favore alle spalle aspettando il miglior momento della giornata Le giornate migliori per le foto di architettura sono quelle coperte poich la luce diffusa e non vi sono n ombre n alte luci che impe
36. sistemi di regolazione meccanica e manuale che comportano una lieve perdita di precisione inoltre questo metodo non consente di costruire fotomosaici di porzioni adiacenti di uno stesso piano o almeno tale operazione possibile con esecuzione di collage che inficia notevolmente la qualit ed attendibilit del risultato finale in passato questo veniva nuovamente riprodotto fotograficamente per garantire omogeneit di supporto TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 45 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso Nonostante i menzionati svantaggi il metodo ottico meccanico in grado di offrire un prodotto di qualit eccellente 2 4 3 IL METODO ANALITICO CON IMMAGINI DIGITALI Il metodo analitico con immagini digitali principale oggetto di questa trattazione cui si far riferimento in tutti i paragrafi seguenti si basa sulla formulazione matematica della trasformazione omografica con algoritmi derivanti dalle regole della geometria analitica dello spazio E possibile pertanto applicare detti algoritmi ad ogni elemento di una matrice di punti costituente l immagine numerica in formato raster che si vuole trasformare ed ottenere cos una nuova immagine sempre digitale adatta per ogni successiva elaborazione ded JOX Q 04 Q Q x 00 Dax
37. soprattutto nell ambito dei rilievi architettonici pi di quello che essa sia in realt la fotogrammetria e rimane un mezzo per giungere a delle informazioni metriche che costituiscono semplicemente il primo passo verso la conoscenza e la documentazione dell architettura essa permetter semplicemente di sviluppare in maniera pi dettagliata le successive operazioni di analisi progetto ed intervento Ed bene anche sottolineare che la tecnica fotogrammetrica non deve n pu sostituirsi interamente ai rilievi diretti ma pu offrire solo un supporto geometricamente obbiettivo imprescindibile ai fini dell esecuzione del rilievo finale AAVV Lavori di fotogrammetria architettonica Ed Dei Roma 1 2 CENNI STORICI La storia della fotogrammetria molto legata nei suoi princ pi teorici alla storia della geometria descrittiva ed in particolare alla formulazione della teoria della prospettiva mentre nella sua applicazione legata alla storia dell ottica della fotografia ed alle relative scoperte tecnologiche Si ricorda inoltre che la fotografia da un punto di vista ottico proiettivo assimilabile ad una proiezione centrale ovvero tutti i raggi provenienti dal mondo esterno vengono convogliati attraverso le lenti dell obbiettivo in un punto o assimilabile a tale e proiettati su uno schermo che li intercetta pellicola pertanto si pu affermare che la fotografia con buona approssimazione una vista pro
38. strumenti anche se fondate su medesimi princ pi teorici per il rilevamento architettonico 2 1 FOTOPIANI DIGITALI Una delle applicazioni non convenzionali della fotogrammetria che ha recentemente conosciuto un notevole sviluppo quella dei fotopiani e dei fotomosaici Si tratta di un processo che pur non offrendo lo stesso livello di precisione della fotogrammetria classica e nonostante i notevoli limiti applicativi risulta spesso insostituibile nella documentazione del costruito architettonico specialmente nel settore beni culturali Diviene talvolta anche uno strumento progettuale e di programmazione degli interventi 2 2 DEFINIZIONE E TERMINOLOGIA Data una presa fotografica ovvero una proiezione centrale dove sia ripreso e facilmente individuabile un elemento piano possibile operare una trasformazione detta impropriamente anche raddrizzamento che porti questo piano dalla sua configurazione prospettica in proiezione ortogonale L immagine fotografica cos trasformata mantiene quasi inalterate le sue caratteristiche qualitative la sua densit di informazioni e pu essere riprodotta in scala come fosse una rappresentazione grafica architettonica del piano medesimo 4 fuga verticale fuga orizzontale fig 01 presa fotografica di un prospetto di una costruzione schema TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 41 93 ARCHITE
39. 9 52 517 24 002 52 157 1 2 1 1 2 576 59 323 1 173 59 678 5 833 64 723 6 947 67 013 2 3 4 5 6 Ta 8 fig 13 Utilizzando questa finestra possibile associare all immagine aperta nell ambiente di lavoro i punti di appoggio misurati e riportati nel file In questa fase l elenco dei punti di appoggio riportato nella lista in basso di fig 13 TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica 54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 75 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso La procedura da seguire semplice Occorre per prima cosa selezionare dalla lista in basso uno dei punti riportati coordinate oggetto e poi collimarlo sull immagine coordinate immagine Dopo aver individuato il punto dalla lista dei punti di appoggio accanto ad esso compare una lettera O Quando il punto sar stato collimato compare la lettera C accanto alla precedente ad indicare che quel punto gi stato collimato La collimazione quindi l instaurazione di una relazione tra coordinate oggetto e coordinate immagine Nella finestra di fig 13 possiamo osservare che nello spazio compreso tra le due liste sono presenti due cornici testo Nella prima Coordinate cursore comparir istante per istante le coordinate attuali del cursore queste coordinate saranno espresse in pixel fino a che l immagine non sar s
40. AG 8 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso DALLA RAPPRESENTAZIONE PROSPETTICA ALLA MISURE REALI DELL OGGETTO Il matematico francese Desargues 1593 1662 formula la teoria della prospettiva Nel 1727 il medico tedesco J H Schulze scopre la sensibilit del nitrato d argento alla luce ottenendo una immagine sia pure di breve durata Nel 1759 il geografo Henry Lambert 1728 1787 pubblica la teoria della prospettiva Frei Perspective sono i princ pi della prospettiva inversa e dell intersezione spaziale di raggi coniugati sui quali si basa la fotogrammetria Nel 1726 il medico naturalista M A Kappeler effettua il rilievo del monte Pilatus servendosi di prospettive disegnate Nel 1791 l idrografo francese Beatemps Beaupr effettua similmente il rilievo di un tratto di costa del pacifico Nel 1804 l inglese W H Wollaston brevetta la camera lucida dispositivo con il quale possibile sovrapporre l immagine del paesaggio con quella del foglio di carta Nel 1827 Il francese Nicephore Niepce effettua la prima fotografia in localit Le Gras vicino a Chalon sur Saone Veduta della finestra di casa L esposizione dura otto ore Nel 1839 il francese Louis Mand Daguerre forma e sviluppa la prima immagine latente i dagherrotipi sono a base di sali di argento Nel 1839 l accademico francese Arago presenta la fotografia all Accademia delle Scienze francese
41. ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica 54 DATE 26 02 02 PAG 1 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso EDIZIONE N 902 Queste note hanno unicamente fine didattico nell ambito della Universit degli studi di Firenze Facolt di Architettura sono di supporto al corso di Restauro Architettonico docente Prof Paolo Brandinelli Fotografia architettonica docente Prof Paolo Brandinelli ed alla scuola di specializzazione in Storia Analisi e Valutazione dei Beni Architettonici e Ambientali docente Prof Carlo Cresti corso Informatica applicata all architettura docente Arch Manfredo Romeo a cura di arch Manfredo Romeo revisione Giovanni Checcucci con la collaborazione ed il supporto scientifico di General Engineering Galileo Siscam Technology fonti bibliografia e contributi sono citati nel testo Contributi degli studenti Gli studenti con specifiche esperienze e conoscenze inerentemente agli argomenti trattati o a quelli di prossima trattazione che volessero contribuire allo sviluppo delle presenti dispense sono naturalmente graditi e saranno citati e ringraziati nel testo es
42. DATE 26 02 02 PAG 90 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso La progettazione del rilievo per mezzo di fotopiani il risultato di una mediazione delle variabili esposte e pu essere condotta anche a ritroso proprio partendo dalla scala di stampa desiderata per determinare la risoluzione di acquisizione della pellicola come gi illustrato in paragrafi precedenti o pu essere la successiva mediazione di vari aspetti fino a giungere ad una configurazione che ottimizza esigenze e mezzi In ogni caso prima di avviare un vasto lavoro di rilievo consigliabile realizzare una prova nella quale si compia l intero processo descritto allo scopo di produrre una porzione di fotopiano alla scala prescelta non tanto per controllare i calcoli eseguiti che sono molto semplici ma per verificare che l attrezzatura a disposizione dia risultati soddisfacenti 2 16 APPROFONDIMENTO LA PRECISIONE DEL FOTOPIANO La precisione in fotogrammetria digitale ed in particolare nella realizzazione di un fotopiano funzione di vari elementi strumentazione impiegata per l acquisizione dei dati camera metrica pellicola scanner stampante e quant altro gestione delle variabili relative al processo di produzione del fotopiano come ampiamente esposto nel paragrafo precedente precisione del rilievo topografico di appoggio Il rilievo fotogrammetrico consent
43. E ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso ANALOGIA TEODOLITE FOTOCAMERA METRICA Quanto stato esposto relativamente alla necessit di avere pi immagini di un soggetto per poter ricavare informazioni metriche tridimensionali su di esso ha una dimostrazione teorica e matematica che stata solamente accennata per brevit e semplicit di trattazione Tuttavia tale concetto fondamentale pu essere agevolmente compreso riferendosi al ben pi noto sistema di rilevamento a mezzo del teodolite esiste infatti una notevole analogia fra la procedura con la quale si realizza un rilievo strumentale con il teodolite e quella con prese fotogrammetriche Realizzare una presa fotogrammetrica equivale ad una speciale collimazione con il teodolite dove invece di acquisire un singolo punto si acquisisce tutti i possibili punti rilevabili da quella postazione Si osserva pertanto quanto segue fotogramma la registrazione analogica di tutte le possibili collimazioni del teodolite avente il centro coincidente con il centro della proiettivit problema fotogrammetrico rispetto all analogo rilievo topografico complicato dal fatto che occorre sicuramente stabilire la posizione e l orientamento del fotogramma all atto della presa grande vantaggio della fotogrammetria rispetto alla topografia risiede nella grande quantit di informazioni ricavabili in una singola presa Se realizzare una pre
44. ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso 1958 il fillandese canadese U V Helava inventa il restitutore analitico costruito poi dalla OMI Ottico Meccanica Italiana fabbrica italiana fondata da Nistri e Parenti 1964 W Schermerhon primo ministro olandese e professore di fotogrammetria all Universit di Delft fonda International Training Centre poi diventato International for Aerospce Survey and Earth Sciencies con sede a Enschede Olanda 1972 viene lanciato dagli USA il primo satellite della serie ERST Earth Resources Technology Satellite meglio noto come LANDSAT suoi rilievi di qualunque parte del globo sono disponibili a chiunque 1980 scaduto il brevetto Helava ciascuna casa costruttrice produce la propria famiglia di restitutori analitici la Zeiss costruisce i Planicomp la Wild lo AC1 Aviolyt e la Kern il 1981 T Siriakoski getta le basi della fotogrammetria digitale Francia effettua il lancio del primo dei tre satelliti SPOT Sist me Probatorie pour l Observation de la Terre analogo al Landsat con in pi la capacit di prese stereo e finalit cartografiche caratterizzato da una risoluzione a terra di 30 m 1988 Kern costruisce il primo stereorestitutore digitale Note storiche tratte da Gabriele Fangi Univ di Ancona note di fotogrammetria clua ed Ancona nonch dal libro della ISPRS Historical
45. GITALI Il momento decisivo in cui l intero processo di restituzione fotogrammetrica divenuto gestibile unicamente in formato digitale stato quello in cui gli elaboratori sono stati dotati di processori e schede grafiche sufficientemente potenti a gestire immagini numeriche di tipo raster Un immagine numerica una matrice tabella bidimensionale di numeri ciascuno dei quali rappresenta il livello di luce o di colore corrispondente a quella posizione Le immagini numeriche possono essere ottenute direttamente utilizzando fotocamere digitali o acquisendo copie su carta o pellicola mediante dispositivi detti scanner Una volta memorizzate in formato digitale le immagini fotografiche stereoscopiche dello spazio che si intende rilevare possibile operare tutte le fasi del processo di restituzione in ambiente digitale dagli orientamenti alla restituzione vera e propria attraverso l uso di software specifici e di una attrezzatura accessoria sofisticata ma di semplice utilizzo Il software segue delle procedure di calcolo che derivano dalla formulazione analitica della proiettivit e che conducono alla determinazione delle coordinate tridimensionali dello spazio interessato dal rilievo espresse direttamente nei formati condivisi dai pi diffusi programmi di disegno numerico CAD Computer Aided Drawing Tutte le operazioni relativamente agli orientamenti avvengono in modalit numerica e svariate possono essere le opzioni con cui si
46. ICA Nel rinascimento vengono scoperte ed applicate dagli artisti le leggi della prospettiva geometrica Masaccio Paolo Uccello Piero della Francesca ecc A due artisti in particolare viene attribuito il merito della scoperta della prospettiva l Alberti e il Brunelleschi Le leggi della prospettiva sono descritte dall Alberti in De Pictura 1430 Egli chiama razzo centrico l asse ottico della prospettiva ed espone un metodo di costruzione della prospettiva nei quadri Il Brunelleschi costruisce due tavolette con un foro al centro corrispondente al punto di vista osservatore mira attraverso il foro uno specchio che posto di fronte alla tavoletta ne riflette quanto in esse disegnato sperimentando le leggi della prospettiva e dimostrando l esistenza di un punto di fuga Artisti rinascimentali Albert Vermeer applicano la camera oscura per il disegno di prospettive Leonardo da Vinci spiega il funzionamento della camera oscura nel Codice Analitico Costruisce apparati per la prospettiva esperimenta artifici prospettici quali l anamorfosi Il pittore tedesco A Durer venuto in Italia a studiarne l arte rinascimentale fabbrica dispositivi per la visione prospettica il reticolo e il portello evoluzioni di un congegno il velum costruito dall Alberti e perfezionato da Leonardo Egli pubblica il trattato sulle misure 1525 Leonardo descrive l anamorfosi cio una rappresentazione deliberatamente deformata s
47. IGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 16 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso prescelti al centro dei due nostri campi visivi sinistro e destro ad una interdistanza corrispondente esattamente alla nostra distanza interpupillare e ad una distanza dagli occhi pari a quella della visione distinta In questa condizione quando osserviamo questi due punti gli assi visuali risultano paralleli fra loro come se stessimo osservando due punti a distanza infinita Le due immagini del punto preso in considerazione si fondono nel nostro cervello in una sola Di tutti gli altri punti che stanno intorno al punto suddetto si hanno immagini sull una e sull altra fotografia che vengono viste sotto angoli parallattici diversi fra loro e diversi dall angolo parallattico sotto cui viene visto il punto scelto come riferimento per quanto abbiamo detto questo angolo parallattico uguale a zero poich corrisponde a raggi visuali paralleli Il cervello interpreta queste differenze angolari come parallassi stereoscopiche e fonde le immagini dei punti delle due fotografie in un unica immagine tridimensionale in cui tutti i punti osservati appaiono situati avanti od indietro o pi alti o pi bassi rispetto al punto assunto come riferimento Il mantenere paralleli fra loro gli assi visuali diretti verso il punto di rife
48. LOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso originaria Q provocherebbe alfine di mantenere la collimazione una variazione angolare della posizione di una delle due pupille Risulta pertanto di facile comprensione con questo esempio come la visione monoculare monoscopica non sia sufficiente a farci apprezzare la profondit o terza dimensione Il potere visuale stereoscopico dell uomo risulta comunque moderatamente accentuato a causa della vicinanza degli occhi rispetto alla distanza degli oggetti osservati In fotogrammetria si tende a controllare e programmare il rapporto fra queste due grandezze che vanno rispettivamente sotto il nome di base e distanza di presa proprio per esaltare la tridimensionalit degli oggetti che si vogliono rilevare Li DISTANZA INTENPURILLARE 19 01 il sistema telemetrico umano realizzato attraverso la variazione della parallasse angolare Si evidenzia inoltre che osservando un qualunque oggetto con ambedue gli occhi si percepisce una sola immagine di tale oggetto Le due immagini raccolte separatamente dall occhio sinistro e dall occhio destro si fondono infatti nel cervello in una immagine unica Gli assi visuali risulteranno paralleli fra loro o convergeranno a seconda che si stia osservando un punto molto distante cio posto praticamente all infinito od un punto vicino Pi vicino tale punto pi grande convergenza d
49. La trasformazione che sta alla base di questo processo e che impropriamente viene detta raddrizzamento in realt definita in geometria descrittiva restituzione fotogrammetrica applicazione dell omografia L omografia una trasformazione fra due spazi piani ed governata da otto parametri Nel caso specifico i due spazi piani sono rappresentati rispettivamente dal piano ripreso in fotografia e dalla sua immagine trasformata in proiezioni ortogonali mentre gli otto parametri sono le coordinate bidimensionali X Y di 4 punti opportunamente scelti e tali che non ve ne siano tre allineati Due piani risultano essere omografici quando agli elementi geometrici dell uno corrispondono quelli dell altro e pi in particolare quando ad ogni punto ed ad ogni retta dell uno corrispondono un punto ed una retta dell altro e se esiste l appartenenza fra il punto e la retta dell uno corrisponde TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 42 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso l appartenenza tra il punto e la retta dell altro Tra i due piani si viene a determinare una corrispondenza biunivoca che si definisce omografia La corrispondenza biunivoca che si stabilisce fra i due piani resa possibile con l applicazione delle operazioni di proiezione e sezione e risulta essere un
50. Note di supporto al corso documentare nella loro consistenza geometria aspetto colore e stato di conservazione Pertanto il sistema risulta ben impiegato relativamente a superfici comunque decorate affreschi graffiti tarsie mosaici pitture in genere e quant altro Ma anche le tessiture murarie in laterizio pietra o simili costituiscono nelle costruzioni di importanza storico artistica un interessante parametro da documentare nel dettaglio di ogni singolo elemento ivi includendo lo stato di conservazione e degrado e non ultimo un quadro fessurativo alquanto articolato Ci che invece non si presta a questo tipo di documentazione sono le superfici perfettamente omogenee intonacate prive di informazioni di interesse e quelle senza valore storico artistico In questi casi il metodo del fotopiano risulta inutilmente impiegato e pertanto scientificamente improprio Fanno eccezione pochissimi casi quando si produce il fotopiano semplicemente per estrapolarne delle misure e quando si opera sistematicamente con questi metodi traendo un giovamento nella velocit di esecuzione di certe misure EFFETTIVI AMBITI DI APPLICAZIONE In maniera riepilogativa si elencano qui di seguito i casi in cui il fotopiano si rivela un prezioso strumento operativo densit delle informazioni risulta essere elevata e difficilmente rilevabile a causa di motivi anche non geometrici e non regolari siano essi decorazioni di qualsiasi genere o aree a differ
51. O di coordinate Xo Yo Zo viene detto centro della proiettivit Per esso passano tutte le rette proiettive in quanto le sue coordinate corrispondono a una qualunque coppia x y di coordinate immagine parametri della matrice di trasformazione sono propri dell insieme di rette passanti per il centro della proiettivit o centro di proiezione L insieme delle rette proiettive si definisce stella o fascio proiettivo fig 05 il centro della proiettivit Come gi anticipato necessario conoscere dei punti detti punti noti in ambedue gli spazi spazio oggetto e spazio immagine questi dovranno essere presenti ed individuabili in ambedue le prese fotografiche nei due spazi immagine come punti omologhi Il numero di questi punti dovr essere almeno di sei anche se teoricamente si riducono a tre e praticamente possono essere anche cinque per coppia di immagini grazie a considerazioni matematiche all utilizzazione di misurazioni di calibrazione ed a propriet geometriche Il sistema di rilevamento fotogrammetrico tramite coppie di prese fotografiche ovvero la determinazione dello spazio oggetto attraverso due spazi bidimensionali viene detto rilievo fotogrammetrico stereoscopico proprio in virt della registrazione visiva stereo scopica dell oggetto TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 20 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGI
52. RA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica 54 DATE 26 02 02 PAG 67 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso le miniature delle immagini appartenenti alla categoria selezionata dall operatore L immagine pu cos essere selezionata cliccandola direttamente all interno della finestra Premendo il bottone OK si chiude la finestra di fig 02 e la selezione viene trasferita alla finestra di fig 01 Premendo il bottone OK di fig 01 si apre nell area di lavoro l immagine selezionata 2 10 2 COMANDI PER LA VISUALIZZAZIONE DELLE IMMAGINI Per ciascuna immagine selezionata Archis 2D apre una finestra Durante la fase di raddrizzamento possibile visualizzare una sola immagine alla fine dell operazione di raddrizzamento l immagina raddrizzata verr mostrata all interno di un altra finestra affiancata alla prima L operatore pu selezionare quale porzione e con quale fattore di ingrandimento visualizzare ciascuna immagine Con fattore di ingrandimento si intende il rapporto tra i pixel dello schermo e quelli dell immagine Se ciascun pixel dell immagine viene riprodotto mediante un pixel dello schermo si dice che il fattore di ingrandimento 1 1 Se ciascun pixel dell immagine viene riprodotto mediante 4 pixel il fattore di ingrandimento 2 1 la porzione di immagine visualizzata risulta ingrandita rispetto all originale infine s
53. RA DIGITALE edizione n 902 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 6 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso metrici e tematici tra i pi affidabili e pi immediati e va estendendo sempre pi la sua diffusione e le sue applicazioni Essa costituisce infatti una procedura di rilevamento prospezione e documentazione di rara efficacia delle realt territoriali ambientali urbane e architettoniche Tali peculiari caratteristiche non invasive e non distruttive la qualificano meglio di ogni altra metodologia di rilevamento e prospezione nella individuazione e misura delle pi minute modificazioni morfologiche degli oggetti considerati e nella lettura dei vari aspetti specifici della loro definizione spaziale talvolta non evidenti alla normale osservazione visuale Inoltre le nuove modalit fotogrammetriche nella rappresentazione e nella documentazione degli oggetti considerati consentono descrizioni grafiche e numeriche pi pertinenti e assicurano la possibilit di istituire periodici e sistematici controlli dei loro stati di consistenza ai fini della salvaguardia e conservazione Queste caratteristiche della metodologia fotogrammetrica la rendono particolarmente utile nel settore dei beni culturali M Fondelli Trattato di Fotogrammetria urbana e architettonica Ed Laterza Tuttavia la fotogrammetria non deve essere considerata
54. SE DI TRASFORMAZIONE DEI PUNTI diario 57 ROTOTRASLAZIONE DI COORDINATE SPAZIALI 3 c1css rire aa ei 58 DALLE TRIANGOLAZIONI ALLE COORDINATE CARTESIANE i 58 2 8 5 FASE DI DIGITALIZZAZIONE DELLE 58 2 8 6 FASE DI ELABORAZIONE DIGITALE suini air 60 2 9 USO DEL SOFTWARE ARCHIS AVVIAMENTO DEL PROGRAMMA cciiieiiiiee 61 2 9 1 OPERAZIONI PRELIMINARI ALL AVVIAMENTO DI ARCHIS 20 61 2 9 2 IMPORTAZIONE DI DATI DA FORMATI 61 2 9 3 CREAZIONE DI UN NUOVO PROGETTO 63 2 9 4 MODIFICA DI UN PROGETTO ESISTENTE iii 65 2 0 5 APERTURA DIUNPROGETT siii 65 2 9 6 IL FILE DEI PUNTI ae 65 2 10 USO DEL SOFTWARE ARCHIS LE 67 2 10 1 APERTURA DI UN IMMAGINE ts i t ilaria 67 2 10 2 COMANDI PER LA VISUALIZZAZIONE DELLE
55. Siscam F Flamigni Fotogrammetria digitale Galileo Siscam AAVV Lavori di fotogrammetria architettonica Ed Dei Roma TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica 54 DATE 26 02 02 PAG 39 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica 54 DATE 26 02 02 PAG 40 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso 2 APPLICAZIONI DELLA FOTOGRAMMETRIA DIGITALE Dal momento che con il termine fotogrammetria possibile genericamente intendere qualsivoglia processo che da fotografie trae informazioni metriche lecito definire fotogrammetriche anche una serie di applicazioni che pur sostanzialmente differenti dalla fotogrammetria classica hanno questo fine ultimo Tuttavia bene sottolineare che queste applicazioni sono state considerate fino ad oggi di minor importanza e sicuramente accessorie rispetto alla disciplina originaria tanto da meritare la definizione di applicazioni varie della fotogrammetria o di fotogrammetria convenzionale Ma nuovamente grazie all avvento del digitale che queste applicazioni trovano sempre pi valore e dignit scientifica e sempre pi spesso vengono proposte nuove metodologie operative e
56. TTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso In altre parole da una immagine fotografica che rappresenti ad esempio la facciata esterna di un edificio in proiezione centrale possibile ottenere con una speciale trasformazione una immagine dove il piano di questa facciata appare in prospetto Tale processo viene definito con svariate terminologie raddrizzamento di prese inclinate restituzione fotogrammetrica con applicazione dell omografia trasformazione omografica raddrizzamento fotogrammetrico ortogonalizzazione trasformazione prospettica Dal punto di vista geometrico si illustra la trasformazione in maniera semplificata data una figura piana con reticolato ortogonale di riferimento vedi fig seguente questa assume generalmente nella proiezione centrale presa fotografica una conformazione dove le rette parallele hanno direzione convergente verso fughe orizzontali e verticali Nel procedimento di raddrizzamento l immagine fotografica pu essere trasformata ripristinando la corretta geometria della figura ripresa ed annullando relativamente a quel piano gli effetti della proiezione centrale che oltretutto impediscono una misura ed un proporzionamento immediato del soggetto presa La raddrizzamento 19 02 schema che illustra graficamente la procedura della presa fotografica e del raddrizzamento 2 3 FONDAMENTI TEORICI
57. a di restituzione adottato Ipotizzando di utilizzare uno stereorestitutore digitale sistema informatico necessario nel software che gestisce la stereorestituzione inserire i dati di calibrazione della fotocamera e in modalit monoscopica una immagine per volta ritrovare il punto principale grazie alle marche fiduciarie e determinare cos l orientamento interno collimare i punti omologhi sulla coppia di immagini digitali per realizzare l orientamento relativo e determinare cos stereomodello attribuire ai punti immagine prescelti come punti di controllo le coordinate rilevate compiendo cos l orientamento assoluto roto scalo traslazione dello stereomodello e determinando contemporaneamente TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 30 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso la posizione e direzione di ripresa ovvero i parametri di orientamento esterno Altre procedure o sequenze sono comunque possibili in dipendenza del funzionamento del software ed in mancanza di qualche dato o parametro la cui determinazione pu avvenire attraverso metodologie differenti o indirette Quando questa fase compiuta possibile osservare a video e con occhiali speciali stereomodello o modello virtuale tridimensionale dell oggetto ripreso della porzione rip
58. a proiettivit fra piani in quanto si determina il passaggio dall uno all altro attraverso un numero finito di proiezioni e sezioni Se le rette congiungenti i punti corrispondenti dei due piani convergono nel medesimo punto l omografia che si determina prende il nome di prospettivit fra piani e questi si definiscono prospettivi Tratto da R Corazzi Geometria Scienza del disegno vol Il p 269 Maggioli editore fig 01 schema che illustra graficamente una trasformazione omografia fondamentale evidenziare come questo particolare processo fotogrammetrico sia applicabile esclusivamente in modalit monoscopica su singole immagini fotografiche a differenza di quanto avviene nella fotogrammetria classica dove si opera in stereoscopia su coppie di immagini fotografiche Del resto bene osservare che la trasformazione omografica piana ed finalizzata alla sola determinazione di misurazioni bidimensionali di elementi appartenenti al piano trasformato mentre in fotogrammetria classica possibile determinare grazie alla doppia collimazione la posizione spaziale coordinate 3D di un qualsiasi punto presente nella coppia di immagini stereoscopiche secondo quanto illustrato nel capitolo precedente Per eseguire il raddrizzamento di una determinata immagine qualunque sia il procedimento che viene seguito vi sono vari metodi necessaria la conoscenza degli otto parametri che definiscono la relazione omografica fra
59. a seconda del punto di presa dell immagine Durante il processo di raddrizzamento queste zone dovranno in qualche modo essere ottimizzate Ci saranno parti in cui l informazione in eccesso ed in queste parti avremo uno scarto dell informazione e zone in cui l informazione dovr essere interpolata perch mancante basandosi sui pixel esistenti Alla luce di queste nozioni si intuisce che il rapporto di scala che l utente di Archis 20 pu scegliere un rapporto di scala compreso tra il valore massimo ed il valore minimo dei rapporti di scala presenti sull immagine originale Per selezionare il rapporto di scala scegliere dal men principale la voce Raddrizzamento e da qui Scala nella barra delle informazioni comparir il messaggio Individuare la zona a scala media la selezione sar effettuata automaticamente eseguendo un clic con il tasto sinistro del mouse direttamente sull immagine originale la dove l operatore ritiene opportuno Con quest ultima operazione si sono concluse le operazioni e si pu passare alla fase vera e propria del raddrizzamento dell immagine selezionando dal men principale la voce Raddrizzamento e da qui la voce Raddrizzamento Nella finestra di lavoro comparir la finestra di dialogo riportata in fig 11 all interno della quale possibile selezionare le opzioni per il raddrizzamento dell immagine Le due opzioni riguardano Opzioni di raddrizzamento Selezione zona da raddrizzare Ricamp
60. aria sarebbe auspicabile procedere direttamente all acquisizione della pellicola piuttosto che compiere il passaggio dell ingrandimento e stampa della stessa che naturalmente conduce ad una perdita di qualit e definizione L acquisizione delle immagini tramite scanner richiede una discreta conoscenza della gestione della computer grafica Per una trattazione completa dell argomento si rimanda al capitolo specifico di queste dispense TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 58 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso mentre per la regolazione dei parametri relativi in funzione della precisione del rilievo si rimanda al termine del presente capitolo Per avere delle indicazioni generali ed estremamente pratiche sulle modalit di esecuzione di questa fase operativa si tenga presente i seguenti suggerimenti Acquisire le immagini e salvarle in formato tif tagged image format non compresso Nessun tipo di compressione utilizzabile vietato il formato jpg che pu degradare l immagine Selezionare come profondit di colore la true color 24 bit 16 7 milioni di colori Scegliere una risoluzione opportuna che tenga conto della scala di rappresentazione in stampa vedi spiegazioni successive Indicativamente una pellicola viene acquisita a risoluzioni oltre i 1000 dpi
61. ate da una coppia di raggi raggi omologhi i quali partendo dal punto dell oggetto fotografato e passando attraverso il primo punto nodale dell obbiettivo della macchina da presa punto di presa hanno impressionato l emulsione sensibile della pellicola fotografica fig 01 P P immagini omologhe del punto P 1 2 punti di presa P punto oggetto L insieme degli infiniti raggi che passando attraverso il punto di presa hanno formato l immagine fotografica costituisce un fascio o stella di raggi la cui forma dipende dalle caratteristiche geometriche della macchina fotografica utilizzata definite dai suoi elementi di orientamento interno E intuitivo che se si proietta tale immagine fotografica con un proiettore od altro mezzo appropriato che possieda o possa riprodurre le stesse caratteristiche geometriche della macchina fotografica con cui la fotografia stata ripresa il fascio di raggi cos proiettato sar simile a quello che ha formato l immagine fotografica Poich dell oggetto fotografato disponiamo di due fotografie supponiamo di contemporaneamente con due proiettori od altri mezzi idonei ambedue capaci di riprodurre perfettamente i due fasci di raggi che hanno formato le due immagini fotografiche Se con opportuni movimenti dei due proiettori o degli altri dispositivi utilizzati a tale scopo riusciamo a ricollocare questi due fasci di raggi nello spazio nella stessa posizione relativa c
62. centro di proiezione ad un punto dell obbiettivo della camera fotografica le rette proiettanti ai raggi luminosi che hanno formato l immagine fotografica in questione Se l obbiettivo della camera fotografica fosse costituito da una lente infinitamente sottile il centro di proiezione coinciderebbe con il centro di tale obbiettivo In un sistema ottico complesso qual nella realt un obbiettivo fotografico non esiste un unico centro In esso possono invece individuarsi due punti posti ad una certa distanza l uno dall altro lungo l asse ottico del sistema Tali punti sono detti punti nodali spazio immagine spazio oggetto fig 02 punti nodali di un obbiettivo TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 12 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso I raggi luminosi provenienti dallo spazio esterno spazio oggetto alla camera fotografica passano dal primo di tali punti nodali punto nodale esterno ed emergono nello spazio interno alla camera fotografica spazio immagine passando dal secondo punto nodale o punto nodale interno in direzione parallela a quella che essi avevano nello spazio oggetto raggiungendo quindi il piano della emulsione fotografica Ovviamente anche questa un astrazione riferita ad un sistema ottico ideale nella realt la situazion
63. chiaramente visibili monografati o contrassegnati da mire in ambedue i fotogrammi componenti la stereo coppia i punti possono essere anche in numero minore se sono disponibili altre informazioni ed in dipendenza di varie valutazioni relative all organizzazione progetto di ripresa Durante il rilievo di campagna vengono altres rilevati tramite sistemi tradizionali o strumentali numerosi altri punti significativi collocati in aree che per motivi di ripresa non possono essere coperte dalle coppie di fotogrammi il rilievo diretto comunque sempre previsto ad integrazione del rilievo fotogrammetrico sia pure limitatamente a casi particolari Generalmente la fase di campagna pu essere suddivisa in due momenti il primo nel quale vengono realizzate le prese fotografiche e il secondo nel quale si rilevano i punti di riferimento avendo a disposizione le coppie di fotogrammi realizzati e potendo quindi verificare con facilit se in questi sono chiaramente visibili i punti di riferimento FASE DI ORIENTAMENTO Terminata la fase di campagna si procede all orientamento delle coppie di fotogrammi realizzati facendo uso del rilievo topografico di appoggio coordinate dei punti di riferimento e dei valori di orientamento interno forniti nel certificato di calibrazione della fotocamera Tale orientamento si realizza secondo le indicazioni teoriche descritte nei paragrafi precedenti ed a livello pratico in funzione del sistem
64. cura possa essere stata posta nella sua progettazione e costruzione non mai totalmente privo di difetti Alcuni di questi difetti aberrazioni influiscono essenzialmente sulla qualit dell immagine Altri invece sulla geometria della stessa immagine e quindi sulle misure che su tale immagine devono essere eseguite Queste ultime aberrazioni sono perci quelle che pi direttamente ci interessano Fra esse la pi importante dal punto di vista fotogrammetrico la distorsione La distorsione produce uno spostamento dell immagine di un TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 14 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso punto rispetto alla posizione che tale immagine avrebbe assunto se l obbiettivo fosse stato perfettamente corretto Di tale spostamento nelle normali applicazioni fotogrammetriche viene generalmente presa in considerazione la sola componente nella direzione radiale Questa ultima viene detta distorsione radiale DISTANZA FOCALE EQUIVALENTE E CALIBRATA AI livello teorico si usa il concetto di distanza focale equivalente Il termine equivalente sta ad indicare che tale distanza focale pur essendo riferita ad un sistema ottico complesso quale l obbiettvo di una camera fotogrammetrica equivale per ci che si riferisce alla geometria del sistema a quella di una
65. dalla strumentazione impiegata Lo strumento impiegato per la elaborazione dei dati raccolti al fine di trarre informazioni metriche descrittive dell oggetto rilevato prende il nome di stereorestitutore e l operazione viene detta stereorestituzione pi brevemente restituzione Lo stereorestitutore deve consentire le seguenti operazioni la ricostruzione delle caratteristiche geometriche dei fasci o stelle di raggi che hanno formato le immagini fotografiche da utilizzare cio il ripristino dell orientamento interno di ciascuna fotografia la ricostruzione della posizione relativa che i due fasci avevano momento della presa cio l effettuazione dell orientamento relativo delle due fotografie ricostruzione della posizione assoluta dei due fasci proiettanti nello spazio cio l effettuazione dell orientamento assoluto del modello che stato formato nella precedente fase di orientamento relativo osservazione stereoscopica delle fotografie e la individuazione collimazione dei punti delle stesse fotografie corrispondenti alle coppie di raggi proiettanti la cui posizione spaziale stata ricostruita con le operazioni di orientamento appena menzionate determinazione della posizione spaziale dei punti del modello in un appropriato sistema di riferimento trasferimento in forma grafica e o numerica sulla carta o su altri supporti appropriati delle informazioni geometriche conten
66. di controllo saranno scelti opportunamente per ogni scatto fotografico ma dovranno appartenere al piano che si vuol rilevare e nell eventualit di pi immagini fotografiche dovranno comunque essere tutti appartenenti al piano prescelto Ogni piano pertanto determina un progetto totalmente indipendente che richiede differenti immagini e differenti punti di controllo La distribuzione dei punti di controllo fondamentale per la riuscita del fotopiano Per operare al meglio si tengano presenti le seguenti regole operative desunte da pratica e teoria Si ha la massima attendibilit del fotopiano solo all interno del poligono definito dai punti di controllo pi esterni numero di punti minimo per poter realizzare la trasformazione di quattro punti per ogni fotogramma da processare Il numero di punti minimo per poter verificare l esistenza di un errore di battitura di cinque punti per ogni fotogramma da processare numero di punti sufficiente per una buon rilievo di 6 7 punti fotogramma purch ottimamente distribuiti punti devono comunque appartenere tutti al piano da rilevare ogni fotogramma da processare vi devono essere almeno quattro punti collocati in prossimit dei quattro vertici del fotogramma e nello stesso tempo non in prossimit dei bordi dello stesso vedi figura 01 punti in ogni caso non devono essere tutti allineati Pi fotogrammi adiacenti possono sfruttare gli st
67. discono la leggibilit dell intera area da rilevare La stagione pi TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 53 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso sfavorevole alle nostre latitudini l inverno le condizioni di luminosit spesso non sono sufficienti per realizzare delle buone immagini MODALIT DI INQUADRATURA Le migliori inquadrature sono quelle frontali a piano verticale poich richiederanno in fase di elaborazione correzioni minori offrendo anche omogeneit di scala di dettaglio e precisione A tal fine pu essere utile realizzare gli scatti da postazioni elevate e non da terra specie in presenza di prospetti alti con poco spazio di ripresa E bene ricorrere agli scorci parziali in maniera moderata e solo se necessario per coprire maggiore superficie o per difficolt di ripresa vie a sezione stretta stanze interne pavimenti e simili Per quanto possibile sarebbe meglio realizzare gli scatti sempre dalla medesima distanza dal soggetto e nelle medesime condizioni di esposizione al fine di avere omogeneit di scala qualit e temperatura colore L inquadratura come gi accennato deve verificare la presenza dei punti di controllo in campo e garantire una certa sovrapposizione con le immagini adiacenti Per quanto riguarda la sovrapposizione si evidenzia quanto
68. durre In altre parole necessario verificare quale sia il pi piccolo elemento che possiamo vedere e quindi misurare nelle prese fotografiche aspetto questo fondamentale visto che determiner la risoluzione precisione intrinseca della restituzione TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 87 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso A tal fine la prima operazione da fare quella di calcolare la scala di riproduzione ovvero il rapporto dimensionale che lega una grandezza ripresa rispetto alla corrispondente immagine impressa sulla pellicola Questa sar data dal seguente rapporto sempre assumendo che il piano della pellicola sia pressoch parallelo al piano oggetto scala dove ed I sono le grandezze gi illustrate ma espresse nella medesima unit di misura Vediamo un esempio numerico se ipoteticamente avessimo un lato netto pellicola di l 36mm al lato maggiore di un formato 35mm montando una focale di 50mm avremmo ad una distanza dal soggetto di 10m un campo di presa c 7 2m Nelle citate condizioni la scala di rappresentazione sarebbe c l m7 2 m0 036 200 ovvero sulla pellicola avremmo una rappresentazione in scala 1 200 del piano ripreso Qualora si abbia una inclinazione significativa del piano della pellicola rispetto al p
69. e Per una trattazione dell argomento si rimanda al seguente riferimento bibliografico R Corazzi Geometria Scienza del disegno vol Il pp 224 e segg Maggioli editore Si elencano qui di seguito comunque gli elementi fondamentali che vengono ricercati ed individuati con il metodo grafico elenco tratto dalla fonte citata fuga dei piani orizzontali rette di fuga dei piani verticali punto principale e distanza PV rappresentata dal cerchio fondamentale angoli fra i piani presenti nel fotogramma angolo determinato da rette non orizzontali con il piano orizzontale rette delle tracce dei piani presenti nel fotogramma ribaltamento dei vari piani individuati vere grandezze degli elementi che costituiscono l oggetto preso in considerazione Le procedure per raggiungere questi obbiettivi sono molteplici e sono funzione del tipo di proiezione sulla quale operiamo prospettiva a piano verticale o inclinato nonch dei riferimenti che offre l oggetto fotografato Per avere un esempio applicativo semplificato si veda M Docci D Maestri Manuale di rilevamento architettonico e urbano Ed Laterza pp 252 254 bene sottolineare che anche con il metodo grafico non vengono meno i principi generali della fotogrammetria come illustrati nei precedenti paragrafi pertanto per ottenere delle misurazioni dello spazio misure tridimensionali o coordinate 3d sono sempre necessarie coppie di foto stereoscopiche diversamente si deve soppe
70. e assai pi complessa Dal punto di vista della utilizzazione pratica della fotografia in fotogrammetria tale schematizzazione per sufficiente La duplicazione dei centri di proiezione a cui abbiamo ora accennato non ha conseguenze per ci che si riferisce alle considerazioni di carattere geometrico che abbiamo fatto all inizio di questo paragrafo Possiamo infatti assimilare il primo punto nodale al centro di proiezione della immagine fotografica e considerare nulla la distanza fra i due punti nodali Il primo punto nodale individua il punto dello spazio in cui la fotografia stata scattata punto di presa 1 4 2 PARAMETRI LEGATI ALLA GEOMETRIA DELLA MACCHINA FOTOGRAFICA L insieme dei raggi luminosi che passando attraverso l obbiettivo forma l immagine fotografica costituisce un fascio o stella di raggi la cui forma dipende dalle caratteristiche geometriche della camera utilizzata Per utilizzare una fotografia ai fini fotogrammetrici cio per ricavarne misure dell oggetto fotografato indispensabile conoscere perfettamente gli elementi che individuano tali caratteristiche od avere possibilit di determinarli in modo appropriato Tali elementi sono detti elementi di orientamento interno della camera fotografica Essi sono descritti qui di seguito DISTANZA FOCALE DELL OBBIETTIVO Dicesi distanza focale la distanza fra il secondo punto nodale dell obbiettivo ed il piano focale misurata lungo l asse ottico dell
71. e misurazioni con di ordini di grandezza ampiamente sufficienti alle esigenze di documentazione architettonica si tenga comunque presente che con un teodolite si raggiungono precisioni relative dell ordine di 10E 06 mentre con il rilievo fotogrammetrico sono state ottenute precisioni dell ordine di 10 E 05 Nella normale pratica operativa i risultati della fotogrammetria sono metricamente di un ordine di grandezza inferiori qualitativamente rispetto a quelli caratteristici della topografia In ogni caso si tenga presente quanto segue L elaborazione fotogrammetrica digitale eseguita al calcolatore non introduce nessuna alterazione sull entit dei dati per cui non ha senso parlare di precisione dell elaborazione ma solo di precisione degli strumenti di rilievo ed acquisizione 2 17 BIBLIOGRAFIA CONSIGLIATA Non vi vasta bibliografia che tratti gli argomenti illustrati in maniera semplificata e mirata alle applicazioni architettoniche Esistono tuttavia molti testi di approfondimento con impostazione scientifica e rigorosa che trattano ampiamente la disciplina della fotogrammetria M Fondelli Trattato di Fotogrammetria urbana e architettonica Ed Laterza G Fangi Univ di Ancona note di fotogrammetria ed Ancona M Docci D Maestri Manuale di rilevamento architettonico e urbano Ed Laterza U Saccardi Applicazioni della Geometria Descrittiva LEF R Corazzi Geometria Scienza del di
72. e osservata dal normale punto di vista frontale ma che assume un aspetto comprensibile solamente se osservata da un punto di vista particolare tuttavia solamente nel 600 entr in uso tale termine Nel 1544 L olandese Rainer Gemma Frisius disegna la camera oscura portatile Il napoletano Giovanni Battista della Porta applica la lente al foro della camera oscura Nel 1600 il pittore J Chimenti effettua disegni stereoscopici Nel 1685 l olandese Johan Zahn raddrizza l immagine della camera oscura con lo specchio a 45 Nel seicento gli artisti padroneggiano la tecnica della prospettiva al punto di creare le cosiddette architetture effimere e dipinte Tiepolo a Wurzburg e di divertirsi a creare false prospettive a trompe l oeil a Roma Borromini nel Palazzo Spada Andrea Pozzo nella chiesa di S Ignazio Baldassarre Peruzzi nella Villa Farnesina ecc L abate architetto pittore A Pozzo scrive un documentato e ricco trattato sulla prospettiva Viene inventata la scenografia come arte autonoma Nel secolo successivo il pittore Canaletto applica intensivamente la camera chiara per disegnare le sue prospettive Non un caso che a partire dalla seconda met dell 800 il successo della fotografia abbia scalzato la pittura dal suo ruolo di rappresentazione della realt e che quindi la pittura abbia cercato nuove strade TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 P
73. e salvando le modifiche apportate si fa clic sul pulsante OK Viene aperta la finestra explorer di Windows per impostare il nome da attribuire al progetto modificato E ovviamente possibile conservare il nome impostato in precedenza Premere il pulsante Annulla per uscire senza salvare le modifiche fatte 2 9 5 APERTURA DI UN PROGETTO Prima di iniziare il lavoro di raddrizzamento occorre specificare il nome del progetto su cui operare Dal men Progetto si seleziona la voce Apre progetto Viene aperta la finestra explorer in cui selezionare il nome del progetto da aprire Quindi prima di poter aprire un progetto necessario crearlo Ci si pu accorgere che un progetto aperto perch il suo nome compare nella barra del titolo del programma Per chiudere un progetto dal men Progetto selezionare la voce Chiude progetto Per poter cambiare il progetto attivo necessario prima chiudere l eventuale progetto aperto Il passaggio da un progetto ad un altro in Archis 2D facilitato dalla presenza di una nuova funzione automatica che impostato il nome del progetto da aprire se non trova i file nelle cartelle preimpostate cerca i file specificati nelle altre cartelle del sistema Aprire un progetto vuol dire selezionare l insieme dei dati su cui operare Le immagini su cui operare sono solo quelle attribuite al progetto 2 9 6 IL FILE DEI PUNTI DI APPOGGIO In fase di creazione di un nuovo progetto se il file dei punti di appoggio n
74. e si fa corrispondere ad un pixel dello schermo 4 pixel dell immagine si dice che il fattore di ingrandimento 1 2 si ha un rimpiccolimento dell immagine rispetto all originale Quando l immagine non pu essere visualizzata interamente in finestra ai lati destro ed inferiore vengono visualizzate due barre di scorrimento da usarsi per visualizzare la porzione desiderata Se si vuole visualizzare l intera immagine nella finestra si preme il tasto Generalmente per ottenere questo risultato necessario rimpiccolire diverse volte l immagine Se si vuole incrementare di uno il fattore di ingrandimento si porta il cursore sul particolare che si vuole cada al centro della finestra e si preme il tasto F5 Se si vuole decrementare di uno il fattore di ingrandimento si porta il cursore su particolare che si vuole che cada al centro della finestra e si preme il tasto F6 Zoom default ta 4 Zoom Blow Up 21 4 Annulla fig 03 Durante il lavoro capiter spesso di dover visualizzare l intera immagine per poter selezionare la zona di lavoro su cui portarsi con un fattore di ingrandimento prestabilito idoneo all esecuzione delle collimazioni Questa operazione risulta scomoda se fatta usando il solo tasto di incremento perch necessario visualizzare pi volte l immagine con conseguente TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica 54 DATE 26 02 02
75. e stesse gi viste tranne per il titolo che ciascuna si porter dietro In entrambi i casi le due finestre si possono chiudere sia premendo il bottone OK nel qual caso tutte le collimazioni vengono salvate in un file con estensione ORI sia premendo il bottone Annulla rifiutando cos tutte le collimazioni che abbiamo eseguito Una volta che sono stati determinati i punti di fuga ed accertati che nessuno di questi sia un punto posto all infinito possibile procedere alla determinazione del punto principale Premendo il bottone Orientamento Interno di fig 04 si accede alla finestra di fig 07 TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica 54 DATE 26 02 02 PAG 71 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso Or Interno di demo t tif C1 00 2 10095 05 3 1009 5 1521 0 4 001521 0 Coordinate cursore 3465 0 624 0 Coordinate centro immagine 504 8 760 6 Coordinate centro immagine Annulla fig 07 Per la determinazione del punto principale occorre individuare quattro punti sull immagine di modo che unendo questi quattro punti a due due i segmenti si incontrino la dove posto il centro dell immagine Il modo pi semplice per eseguire questa operazione quello di collimare i quattro vertici della foto Avvalendosi dell aiuto della finestra di blow up si pu
76. e variabili fondamentali per la progettazione del rilievo poich tramite la regolazione di questi parametri possibile progettare il numero di scatti necessari e la loro posizione garantendo l intera copertura delle aree di interesse L angolo di campo determinato dall ottica e dal formato della pellicola questo pu essere desunto facilmente da tabelle tecniche o pu essere calcolato con il metodo di seguito illustrato Detto I il lato netto del formato della pellicola espresso in millimetri ed f la focale dell ottica impiegata sempre espressa in millimetri si ha la seguente che fornisce l angolo di campo 2 si assume che il formato del negativo sia quadrato e che per lato netto si intenda la sola porzione della pellicola che viene impressionata Per comprendere la formula esposta si faccia riferimento allo schema grafico di figura seguente 1 distanza focale angolo di campo pellicola 00000000 lato netto pellicola unto principale piano di proiezione centro di proiezione piano focale Il punto nodale fig 01 schema che illustra una presa fotografica Applicando ad uno dei due triangoli rettangoli con in comune il lato CP la relazione trigonometrica secondo la quale un cateto uguale all altro cateto per la tangente dell angolo opposto si giunge alla formulazione di cui sopra per ottenere il valore di 2 igo gt tga
77. egli assi visuali Se il punto osservato molto vicino tale convergenza diviene molto grande lo sforzo di accomodamento degli occhi diviene eccessivo oltre un certo limite la fusione delle immagini risulta impossibile Dell oggetto osservato si vedranno di conseguenza due immagini diplopia L angolo formato dai due assi visuali avente per vertice il punto osservato detto angolo parallattico o parallasse angolare Se nel campo visivo sono presenti pi punti posti a distanze diverse fra loro ad essi corrisponderanno parallassi angolari anch esse diverse fra loro grazie alle quali avremo la percezione delle distanze relative tra i punti osservati La percezione umana consente di apprezzare variazioni di parallasse e quindi di profondit fino ad una distanza massima di 500 metri Alcune persone sono tuttavia incapaci di percepire la stereoscopia Per quanto concerne la stereoscopia artificiale possiamo affermare che esistono delle condizioni precise per poterla apprezzare Osserviamo due fotografie dello stesso oggetto riprese da due punti di presa diversi da loro Poich il punto di presa centro di proiezione non lo stesso le due immagini immagini prospettiche dell oggetto sono differentemente disposte sui fotogrammi e pi o meno differenti fra loro Individuiamo su ciascuna fotografia il punto immagine corrispondente al medesimo punto oggetto Poniamo ciascuno dei due punti immagine TITLE SUBJECT ARCHITETTURA D
78. ella parte inferiore vengono immessi i nomi delle immagini prima Converte e dopo la conversione L impostazione del nome del file da convertire viene eseguita premendo il bottone Sfoglia In entrambi i casi si apre la finestra explorer di Windows all interno della quale l operatore pu impostare il nome del file di origine e di destinazione Premendo il bottone OK si chiude la finestra e si attiva la conversione premendo il bottone Annulla si chiude la finestra Archis 2D usa per la grafica un formato interno detto STM per possibile utilizzare file grafici in formato DXF Autocad RES file di restituzione intermedio di Galileo ASC Geobit e DCT Galileo tramite conversione Dal men Progetto si seleziona la voce mporta e poi Vettoriale analogamente a quanto descritto per i file immagine si apre la finestra di fig 01 In questo caso nelle casella Da formato saranno elencate tutte le estensioni relative ai formati grafici che il programma Archis 2D in grado di filtrare mentre nella casella A formato sar presente l estensione del formato grafico interno Siscam s r l STM Archis 2D consente anche di esportare i file utilizzati raster e vettoriali verso altri formati JPEG ed ECW per le immagini DXF RES ASC e per il vettoriale Dal men Progetto selezionare Esporta e poi Raster o Vettoriale a seconda del tipo di conversione desiderata si visualizza la finestra di fig 01 in cui all
79. elle differenti linee rette o curve TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 34 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso architettoniche e dalla selezione degli elementi strutturali inizialmente prescelta per la rappresentazione In effetti la metodologia classica di rilevamento architettonico si sviluppa a partire da un modello ideale della struttura considerata che sovrintende al processo di misura la selezione dei punti caratteristici risulta tanto pi facile quanto pi semplice la conformazione dell oggetto da rilevare tanto meno facile quanto pi complessa essa appare In quest ultimo caso e nelle parti pi difficilmente accessibili come la curvatura delle volte le misure risultano giocoforza tutte molto imprecise CI fig 03 Modello 3d per isolinee di una statua il rilievo stato eseguito tramite stereo fotogrammetria Statua dell Ammannati COOPLAT in coll con GALILEO SISCAM La restituzione grafica si effettua quindi per interpolazione tra i punti discreti e gli elementi geometrici prescelti sviluppandosi soprattutto sulla base della memoria dell operatore per cui la restituzione deve immediatamente seguire sempre le operazioni di misura sui manufatti rilevati i risultati ottenuti col metodo classico risultano pertanto molto soggettivi ed in gran
80. ene operando con costruzioni grafiche Si consiglia di non realizzare fotopiani in modalit geometrica se non per ottenere risultati preventivi o di larga massima In ogni caso dovrebbe essere evidenziata nelle presentazioni del lavoro la scarsa attendibilit dell elaborato cos ottenuto 2 8 4 FASE DI TRASFORMAZIONE DEI PUNTI I dati metrici acquisiti durante il rillevo di campagna relativi ai punti di controllo devono essere opportunamente trasformati per essere utilizzabili nell ambito di alcuni software per la generazione di fotopiani digitali Ed in generale risulta comprensibile come sia necessario indipendentemente dagli strumenti utilizzati avere i punti rilevati espressi in coordinate cartesiane bidimensionali X Y riferiti al piano di appartenenza con l origine giacente nel piano medesimo A seconda che si sia operato con teodolite o con strumenti di rilievo tradizionale si seguiranno due procedure differenti di seguito illustrate Naturalmente quelli proposti sono semplicemente metodi TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 902 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 57 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso alternativi per realizzare operazioni che normalmente possono essere svolte con software appositi o con la stessa strumentazione di rilievo ROTOTRASLAZIONE DI COORDINATE SPAZIALI Se i punti rilevati con te
81. entante lo spazio oggetto e relazionata ad esso tramite parametri di orientamento non d luogo ad una sola soluzione e pertanto si pu enunciare la seguente Da una sola fotografia non possibile ricavare misure tridimensionali a meno che non si pongano particolari vincoli riguardanti la forma dell oggetto Nel caso generale per poter effettuare misure tridimensionali occorre considerare pi foto dell oggetto Una sola retta proiettiva non dunque sufficiente per la ricostruzione del punto oggetto Mentre dallo spazio oggetto si genera lo spazio immagine da un solo spazio immagine non possibile risalire allo spazio oggetto che lo ha generato Lo schema grafico di figura 01 in relazione ad un rilievo fotogrammetrico sar dunque pi propriamente sostituito dallo schema seguente di figura 04 TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 19 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso fig 04 la risoluzione del problema fotogrammetrico con P e punti omologhi Ed inoltre si aggiunge date due o pi fotografie si chiamano punti omologhi le diverse rappresentazioni sui due fotogrammi dello stesso particolare Al momento dello scatto ciascun punto fotografico il suo corrispondente punto oggetto ed il centro di proiezione giacciono su di una retta Il punto origine
82. ente intensit o tipologia di degrado Notevole importanza storico artistica di superfici da documentare loro stato di conservazione anche in casi in cui sia necessario dare informazioni relativamente a cambiamenti o variazioni prima dopo e durante i restauri superfici da documentare risultano molto estese e nello stesso tempo sufficiente fornire informazioni metriche approssimative in casi di interventi di recupero urbano tutela del patrimonio e piani del colore Quando vi siano difficolt di accessibilit ma sia comunque possibile avere buona visibilit per le riprese e venga eseguito un rilievo strumentale per intersezione in avanti su punti notevoli monografati annotati e senza l utilizzo del prisma E il caso di alte torri o campanili Quando si disponga di materiale fotografico antico riferito a situazioni pregresse che siano in parte o totalmente variate stato di conservazione molto peggiorato o distruzioni per eventi sismici e bellici In casi di distruzione parziale pu essere possibile reperire punti di controllo sulle parti residue Quando si rende necessario per motivi pratici economici politici semplicemente di archiviazione posporre la fase della restituzione a quella ben pi immediata delle prese fotografiche In ogni caso il fotopiano consente anche in tempi differenziati e da operatori con diverse specializzazioni di estrapolare e vettorializzare graficizzare informazioni rela
83. erato maggiori possibilit con minor strumentazione Oggi la disciplina del restauro architettonico pi meticolosa e sensibile e per questo cerca un approccio mirato alla individuazione del singolo elemento lapideo invece di muoversi per zone di intervento richiedendo cos sistemi di documentazione ad integrazione di quelli tradizionali Esiste dunque una necessit effettiva di elaborare fotopiani che coprano tutte le superfici interessate dagli interventi per i motivi su esposti che talvolta si cerca di produrre fotopiani anche laddove le caratteristiche geometriche dei manufatti da documentare non lo permetterebbero e dove sarebbe necessario l impiego di altre tecniche di rilievo quali la fotogrammetria classica Tuttavia l utilit del fotopiano ad integrazione della rappresentazione grafica nella fase di programmazione degli interventi sulle tessiture murarie tale che in molti casi pur ai limiti dell applicabilit del metodo e pur con minor attendibilit metrica comunque giustificabile In altri termini possiamo affermare che anche un fotopiano approssimativo di una certa superficie muraria pu avere una sua utilit operativa nella valutazione qualitativa dello stato di degrado della tessitura muraria nella sua identificazione perimetrazione e quantificazione sommaria per stimare l ammontare delle opere In tali casi comunque consigliabile denunciare in maniera chiara il grado di attendibilit metrica del
84. ere il processo premendo il tasto Interrompi nella finestra che si aperta all inizio del processo Tre indicatori di flusso fanno capire che l operazione sta procedendo sono Un numero che esprime la percentuale di lavoro che stata eseguita Una progress bar che ci mostra l evoluzione del processo Un timer che ci d indicazioni del tempo residuo al termine dell operazione TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 78 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso Quando il processo di raddrizzamento dell immagine terminato l immagine raddrizzata viene automaticamente aperta nella finestra di lavoro e disposta affiancata all immagine originale In questa fase sulle due immagini non possibile eseguire nessuna operazione se non operazioni di zoom Per poter agire su una delle due immagini occorre chiudere le immagini e riaprirle 2 10 4 TAGLIO La procedura di taglio un operazione che ci permette oltre che a ridurre l occupazione di spazio su disco di rintracciare all interno dell immagine una linea preferenziale di riattacco di due immagini tagliando l immagine lungo questa linea si avr un risultato migliore nella mosaicatura delle immagini dim 282 dim 269 Nome File taglio Rimuovi dall originale Annulla fig 17 Un immagine
85. erenzia sia per quanto concerne il sistema di proiezione adottato che per la precisione conseguibile nella loro utilizzazione Note tratte da M Fondelli Trattato di Fotogrammetria urbana e architettonica Ed Laterza 1 8 2 STEREORESTITUTORI ANALITICI La restituzione di uno stereogramma pu essere realizzata in maniera alquanto immediata ricorrendo all elaborazione analitica delle diverse coordinate fotografiche piane dei punti omologhi In pratica tenendo presenti le propriet geometriche di ciascun fotogramma della coppia stereoscopica la costruzione del modello stereoscopico virtuale di un oggetto ritratto pu essere ottenuta dalle relazioni della geometria analitica dello spazio tridimensionale Queste consentono appunto di operare una trasformazione omografica dai due sistemi di riferimento piani x y e x y espressi da ciascun fotogramma direttamente al sistema di riferimento tridimensionale X Y Z dell oggetto Si tratta di un operazione dunque che corrisponde alla sostituzione di un sistema proiettivo fisicamente materializzato con un altro sistema proiettivo definito esclusivamente da relazioni analitiche capaci di esprimere le medesime propriet teoriche L apparato di base per la restituzione analitica relativamente semplice poich risulta in effetti costituito da tre parti fondamentali mutuamente connesse e cio lo stereocomparatore l elaboratore e l elettrocoordinatografo fig 01 L analytical p
86. esente il dettaglio dell immagine Nel caso in cui questa casella non venga attivata il programma crea un file con copia del dettaglio dell immagine Premendo il bottone OK si accettano tutte le opzioni impostate e si d inizio al processo Anche in questo caso saranno presenti i tre indicatori di stato del programma E possibile in ogni istante interrompere l operazione cui abbiamo dato inizio premendo il bottone nterrompi nella finestra che si attiva al momento dell inizio della procedura di taglio TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 79 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso 2 10 5 MOSAICATURA Il processo di mosaicatura quello che permette di ricostruire l immagine originale partendo da una serie di fotografie che rappresentano parte dell oggetto Nel caso in cui il raddrizzamento sia stato eseguito per geometrica la mosaicatura deve essere effettuata in due diverse sessioni di lavoro Collimazione di punti omologhi Unione due o pi fotogrammi Se il raddrizzamento stato eseguito seguendo la via analitica il procedimento di unione delle immagini diretto In questo caso la fase di collimazione dei punti omologhi pu essere saltata perch le immagini sono state georeferenziate durante la procedura di raddrizzamento quindi il programma
87. essi punti di controllo purch visibili nel fotogramma immagine fotografica porzione di piano da rilevare fig 01 In figura rappresentata una configurazione idonea per la realizzazione di un fotopiano la porzione di piano di interesse occupa il fotogramma in maniera significativa ma non totale lo scorcio prospettico visibile ma non eccessivo omogeneit di scala i punti di controllo A B C D sono essenziali e ben disposti agli estremi ma non troppo prossimi ai bordi il punto X consentir di verificare l entit dell errore i punti 1 2 3 4 sono integrativi non indispensabili ma contribuiscono ad una migliore determinazione dell omografia possibile schematizzando introdurre e descrivere tre modalit o livelli operativi di conduzione del rilievo questi non sono in alcun modo da considerarsi dei riferimenti convenzionali ma piuttosto una semplice TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 55 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso suddivisione indicativa allo scopo di dare approcci equilibrati e coerenti nel grado di precisione Non si escludono tuttavia metodologie integrate o alternative rispetto a quelle presentate RILIEVI CON STRUMENTI DI MISURA TOPOGRAFICI Rilievi di precisione sono condotti per punti di controllo att
88. ettrici ponti o trabattelli secondo necessit eventualmente carro elevatore scanner metrico per pellicole a risoluzione ottica di almeno 2000dpi software per il raddrizzamento digitale computer PC con elevata dotazione di RAM 500Mb e HDD 40Gb dotato di masterizzatore o sistema di backup alternativo monitor ordinario 21 o due monitor 17 19 in parallelo plotter AO per stampa colore su carta fotografica L attrezzatura menzionata pu essere ragionevolmente stimata in 35 000 euro nel caso si abbia in dotazione la macchina semi metrica e in 50 000 euro nel caso si abbia la macchina fotografica metrica ATTREZZATURA MINIMA macchina fotografica reflex formato 35mm dotata di ottiche fisse 28mm e 50mm o simili strumenti di rilievo tradizionali come rotelle metriche stadie fili a piombo livella ad acqua etc 8 10 mire adesive o comunque applicabili sulla superficie da rilevare scanner piano con risoluzione ottica di 300dpi software per il raddrizzamento digitale computer PC 64Mb RAM e 1 2 Gb HDD monitor ordinario 17 stampante inkjet L attrezzatura menzionata pu essere ragionevolmente stimata in 3000 4000 euro in funzione di modelli e caratteristiche degli strumenti tuttavia parte delle menzionate attrezzature tra cui PC e macchina fotografica sono strumenti professionali assai diffusi FOTOCAMERA METRICA Una fotocamera metrica una macchina fotografica progettata e costruita per fotogramme
89. fotografie sono state scattate In queste condizioni tutte le coppie di raggi omologhi dei due fasci si intersecheranno correttamente e l insieme di questi punti di intersezione come si precedentemente detto un modello dell oggetto fotografato Questo modello simile similitudine geometrica all oggetto fotografato ma non ci ancora noto quali relazioni sussistano fra le sue dimensioni e quelle dell oggetto cio non ci nota la scala del modello da noi formato n ci noto il suo orientamento nello spazio rispetto all oggetto Di conseguenza le misure che possiamo effettuare sul modello realizzato mediante l orientamento relativo dei due fasci ci consentono di determinare solamente la posizione spaziale relativa dei punti che lo compongono ma non la loro posizione spaziale assoluta TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 23 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso Per poter definire scala ed orientamento del modello occorre conoscere alcuni elementi dimensionali e di orientamento dell oggetto fotografato che possano essere confrontati con i corrispondenti elementi del modello Sar sufficiente per esempio conoscere la posizione di alcuni punti dell oggetto definita in un certo sistema di riferimento e confrontarla con quella dei corrispondenti punt
90. fotopiano prodotto affiancandolo ad un rilievo grafico rigoroso e riportando eventuali punti di riferimento che denuncino i discostamenti registrati 2 7 L ATTREZZATURA NECESSARIA PER OPERARE NEL DIGITALE Abbiamo gi sottolineato come l attrezzatura sia fondamentale nelle applicazioni fotogrammetriche in genere e come questa determini inevitabilmente la qualit e la precisione del lavoro Tuttavia possibile realizzare ottimi fotopiani anche con strumentazione modesta avendo cura di operare con metodo e sfruttando alcuni accorgimenti che spesso solo una lunga esperienza fornisce L impiego di strumentazione non professionale pu comunque essere giustificato dal tipo di rilievo che si vuole produrre e dall uso che se ne vuol fare finalit del rilievo TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 49 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso Illustriamo qui di seguito quale pu essere una attrezzatura professionale completa e quale una amatoriale minima ATTREZZATURA PROFESSIONALE macchina fotografica metrica semi metrica formato minimo 6x6 con accessori teodolite con tutti gli accessori necessari per la completa operativit mire appropriate da apporre sui punti di riferimento 8 lampade riprese in interni 1000 W con luce a temperatura 3200 cavi el
91. h come abbiamo gi accennato la trasformazione omografica solo e solamente una trasformazione tra piani Non possibile applicare questo metodo in casi di edifici torri o bastioni la cui conformazione sia curva o dove vi siano avancorpi e terrazzamenti che occludono gran parte del prospetto Non spesso possibile produrre un fotopiano di facciate densamente decorate con elementi architettonici in rilievo come portali gotici decorazioni barocche e pinnacoli in genere E altres evidente che in architettura non esista un prospetto perfettamente piano e che vi siano anzi frequentemente aggetti e rientranze come cornici marcapiano ed imbotti tuttavia se questi elementi non nascondono in maniera significativa il prospetto possono essere ignorati procedendo alla trasformazione geometrica del piano della facciata e nella consapevolezza che quegli elementi risulteranno nell immagine raddrizzata assolutamente deformati e geometricamente non corretti sia in posizione che in dimensione CONDIZIONE DI IMPORTANZA E evidente ma sempre bene evidenziarlo che la produzione di un fotopiano giustificabile se il piano che si intende documentare ha un certo valore storico artistico e se comunque contiene delle informazioni TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 902 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 47 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA
92. i del modello Ovviamente i punti dell oggetto utilizzabili a tale scopo devono essere perfettamente riconoscibili ed individuabili nel modello Questa operazione per mezzo della quale il modello che stato ricostruito con l orientamento relativo viene confrontato con l oggetto fotografato e ad esso riferito divenendo atto ad essere misurato viene detta operazione di orientamento assoluto Mediante tale confronto sar possibile determinare i valori delle rotazioni x che occorre imprimere ad ambedue i fasci il loro orientamento relativo non deve ovviamente essere alterato e delle traslazioni X Y Z che necessario imprimere ai due centri di proiezione per ripristinare la corretta posizione spaziale del modello nei confronti del sistema di riferimento oggetto e realizzarne la scala desiderata Dopo che tali rotazioni e traslazioni saranno state introdotte e l operazione di orientamento assoluto completata i due fasci proiettanti avranno riassunto la esatta posizione spaziale salvo la distanza fra i due centri di proiezione che essi avevano al momento della presa nei confronti dell oggetto fotografato A tale posizione spaziale finale corrisponderanno per ciascuno dei due fasci determinati valori delle rotazioni nonch determinati valori delle coordinate che individuano la posizione nello spazio dei due centri di proiezione Questi sono detti elementi o parametri di orientamento esterno dei due fasci proietta
93. i pensare per esempio ad una ripresa fotografica aerea Essa cio normalmente pi grande della distanza iperfocale distanza limite oltre la quale l immagine fotografica si forma sempre a fuoco sul piano focale Per tale ragione nella maggior parte delle camere fotografiche costruite appositamente per usi fotogrammetrici la distanza fra obbiettivo e piano focale messa appunto dal costruttore per fotografare all infinito cio distanze superiori alla distanza iperfocale e rimane rigidamente fissa La distanza focale determina l ampiezza del fascio di raggi che forma l immagine fotografica Per un determinato formato dell immagine il fascio avr ampiezza tanto maggiore quanto minore la distanza focale e punto di presa immagine immagine fotografica fotografica punto di presa a b fig 02 la distanza focale in relazione al fascio di raggi luminosi PUNTO PRINCIPALE Il punto principale il piede della perpendicolare condotta dal secondo punto nodale al piano focale vedi fig 01 Mentre la distanza focale determina l ampiezza del fascio o stella di raggi proiettanti il punto principale individua la posizione del piano di proiezione in questo caso il piano focale rispetto al centro di proiezione in questo caso il primo od il secondo punto nodale supposto coincidente con il primo DISTORSIONE RADIALE L obbiettivo di una qualsiasi camera fotografica per quanta
94. i stereorestituzione analogica presentano una struttura piuttosto complessa vedi fig 01 anche se il principio su cui si basano in effetti alquanto elementare Essi ricostruiscono infatti nello spazio virtuale in maniera concettualmente semplice il cammino inverso dei raggi incidenti a partire dalle immagini dei fotogrammi dopo averne ripristinata la posizione e la giacitura da essi occupata al momento della presa nello spazio oggetto per poter quindi procedere alla loro riproiezione centro di proiezione fig 01 Stereosimplex G6 gruppi camere proiezione ed aste proiettanti Negli strumenti analogici il problema concernente la ricostruzione dei raggi proiettanti e di orientamento relativo ed assoluto affrontato e risolto esclusivamente utilizzando organi ottici e o meccanici per mezzo dei quali raggi proiettanti ed il modello costituito dai loro punti di intersezione sono fisicamente ricostruiti nello strumento stesso L operatore in grado terminate le operazioni di orientamento di visualizzare il modello stereoscopico l immagine tridimensionale virtuale ottenuta dall osservazione binoculare di una coppia di immagini stereoscopiche prende generalmente il nome di modello stereoscopico o immagine plastica dello spazio interessato Le differenti operazioni di misura sul modello stereoscopico virtuale vengono effettuate portando l indice mobile o marca mobile a diretto contatto con pi significativi punti dell i
95. ia descrittiva La trattazione di questo metodo stata volutamente inserita al termine della presentazione anche se di fatto sicuramente quello nato prima di ogni sviluppo tecnologico e senza la comprensione del quale nessun progresso nel settore sarebbe mai stato possibile Il metodo grafico notevolmente versatile ed offre numerosi procedimenti alternativi per risolvere le diverse problematiche inerenti le misurazioni attraverso le immagini fotografiche fig 01 fotogrammetria con il metodo grafico porzione di elaborato grafico tratto da U Saccardi Appl Geom Descr LEF Esso si basa sul fatto che l immagine fotografica assimilabile ad una proiezione centrale e come tale deve essere trattata per poterne estrapolare informazioni metriche ovvero determinando quali siano gli elementi notevoli che definiscono la proiezione medesima Allo stesso modo in cui in geometria descrittiva si costruisce una prospettiva proiezione centrale partendo dalle proiezioni ortogonali TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 37 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso possibile procedendo in maniera inversa da una prospettiva fotografia operare con costruzioni geometriche per il ritrovamento delle proiezioni ortogonali degli oggetti ivi rappresentati e quindi
96. iano fotografato allora si ricorre al concetto di scala media di rappresentazione ovvero si prende in considerazione la misura di un elemento di dimensioni note appartenente al piano che si trovi mediamente rappresentato nella vista prospettica ovvero n troppo lontano n troppo vicino Si andr poi a misurare sulla pellicola le dimensioni di detto elemento e se ne ricaver la scala di rappresentazione ottenendo un valore approssimativo questa valutazione possibile su scatti di prova appositamente realizzati o con calcoli geometrici che tengano conto dell inclinazione Terminata questa operazione si procede alla determinazione di una nuova variabile estremamente importante per gestire la risoluzione del rilievo la risoluzione di acquisizione della pellicola il metodo vale anche nel caso si faccia un acquisizione di stampe salvo doversi riferire alle dimensioni dell ingrandimento realizzato dalla pellicola La risoluzione di acquisizione viene misurata in dpi dots per inch punti per pollice e noto il valore del pollice in millimetri 1inch 2 54 25 4 possibile ricavare la corrispondenza fra le dimensioni del supporto ed il punto acquisito al variare della risoluzione detto punto poi corrisponder al pixel dell immagine digitale che verr elaborata per produrre il fotopiano Segue una tabella che correla le risoluzioni di acquisizione alle dimensioni in micron mm 0 001 di un punto del supporto acquisi
97. ibilit di punti di vista alternativi e vantaggiosi quali edifici dirimpetto e luoghi che consentano comunque una ripresa ottimale Il numero delle riprese e la loro posizione funzione anche dell accessibilit dei relativi punti di controllo pertanto bene verificare di poter rilevare almeno quattro punti di riferimento ben distribuiti per ogni fotogramma importante capire che il numero delle riprese determina anche la densit di informazione del fotopiano ovvero la sua risoluzione e la pi piccola misura conseguentemente rilevabile In altri termini fare un unica fotografia della facciata di un edificio richiede di posizionarsi ad una certa distanza da esso coprendo cos la sua superficie con un unico scatto questo per quanto poi possa essere ingrandito non permetter accuratezze oltre un certo livello Avvicinandosi alla facciata dell edificio e facendo non una ma due fotografie per coprire la medesima superficie permetter una maggiore densit di informazione ed una maggiore risoluzione metrica Sar per raddoppiato tanto il lavoro di ripresa che quello di rilievo e sar necessario un aggiuntivo lavoro di mosaicatura delle foto parziali per ottenere il fotopiano completo con generazione di errori locali nell area di giuntura Pianificare questo aspetto in maniera scientifica definendo risoluzione metrica e precisioni significa operare necessariamente con il teodolite per avere i punti di controllo con precisioni con
98. ico meccanico basato sull utilizzo di uno speciale strumento detto raddrizzatore che avendo otto sistemi di regolazione e movimentazione tanti quanti sono i parametri che governano l omografia in grado di trasformare l immagine fotografica o meglio la pellicola in una fotografia corretta o raddrizzata dove il piano prescelto per la trasformazione appare non pi affetto da convergenze prospettiche Il raddrizzatore una specie di proiettore che per riesce a correggere la proiezione tramite un apparato ottico meccanico e quindi a riprodurre una nuova immagine fotografica Per mezzo del raddrizzatore la fotografia originale generalmente una pellicola negativa viene proiettata su un piano di proiezione inclinabile in ogni direzione Va notato per che proiettando la fotografia su un piano non parallelo al piano su cui giace la fotografia stessa e posto a distanza finita dall obbiettivo di proiezione otterremo una immagine non perfettamente a fuoco in ogni sua parte Affinch l immagine proiettata si mantenga a fuoco in tutta la sua estensione qualunque l inclinazione del piano di proiezione occorre che nell apparecchio di proiezione sia realizzata la condizione detta di TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 902 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 44 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso
99. iffusi in ambito nazionale Per quanto possibile saranno raccolti anche dati e manuali d uso pertinenti ad altri software con l aiuto di coloro che gi li utilizzano e li possono presentare TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 60 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso 2 9 USO DEL SOFTWARE ARCHIS AVVIAMENTO DEL PROGRAMMA Una volta che il programma stato avviato cliccando con il tasto sinistro del mouse l icona che lo raffigura necessario creare un progetto di lavoro All interno del progetto di lavoro dovranno essere inseriti tutti i dati che serviranno all operatore per la realizzazione del proprio lavoro 2 9 1 OPERAZIONI PRELIMINARI ALL AVVIAMENTO DI ARCHIS 20 Le immagini numeriche possono essere gi state acquisite ed essere quindi memorizzate su un cd rom o su un altro supporto magnetico od ottico oppure pu essere necessario effettuare la scansione dei fotogrammi mediante lo scanner connesso al calcolatore In ogni caso necessario creare sul calcolatore su cui si lavora la struttura delle cartelle per ospitare i dati prodotti Archis 2D utilizza i seguenti tipi di file Tipo di File Estensione File descrizione progetto PRJ File immagini TIF JPG ECW BMP File punti appoggio CPT File restituzione grafica DS CS DXF ASC
100. incipale scegliamo la voce Raddrizzamento e da qui la voce Omografia Si apre un ulteriore sotto men all interno del quale dovremo scegliere la voce Geometrico questa voce attiva solo quando nell ambiente di lavoro stata aperta un immagine Il programma mostra a questo punto la finestra di fig 04 Linee Verticali Intemo Linee Orizzonti Rapporto x 7 Y Annulla fig 04 TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 69 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso In questa finestra sono presenti 4 bottoni funzione oltre ai bottoni di OK ed Annulla che servono per continuare nella procedura di raddrizzamento Il raddrizzamento per via geometrica si basa sulla determinazione dei punti di fuga e sul calcolo del punto principale il punto entro il quale passano tutti i raggi di proiezione dell immagine reale sulla pellicola Nel caso in cui non sia possibile determinare la posizione esatta del punto principale si ricorre all introduzione di un rapporto tra due misure una misurata lungo l asse delle X l altra misurata lungo l asse delle Y misure effettuate durante la sessione di presa delle fotografie La procedura di raddrizzamento prevede quindi come prima cosa la determinazione del punto di fuga delle linee verticali poi la determinazione del punto di fuga delle l
101. inee orizzontali dopo di che in base al risultato ottenuto scelgo quale procedimento seguire per il raddrizzamento dell immagine Quindi premendo il bottone Linee Verticali il programma mostra la finestra di fig 05 In questa fase occorre determinare sull immagine almeno due rette che nella realt siano rette verticali Queste due rette si incontrano in un unico punto il punto di fuga Collimazione rette verticali Fascio 4 5 Cancella 6 7 8 y Cancella tutti Coordinate punto attuale 864 0 575 0 Estremi retta 1 263y1 467 2 327 y2 1501 Coordinate punto di fuga 96 925 y 5302 391 Annulla fig 05 Quindi la determinazione del punto di fuga pu essere eseguita collimando solo due rette in questo caso nella lista di fig 05 gli scarti saranno zero perch due rette o non si incontrano mai o si incontrano in un punto solo che rappresenta nel nostro caso il punto di fuga Se invece collimiamo pi di due rette per ogni direzione gli scarti espressi in pixel non saranno pi zero ed il sistema risulter pi determinato Nel caso in cui siano state collimate pi di due rette il punto di fuga viene determinato come il baricentro tra tutti i punti di intersezione di tutte le rette e gli scarti sono calcolati con il metodo dei minimi quadrati La collimazione dei punti resa pi semplice e veloce per mezzo dell aiuto fornito dalla finestra di blow up che permette di collima
102. io dell uno rispetto all altro che essi avevano al momento in cui le due fotografie sono state scattate le infinite coppie di raggi omologhi che hanno formato le due immagini torneranno ciascuna ad intersecarsi nei rispettivi punti oggetto L insieme di questi punti costituisce un modello dell oggetto fotografato della porzione di esso corrispondente alle due fotografie prese in considerazione che ricorrendo a mezzi e metodi appropriati potremo osservare e misurare Ovviamente nella generalit dei casi i due proiettori o gli altri mezzi idonei che abbiamo supposto usare per ricostruire i due fasci proiettanti non potranno essere collocati nello spazio alla stessa distanza che avevano fra loro i due punti di presa al momento in cui le due fotografie sono state eseguite Normalmente questa distanza sar assai pi piccola di quella originale La distanza a cui vengono collocati i due proiettori o per meglio dire i due corrispondenti centri di proiezione determina la dimensione del TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 902 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 22 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso modello Naturalmente questo aspetto della scala del modello sussiste solo nella pratica ottico meccanica della fotogrammetria poich quando si opera nel formato digitale si processa ed elabora i dati diret
103. ionamento bilineare fig 11 prima la zona su cui operare il raddrizzamento E infatti possibile attivando la prima opzione selezionare di tutta l immagine originale solo una parte su cui andare ad effettuare il raddrizzamento Questa opzione stata introdotta per ridurre le dimensioni delle fotografie conseguentemente l occupazione dello spazio su disco seconda concerne il dell immagine in quei punti in cui partendo dall informazione disponibile dovremo incrementare i dati a disposizione Se nella finestra di fig 11 non viene attivata l opzione Ricampionamento bilineare il ricampionamento dell immagine di tipo lineare Premendo il bottone OK si chiude la finestra di fig 11 e si attiva la finestra di fig 12 in cui l operatore deve selezionare il nome del file su cui sar salvata l immagine raddrizzata In questa finestra sono altres presenti informazioni che riguardano la dimensione espressa in pixel dell immagine che sar creata TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica 54 DATE 26 02 02 PAG 74 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso dim 1291 dimY 1447 Nome File raddrizzamentd Annulla fig 12 La pressione del bottone OK di questa finestra dar inizio al processo di raddrizzamento Durante questa fase loperato
104. isultati che si ottengono sono assolutamente empirici e sono soggetti ad errori grossolani Verr comunque trattato l argomento in un apposito paragrafo HS 29 v Ad 4 r 4 d ULI 1 A 4 ala DA 24 A ea hi A CRI VAS A 2 22 p l ty aa 4 Co iz 11 k 4 TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 46 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso 2 5 AMBITO E LIMITI DI APPLICAZIONE Eseguire i rilievi per mezzo di sistemi fotogrammetrici ed in particolare attraverso la realizzazione di fotopiani non sempre conveniente n tantomeno appropriato dal punto di vista scientifico Pertanto risulta essenziale capire quali siano i reali ambiti di applicazione di questo metodo operativo anche perch numerose sono le condizioni che ne limitano drasticamente l impiego Inoltre bene sottolineare che per chi non ha esperienza e si trovi alla prima applicazione sia estremamente impegnativo realizzare un rilievo con questo metodo E assolutamente sconsigliato ricorrere occasionalmente a questa metodologia qualora l obbiettivo sia solo quello di minimizzare i tempi operativi l idea comunemente diffusa per la quale si esegue una campagna fotografica in
105. itto per lo zoom di default oppure portando il cursore nella finestra di zoom e premendo F5 per incrementare di 1 F6 per decrementare di 1 Il fattore di ingrandimento per la finestra di blow up pu variare da 1 1 a 1 5 Quando la finestra di blow up visualizza una porzione di immagine la zona di provenienza viene evidenziata da una bordatura rossa nella finestra dell immagine 2 10 3 IL RADDRIZZAMENTO DELLE IMMAGINI Una volta che il progetto di lavoro stato creato ed aperto all interno della finestra di lavoro di Archis 2D il nome del progetto compare nella cornice del programma Dopo aver aperto un immagine selezionando dal men principale Raddrizzamento la voce Apre immagine possibile passare al raddrizzamento dell immagine Il raddrizzamento dell immagine pu essere eseguito seguendo due strade raddrizzamento per via geometrica raddrizzamento per via analitica Il programma in grado di riconoscere da solo se pu procedere con il raddrizzamento geometrico od analitico Infatti se all interno del progetto manca il file dei punti di appoggio possibile eseguire solo ed esclusivamente il raddrizzamento di tipo geometrico Al contrario se sono stati misurati dei punti di appoggio e questi sono stati riportati all interno di un file possibile eseguire il raddrizzamento sia per via analitica che per via geometrica IL RADDRIZZAMENTO PER VIA GEOMETRICA possibile attivare questa procedura dal men pr
106. l settore recupero e preservazione dei beni culturali testi e le illustrazioni proposte sono state in gran parte riprese da autori di fama nel settore si rimanda alla lettura di questi ultimi per approfondimenti vedi bibliografia allegata Si presuppongono conoscenze base di geometria descrittiva ottica fotografia ed informatica importante sottolineare come premessa a queste note che la fotogrammetria verr qui brevemente presentata nelle sue applicazioni generali sia pur con maggiore attenzione alle finalit architettoniche Solo nel capitolo seguente verranno illustrate applicazioni specifiche mirate alla produzione di fotopiani che per bene sottolineare rientrano in quella che viene detta fotogrammetria non convenzionale 1 1 INTRODUZIONE Con il termine fotogrammetria si intendono tutte quelle procedure che utilizzano immagini fotografiche di un oggetto per ricavarne le dimensioni Effettuare il rilievo di un oggetto significa ricavare la posizione spaziale di tutti i punti di interesse Mediante la fotogrammetria questa operazione viene fatta in gran parte non direttamente sull oggetto ma operando su immagini fotografiche La fotogrammetria una tecnica di rilievo le cui origini sono antiche almeno quanto l invenzione della fotografia e la cui teoria stata sviluppata perfino prima della stessa invenzione della fotografia come pura geometria proiettiva La fotogrammetria sebbene nasca per il rilievo delle
107. li oggetti mobili M Fondelli Trattato di Fotogrammetria urbana e architettonica Ed Laterza TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 11 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso 1 4 ELEMENTI DI BASE AI fine di poter comprendere il metodo fotogrammetrico necessario premettere alcune nozioni di base che riguardano la fotografia e la stereoscopia Note tratte da Appunti di Fotogrammetria Galileo Siscam Corso aziendale di Ezio Viti 1 4 1 LA FOTOGRAFIA COME PROIEZIONE CENTRALE Dal punto di vista geometrico la fotografia di un certo oggetto pu assimilarsi con sufficiente approssimazione ad una proiezione centrale dell oggetto fotografato Ricordiamo che una proiezione centrale ottenuta proiettando i punti dell oggetto su un piano detto piano o quadro di proiezione da un punto esterno ad esso detto centro di proiezione o di vista Le rette congiungenti i punti dell oggetto con il centro di proiezione sono dette rette proiettanti I loro punti di intersezione con il piano di proiezione costituiscono le proiezioni od immagini dei punti dell oggetto D O centro di proiezione piano o quadro di proiezione fig 01 proiezione centrale Nel caso della fotografia il piano di proiezione assimilabile al piano della emulsione fotografica il
108. lle TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 63 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso Dir Immagini ID ADemoXE Dir Pt appoggio D Demo Empoli Dir Grafica D DemosE DK Tutte uguali Annulla Sfoglia gt gt gt fig 03 La pressione del tasto nvio permette la memorizzazione dell informazione selezionata La pressione del tasto Tutte uguali fa si che tutte le cartelle di lavoro siano un unica cartella di lavoro questo vuol dire che all interno di una stessa directory saranno presenti sia i file delle immagini che i punti di controllo etc La finestra pu essere chiusa sia premendo il tasto OK che premendo il tasto Annulla nel primo caso vengono accettate e salvate le impostazioni che l operatore ha eseguito nel secondo caso non viene memorizzato niente di quanto stato fatto Nelle tre caselle presenti nella parte alta a sinistra della finestra di fig 03 si specificano rispettivamente i file delle immagini il file dei punti di appoggio jfile della restituzione grafica Si passa ciclicamente da una casella alla successiva premendo il tasto di Invio Enter Nella casella in basso a destra sono mostrati per tipo i file utilizzabili Cos quando l operatore attiva la casella delle immagini nella finestra in
109. llimati che individuano i segmenti verticali semplicemente eseguendo un clic con il tasto sinistro del mouse quando il cursore all interno della lista posta in alto vengono visualizzati in ordine il primo punto collimato e poi il secondo E possibile in questa fase cancellare un singolo segmento tutti i segmenti che sono stati collimati o ricollimare uno dei punti dopo averlo ritrovato utilizzando la procedura prima descritta La cancellazione di un segmento la si esegue premendo il bottone Cancella quando una delle collimazioni stata evidenziata mentre si possono cancellare tutte le collimazioni eseguite premendo il bottone Cancella tutti in questo caso compare una finestra messaggio a chiedere conferma dell operazione che andremo ad eseguire Il bottone Fascio serve ad evidenziare il fascio delle rette che abbiamo individuato la pressione di questo bottone porta al risultato mostrato in fig 06 vengono mostrate le rette appartenenti al fascio che ha come punto generatore il punto di fuga Le rette possono essere disattivate premendo di nuovo il bottone Fascio che dal momento della prima pressione risulta premuto demo1 tif 1 3 fig 06 Lo stesso ragionamento deve essere eseguito adesso per la determinazione del punto di fuga delle rette orizzontali il procedimento analogo a quello or ora descritto tranne per il fatto che andremo a collimare segmenti in una direzione orizzontale Anche le finestre di dialogo saranno l
110. lo stereoscopico virtuale Ottenuto questo modello o immagine plastica se ne effettua la restituzione per ricavare delle rappresentazioni grafiche o numeriche dell oggetto interessato M Fondelli Trattato di Fotogrammetria urbana e architettonica Ed Laterza TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 32 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso 1 10 CONCLUSIONI ED ESEMPI Il rilievo nonostante l ausilio di uno strumento obbiettivo come la fotografia rimane sempre una operazione critica ed interpretativa parte dal mezzo fotografico per registrare il maggior numero di informazioni possibile ma richiede la rappresentazione grafica che dal continuo dell immagine discretizzi gli elementi notevoli e significativi dell architettura AI fine di sottolineare questo concetto e per meglio comprendere le finalit gli ambiti di applicazione le potenzialit della fotogrammetria e come essa sia strettamente legata ai beni culturali si riporta qui di seguito un testo che sottolinea questi aspetti in maniera efficace mostrando contestualmente dei rilievi in scala ridotta eseguiti con il metodo fotogrammetrico fig 01 Pisa il Battistero minuta di restituzione di un rilievo fotogrammetrico stereoscopico Fine essenziale del rilevamento architettonico risulta quello della inte
111. lo vedere pi avanti la procedura di creazione e modifica del file dei punti di controllo Se tutti i vincoli sono stati rispettati il progetto pu essere registrato il nome da attribuire al progetto viene richiesto utilizzando la box di explorer Se si TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 64 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso cerca di registrare il progetto col nome di un file gi esistente prima di procedere viene chiesta l autorizzazione alla sovrascrittura del vecchio file e ATTENZIONE Le funzioni Importa Esporta Nuovo progetto Apre progetto sono attivabili solo quando non ci sono progetti aperti 2 9 4 MODIFICA DI UN PROGETTO ESISTENTE dati inseriti in un progetto possono essere modificati per aggiungere o eliminare immagini oppure per sostituire alcuni dei file associati Dal men Progetto selezionare Edita progetto Viene aperta la finestra explorer di Windows da utilizzare per impostare il nome del progetto da aprire Viene poi utilizzata la stessa finestra gi impiegata per creare un nuovo progetto Confronta fig 03 vari campi adesso compariranno gi riempiti secondo le impostazioni che erano state effettuate in precedenza Valgono quindi le stesse regole illustrate nella descrizione della modalit di creazione di un nuovo progetto Per uscir
112. lotter AP C Vista d insieme dei vari componenti il sistema di restituzione analitica TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 902 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 27 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso Lo stereocomparatore supporta i due fotogrammi che costituiscono la coppia stereoscopica situandoli in posizione tale da consentire la relativa osservazione stereoscopica Fissati i fotogrammi sul loro supporto l apparato consente di eseguire delle misurazioni che vengono poi acquisite dall elaboratore Negli strumenti analitici il problema concernente la ricostruzione dei raggi proiettanti e di orientamento relativo ed assoluto affrontato e risolto esclusivamente utilizzando procedimenti di calcolo La restituzione dello stereogramma viene effettuata dall operatore mediante l osservazione stereoscopica collimando di volta in volta i punti considerati con l indice mobile o marca mobile Lo spostamento dell indice di misura avviene azionando opportune manovelle ed correlato sia all elaboratore che a sua volta comanda la traslazione di ciascun fotogramma sia ad una matita tracciante nel piano dell elettrocoordinatografo opportunamente regolato per la rappresentazione grafica in scala Note tratte da M Fondelli Trattato di Fotogrammetria urbana e architettonica Ed Laterza 1 8 3 STEREORESTITUTORI DI
113. lunghezza verticale Ancora una volta l operatore dovr eseguire le stesse operazioni viste in precedenza per l individuazione del segmento orizzontale Dopo aver collimato il secondo punto del segmento verticale l operatore deve inserire nella casella di testo Rapporto X Y il rapporto tra le due lunghezze indicate fig 10 Prima di procedere nel raddrizzamento dell immagine l operatore pu controllare la bont dei dati inseriti cliccando prima sul bottone Anteprima poi su un generico punto dell immagine La porzione di immagine su cui stato effettuato il secondo clic verr quindi mostrata in una finestra a parte in modo che l operatore possa giudicare anche per osservazione diretta se i dati sono attendibili o meno Un esempio di anteprima dell immagine riportata in fig 06 mostrata in fig 10 A questo punto posso procedere alle successive fasi del raddrizzamento premendo prima il bottone OK di fig 10 Se l operatore si accorge che i dati inseriti non sono corretti possibile cambiare le collimazioni effettuate eseguendone di nuove al posto di quelle effettuate In pi cliccando ripetutamente sui bottoni Orizzontale e Verticale quando la finestra di blow up aperta vengono mostrati all operatore le collimazioni eseguite in precedenza In pi possibile cambiare dinamicamente il rapporto X Y impostato fino al momento in cui l operatore non si ritenga soddisfatto dei risultati ottenuti Successivamente
114. mentre una stampa su carta a risoluzioni che partono dai 300 dpi acquisire informazioni in esubero rispetto a quelle necessarie rispetto a quelle che il supporto pu contenere Utilizzare esclusivamente scanner piani per l acquisizione delle stampe utilizzare scanner per trasparenti per acquisire le pellicole Acquisire immagini troppo grandi se non si ha un computer dalle buone prestazioni pu portare ad una gestione difficoltosa del lavoro specialmente in presenza di fotomosaici La valutazione in base alla scala di stampa si pu eseguire secondo il seguente procedimento semplificato valuta la scala media del fotogramma pellicola o stampa ovvero si misura un elemento appartenente al piano di dimensioni note collocato in posizione media rispetto alla prospettiva e si calcola il rapporto di scala rispetto allo stesso nelle vere dimensioni esempio 1 200 5 stabilisce in base alle esigenze e o richieste la scala di rappresentazione del fotopiano elaborato e quindi della sua stampa esempio 1 50 divide il primo valore il secondo 200 50 4 ottenendo il coeff di scala che equivarr al fattore di riduzione della risoluzione Stabilita la qualit di stampa richiesta 150 dpi sono spesso pi che sufficienti anche se la stampante nominalmente raggiunge livelli ben superiori si moltiplica questa per il fattore di riduzione 150dpi x 4 600dpi ottenendo cos la risoluzione di acquisizio
115. mera di cui il certificato riporter le coordinate in un sistema di riferimento che ha per origine il punto principale Quando i dati della fotocamera non sono in alcun modo ottenibili possibile omettere l orientamento interno delegando all orientamento esterno la determinazione di tutti i parametri TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 24 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso L orientamento esterno viene determinato imponendo la corrispondenza tra alcuni punti individuati sul fotogramma e le rispettive coordinate nel sistema di riferimento oggetto Questa procedura prende il nome di Vertice di Piramide L operazione viene scomposta in due fasi nella prima detta orientamento relativo si determina la posizione reciproca tra i due fotogrammi cos facendo si ricostruisce il luogo delle intersezioni dei raggi omologhi questo viene chiamato modello ed in pratica una ricostruzione in scala dell oggetto reale Nella seconda detta orientamento assoluto si orienta e si scala il modello accoppiando punti osservati sul modello con le rispettive coordinate oggetto Note tratte da Fotogrammetria Digitale Siscam Ing Franco Flamigni 1 8 GLI STRUMENTI DI RESTITUZIONE La elaborazione dei dati pu avvenire secondo sistemi diversi che dipendono fondamentalmente
116. mmagine plastica e leggendo sulle diverse scale graduate del sistema di riferimento strumentale le tre relative coordinate spaziali Pi precisamente questo sistema di collimazione avviene TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 26 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso sovrapponendo durante l osservazione binoculare due indici sulle due distinte immagini stereoscopiche in maniera che ciascuno di essi coincida con un punto omologo i due indici si fonderanno per formare una sola immagine che nel modello stereoscopico risultante sar situata alla stessa altezza del punto considerato Su questo principio detto dell indice mobile o della marca mobile si basa tutta la teoria della misura stereoscopica delle altezze o delle profondit dei diversi punti costituenti il modello stereoscopico Mediante opportuni rinvii e trasmissioni meccaniche o elettriche i movimenti relativi dell indice mobile rispetto all immagine plastica possono essere trasmessi alla punta tracciante di un tavolo da disegno collegato all apparato stereorestitutore per la rappresentazione grafica dell oggetto rispetto al piano di riferimento prescelto Gli apparati stereorestitutori presentano in generale organi meccanici e sistemi ottici di osservazione ricorrenti anche se la loro concezione costruttiva si diff
117. nando dal men principale la voce Raddrizzamento e da qui la voce Raddrizzamento Nella finestra di lavoro comparir la finestra di dialogo riportata in fig 11 all interno della quale possibile selezionare le opzioni per il raddrizzamento dell immagine Le due opzioni riguardano a prima la zona su cui operare il raddrizzamento infatti possibile attivando la prima opzione selezionare di tutta l immagine originale solo una parte su cui andare ad effettuare il raddrizzamento Questa opzione stata introdotta per ridurre le dimensioni delle fotografie conseguentemente l occupazione dello spazio su disco seconda concerne il dell immagine in quei punti in cui partendo dall informazione disponibile dovremo incrementare i dati a disposizione Se nella finestra di fig 11 non viene attivata l opzione Ricampionamento bilineare il ricampionamento dell immagine di tipo lineare Premendo il bottone OK si chiude la finestra di fig 11 e si attiva la finestra di fig 12 all interno della quale l operatore deve selezionare il nome del file su cui sar salvata l immagine raddrizzata In questa finestra sono altres presenti informazioni che riguardano la dimensione espressa in pixel dell immagine che sar creata La pressione del bottone OK di questa finestra dar inizio al processo di raddrizzamento Durante questa fase non pu eseguire nessun altra operazione se non interromp
118. ne del rilievo Si osserva in particolare che dimezzando la distanza di presa si raddoppia la scala fra oggetto e presa fotografica e si dimezza l incertezza del rilievo Tuttavia raddoppiare la scala significa anche quadruplicare il lavoro di rilievo in termini di numero di prese fotografiche e di punti di appoggio poich dimezzando la distanza di presa saranno necessari ben quattro fotogrammi per coprire la superficie che copriva l immagine originaria un quadrato con lato 1 2 ha un area pari 12 4 La strategia pi valida per aumentare la risoluzione del rilievo quella di operare con pellicole di formato pi grande si ha una maggiore leggibilit contenendo il numero degli scatti TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 89 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso STAMPARE RISULTATI SCALA DI RAPPRESENTAZIONE DEL RILIEVO Per completare l analisi delle variabili che intervengono nella progettazione di un rilievo necessario valutare anche la scala di rappresentazione rilievo medesimo un rilievo sempre funzione della scala ultima di rappresentazione ed essa deve essere necessariamente stabilita a priori in base all oggetto rilevato alla densit delle informazioni che si intende rilevare ed alle molteplici esigenze successive quali documentazione analisi e proget
119. ne di riferimento Quando l operatore sceglie le immagini da riunire per default il programma imposta come immagine di riferimento la prima immagine selezionata sempre possibile variare la scelta eseguendo un clic sulla freccia si accede ad una lista delle immagini selezionate dalle quali possibile selezionare l immagine desiderata L immagine di riferimento l immagine che all interno della foto mosaicata determiner la densit di informazioni del mosaico ovvero le dimensioni in pixel dello stesso Premendo il tasto OK si avanza nel processo di mosaicatura con il tasto Annulla si abortisce l operazione Dopo la pressione del tasto OK si accede ad una finestra analoga a quella di fig 12 in cui l operatore ha indicazioni della dimensione in pixel dell immagine all interno della quale deve indicare al programma il nome del file su cui andare a salvare l immagine La pressione del tasto OK presente in questa finestra d inizio al processo vero e proprio di mosaicatura durante il quale nella barra posta in basso della finestra di lavoro si attivano i tre indicatori di flusso valore percentuale del lavoro svolto progress bar che indica l avanzamento del lavoro e timer del tempo residuo Se al momento della pressione del bottone OK di fig 20 le foto che l operatore ha selezionato per TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica 54 DATE 26 02 02 PAG 82 93 ARCHITETTURA
120. ne necessaria Sifa una prova di acquisizione alla risoluzione calcolata e di stampa alla scala stabilita per verificare di avere un risultato soddisfacente anche in rapporto alla qualit dei propri strumenti scanner e stampante Procedimenti professionali prevedono l acquisizione della pellicola su scanner fotogrammetrico piano in bagno d olio per garantire la perfetta aderenza tra pellicola e vetro con risoluzioni che possono raggiungere 2800 Per riferimento si allega una tabella che pu facilitare nella valutazione della risoluzione di acquisizione delle immagini in base alle dimensioni che queste occupano nella memoria del computer In colonna sulla sinistra sono riportate le varie risoluzioni tra 200dpi e 1400dpi mentre nella prima riga sono indicati i formati pi comuni in millimetri dal 24x36 corrispondente al netto delle pellicole 35mm fino ai formati cartolina di stampe fotografiche come il cm10xcm15 il cm13xcm18 In tabella sono espresse le dimensioni in Kb 1024 bytes della relativa immagine in true color RGB non compressa TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 902 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 59 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso 24x36 45x60 60x60 60x70 60x90 100x150 130 180 200 157 490 654 763 981 2 725 4 250 300 353 1 103 1 471 1 717 2 207 6 130 9 563 400 500 600 1
121. nizzato con gli occhiali Nella visione alternata l impressione finale sar comunque quella di vedere in maniera continua il modello stereoscopico immagine plastica L operatore pu esplorare il modello stereoscopico e muovere su di esso un puntatore con l uso del mouse coprendo cos due dimensioni mentre gli sar possibile spostarsi nella profondit terza dimensione con l uso di una trackball sistema di puntamento similare al mouse punti collimati saranno direttamente espressi in formato digitale nelle loro coordinate spaziali X Y Z in scala oggetto ed eventualmente georeferenziati visto che cos come avviene nella fase degli orientamenti e nella rappresentazione CAD il modello digitale viene sempre costituito in scala oggetto e mai con rapporti di riduzione che si rendono necessari solo nella fase di stampa Questo possibile grazie al fatto che si opera in uno spazio numerico fig 01 stereorestitutore digitale stereodigit a visione passiva e stereorestitutore digitale con operatore munito di occhiali a polarizzazione attiva vantaggi di questo ultimo sistema di restituzione sono innumerevoli e sono associati ad una notevole riduzione dell attrezzatura specialistica necessaria contribuendo cos all applicazione pi estesa del metodo fotogrammetrico Inoltre i software per stereometria digitale ormai in gran numero sul mercato non introducono nessuna alterazione sull entit dei dati al
122. nnulla fig 04 In ciascuna casella si digita il valore desiderato e si preme nvio per passare al campo successivo dopo aver introdotto l ultimo campo i valori introdotti vengono analizzati e se corretti vengono riportati nella lista sottostante ATTENZIONE Non possibile inserire i dati direttamente nella lista Se si seleziona un campo nella lista i dati di questo campo vengono automaticamente riportati nelle caselle di testo dove sar possibile modificare i valori riportati oppure cancellarlo completamente facendo clic sul bottone Cancella Eseguendo un clic con il tasto sinistro del mouse possibile riportare i valori nelle finestre in alto e quindi modificare i valori esistenti cancellare parte delle informazioni inserite cos come possibile cancellare quel punto Una volta che quel punto stato modificato lo possiamo reinserire nella lista Il pulsante OK accetta le modifiche apportate e le registra chiudendo la finestra il pulsante Annulla chiude la finestra scartando le modifiche fatte e ripristinando i valori precedenti TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 66 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso 2 10 USO DEL SOFTWARE ARCHIS LE FUNZIONI Vengono qui di seguito introdotte le funzioni essenziali per la realizzazione del fotopiano digitale t
123. ntati a garanzia di una maggiore scientificit ed obbiettivit del rilievo Tuttavia quando queste informazioni possono essere reperite tramite il rilievo diretto avviene sulla rappresentazione grafica l integrazione delle lacune Il rilievo tradizionale dunque pu essere impiegato per documentare certe aree rimaste indeterminate RIEPILOGO TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 31 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso Sinteticamente il rilievo fotogrammetrico pu essere cos riepilogato La metodologia fotogrammetrica si realizza essenzialmente in due fasi operative concatenate la realizzazione delle prospettive centrali o presa fotografica degli oggetti interessati e la loro successiva restituzione metrica Dato un oggetto da documentare si procede innanzitutto all acquisizione delle relative immagini fotografiche stereoscopiche avendo cura di determinare la posizione spaziale dei diversi punti di vista o di presa insieme alla direzione dell asse ottico di ciascuna presa fotografica Realizzate le necessarie prese fotografiche e misurati i vari dati metrici di controllo si provvede alla ricostruzione in uno spazio e ad una scala opportunamente ridotti delle posizioni e delle direzioni corrispondenti a ciascuna presa e si opera per la formazione del relativo model
124. nti Per poter determinare i parametri di orientamento esterno sono di fondamentale importanza anche se non indispensabili per rilievi pi approssimativi i dati caratteristici della fotocamera con cui sono state effettuate le prese cos come da certificato di calibrazione Questi ultimi parametri precedentemente illustrati definiscono il cosiddetto orientamento interno Note tratte da Appunti di Fotogrammetria Galileo Siscam Corso aziendale di Ezio Viti 1 7 GLI ORIENTAMENTI NEL METODO FOTOGRAMMETRICO Prima di poter effettuare una restituzione fotogrammetrica necessario individuare la posizione spaziale delle foto al momento dello scatto Questa operazione consiste nel trovare la posizione del centro di presa rispetto al fotogramma e rispetto al sistema di riferimento oggetto La prima operazione prende il nome di orientamento interno la seconda di orientamento esterno Per poter determinare l orientamento interno necessario disporre di un certificato che descriva le caratteristiche geometriche della fotocamera In esso deve essere riportata la lunghezza focale cio la distanza tra il centro di proiezione punto nodale dell obiettivo ed il piano su cui si trova la pellicola La proiezione sul piano della pellicola del centro di proiezione prende il nome di punto principale del fotogramma e per determinarla necessario che sul fotogramma vengano impressionate la posizione di alcuni punti solidali con la fotoca
125. ntuali movimenti strutturali per prevenire rischi di ulteriori degradi e di eventuali distruzioni per cause di carattere statico od ambientale Il rilevamento si rende infine necessario per la memorizzazione delle architetture stesse in quanto opere deperibili per assicurarne il restauro conservativo o la parziale e totale ricostruzione in caso di distruzioni per eventi bellici o calamit naturali Il rilevamento architettonico si realizza sempre mediante due fasi operative distinte e concatenate che comportano nell ordine l acquisizione dei dati direttamente o indirettamente misurati sulle diverse strutture interessate e la successiva restituzione per ricavarne le descrizioni grafiche e numeriche richieste Tale rilevamento pu essere sviluppato sia col metodo classico manuale sia col metodo fotogrammetrico o con la integrazione dei due metodi fig 02 Particolare della facciata del Duomo di Trento Universit di Genova in coll con GALILEO SISCAM L applicazione del metodo classico comporta l impiego di longimetri e di semplici strumenti di misura angolare o di pendenze Esso consiste nel rilevamento di un numero finito di punti caratteristici utili per la successiva interpolazione di linee o delimitazioni di carattere strutturale I tempi indispensabili per il rilevamento in loco sono essenzialmente funzione del numero dei punti discreti da considerare che deriva soprattutto dalle ipotesi avanzate sulla regolarit d
126. o reale Omografia per Empoli1 tif Cancella Fascio Cancella tutti Peggiore Annulla mill Sig 0 000 6 gt n Coordinate cursore 1895 0 550 0 Coordinate punto attuale 522 5 2563 5 1 10 52 297 13 009 52 517 4 002 52 157 2 576 59 323 1 173 59 678 5 833 64 723 6 947 67 013 Quando sono stati collimati tutti i punti a disposizione la finestra di fig 13 si sar trasformata nella finestra di fig 14 Utilizzando i bottoni presenti in figura possibile compiere alcune operazioni sui punti che sono stati collimati Cancella permette di annullare la collimazione che in quel momento attivata nella lista in alto Cancella tutti annulla tutte le collimazioni che sono state eseguite in questo caso viene richiesta conferma dell operazione che stiamo per eseguire Peggiore mostra quale tra le collimazioni che sono state eseguite quella che ha gli scarti pi grossi E possibile dopo aver TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 76 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso individuato il punto peggiore vedere come variano le cose quando questo punto non preso in considerazione Infatti possibile sospendere un punto di collimazione eseguendo un d
127. o stesso punto sulla seconda immagine aperta TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica 54 DATE 26 02 02 PAG 80 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso Cancella da demolt tit demo2f tif C Entrambe Annulla fig 19 Se l operatore va a collimare un punto sulla prima immagine senza aver prima selezionato un codice comparir un messaggio di errore che avverte l operatore dell inesattezza nel processo Se l operatore va a collimare un punto sulla seconda immagine senza che lo abbia collimato sulla prima comparir un messaggio di errore che lo avverte dell inesattezza del processo Utilizzando i bottoni situati in alto a destra della finestra possibile effettuare alcune operazioni sui punti collimati Cancella permette la cancellazione di una collimazione quando questa evidenziata nella lista in alto a sinistra Cancella tutti annulla tutte le collimazioni effettuate dopo la pressione del bottone si attiva la finestra di fig 19 in cui si chiede all operatore se le collimazioni devono essere cancellate da tutte e due le finestre o da una sola e in quel caso da quale La pressione del bottone OK produce l effetto desiderato di cancellazione viceversa con Annulla Per ottenere la sovrapposizione delle due immagini occorre individuare almeno due punti a comune D
128. odolite sono in formato testo elenco numerico di coordinate sar necessario inserire i valori in un programma di CAD al fine di poter visualizzare al computer i punti battuti Qualora lo strumento topografico sia uscito direttamente in formato digitale vettoriale l operazione ancora pi immediata in quanto baster importare il file nello stesso CAD Se si utilizza il CAD Autodesk per esprimere le coordinate in un nuovo sistema di riferimento coerente con il piano rilevato sar sufficiente far passare l UCS per tre punti noti scelti opportunamente fra quelli rilevati per tre punti passa un solo piano tre punti noti devono essere scelti distanti e non in prossimit di irregolarit del piano meglio se l asse X risulta orientato con due punti che definiscono l orizzonte Sar poi sufficiente rileggere le coordinate nel nuovo sistema di riferimento selezionando i vari punti e chiedendo le propriet anche con il comando LIST con TOOLS INQUIRY id POINT L origine potr essere impostata su un qualsiasi punto del piano tramite il comando UCS e l opzione o origin tuttavia alfine di avere le coordinate tutte positive si sceglie solitamente il punto in basso a sinistra fra quelli rilevati Per essere certi di non aver commesso errori bene verificare che le coordinate Z si siano tutte annullate o comunque siano vicine allo zero con discostamenti di ordini di grandezza pari alle irregolarit del piano Se vi fosse la necessit
129. oeff scala Per fornire un esempio numerico ci si riallaccia ai valori dei paragrafi precedenti dove la scala del fotogramma risultava essere di 1 200 rispetto all oggetto e la risoluzione di acquisizione della pellicola era di 1200 Ponendo di voler uscire in stampa con una scala del rilievo pari a 1 50 otteniamo un coefficiente di scala che vale 200 50 4 La risoluzione di stampa sar dunque data da 1200 4 300dpi Lo scopo finale di queste considerazioni quello di poter agire consapevolmente sulle variabili analizzate per poter giungere ad una risoluzione di stampa che sia idonea alla scala di rappresentazione voluta naturalmente questa deve essere valutata anche in funzione della qualit di stampa che offre la stampante di cui si dispone In generale si tenga presente che le stampanti ed i plotter a getto di inchiostro non hanno miglioramenti qualitativi apprezzabili quando si supera i 200 250dpi Miglioramenti considerevoli possono invece essere ottenuti impiegando appositi supporti di stampa carta ad alta risoluzione o carta fotografica Uscire in stampa con immagini che hanno risoluzioni esuberanti rispetto alla dimensione alla quale vengono stampate non comporta alcun problema di carattere qualitativo ma pu rendere l intero processo di realizzazione del fotopiano assai pi lento a causa delle dimensioni delle immagini digitali TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc
130. on esiste si entra automaticamente nella procedura di creazione di questo file Se in corso del lavoro nasce l esigenza di modificare i dati di questo file si richiama questa stessa procedura aprendo il men Raddrizzamento selezionando la voce Punti appoggio Questa operazione porta all apertura della finestra mostrata in fig 04 Ciascun elemento nel file dei punti di controllo individuato da una coppia di codici Gli elementi cos codificati possono rappresentare TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 65 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso Coordinate planimetriche Coordinate complete Se si introducono solo i valori indicati con Coord X e Coord Y lasciando vuoto l ultimo campo tali valori saranno interpretati come coordinate planimetriche L eventuale introduzione della coordinata Z lasciata libera all operatore ad ogni buon conto occorre sottolineare che questa non presa in considerazione dal programma File punti di appoggio empoli cpt Cod Coord x 23 022 Cerca Coord Y 64 764 Ordina Coord 2 Inserisci 0 52 297 5 718 51 773 3 009 52 517 2 576 59 323 1 173 59 678 7 15 833 64 723 8 16 947 67 013 11 21 32 4 24 002 52 157 51 62 10 10 228 64 742 2 DK A
131. one sono inoltre dotate di un dispositivo che sovraimprime alla pellicola un grigliato di crocette fino a 111 dette reseau le cui posizioni sono calibrate e certificate e che consentono nelle fasi successive un controllo delle deformazioni della pellicola o di eventuali acquisizioni con scanner piano FOTOCAMERE DIGITALI Un discorso a parte pu essere fatto per le fotocamere digitali che solo recentemente hanno conosciuto un notevole sviluppo tecnologico ed una maggiore diffusione 1994 Apple present la Quicktake 100 prima fotocamera digitale per uso amatoriale e che iniziano ad avere caratteristiche tecniche che le rendono competitive con la fotografia tradizionale La fotografia digitale per questo tipo di applicazioni destinata ad imporsi poich offre notevoli vantaggi fra cui l eliminazione di alcune fasi di lavoro importanti come lo sviluppo delle pellicole e l acquisizione delle stesse con scanner digitale passaggio che oltretutto provoca una perdita di qualit Inoltre nella fotografia digitale il problema della perfetta planarit della pellicola importante per garantire precisione metrica non si pone poich la pellicola sostituita da un sensore Ccd Charged coupled device comunque piano Aspetto fondamentale che per deve soddisfare la macchina digitale la qualit e la densit di informazioni che riesce a leggere ovvero la risoluzione massima di immagini non compresse che pu acquisire e memorizza
132. ono pi valori relativi ai seguenti formati di cui si riporta le misure lorde e quelle nette formato 35mm mm 24x36 diagonale mm 43 formato 6x6 mm 55x60 formato 6x7 mm 55x70 formato 6x9 mm 55x90 I valori in tabella per gli angoli di campo sono espressi in gradi necessario considerare due valori per formati rettangolari oppure utilizzare il lato minore che in quanto tale garantir la completa copertura anche per il maggiore formati mm lato netto focali tab 01 angoli di campo al variare delle focali e dei formati TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 86 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso Una volta determinato l angolo di campo dell attrezzatura di ripresa possibile programmare gli scatti nel loro numero e posizione poich data una certa distanza dal soggetto nota la superficie che viene inclusa nel fotogramma La formula che consente questo calcolo sfrutta la medesima relazione trigonometrica di quella vista precedentemente 8 dove espresso in metri indica il lato del campo ripreso in funzione della distanza d sempre in metri come si pu anche osservare in figura seguente B a gt distanza dal soggetto distanza focale
133. onx200 ovvero a mm0 021x200 mm4 2 Pertanto non sar possibile nel fotopiano finale n vedere n tantomeno misurare elementi pi piccoli di mm4 2 dell oggetto reale e questa sar l incertezza intrinseca del rilievo che comunque non potr migliorare con l aumentare della precisione di battitura delle coordinate dei punti di appoggio Gli unici metodi per diminuire l incertezza intrinseca del fotopiano sono basati sulla ottimizzazione delle variabili fin qui analizzate Bisogna comunque tenere conto degli accorgimenti qui di seguito esposti Se aumentare la risoluzione di acquisizione porta facilmente a diminuire le dimensioni del pi piccolo elemento visualizzabile bisogna tener presente che inutile spingere l acquisizione oltre le effettive dimensioni della grana del supporto poich in tal caso le informazioni saranno interpolate ovvero saranno fittizie La grana di una pellicola molto lenta ASA basso di elevatissima qualit in bianco e nero per prese fotogrammetriche da aereo pu anche raggiungere la dimensione di 4 micron ma ordinarie pellicole a colori hanno una grana molto pi grande da prove sperimentali approssimative ca 15 25 micron Si tenga presente che le case produttrici sono restie a rendere pubblici questi dati e la Kodak interpellata sulla questione ha inspiegabilmente risposto che tali informazioni sono protette da segreto industriale Si nota inoltre che diminuendo la distanza di presa aumenta la risoluzio
134. opo la collimazione del secondo punto nella lista in alto a sinistra iniziano a comparire gli scarti espressi in pixel Utilizzando il bottone Peggiore che si accende solo dopo la collimazione del terzo punto con due soli punti gli scarti sono a zero possibile stabilire quale tra i punti collimati sia il peggiore in assoluto Un punto pu essere momentaneamente sospeso dal calcolo degli scarti e dalle collimazioni quando in corrispondenza del punto nella lista in alto di fig 18 si esegue un doppio clic del mouse Dopo la sospensione del punto gli scarti vengono ricalcolati ed aggiornati in tempo reale Il punto pu essere riattivato sempre eseguendo un doppio clic del mouse La casella punto permette all operatore di indicare al programma se il punto collimato ha coordinate significative XY oppure solo X o ancora solo Y Nel momento in cui selezioniamo XY nella lista in alto compaiono i risultati per entrambe le coordinate Se un punto ha coordinata Y fissata ma la X non pu in nessun modo essere vincolata occorre selezionare Tipo punto Y compariranno scarti solo per la coordinata Y ed il programma in questo caso libera la coordinata X Stesso ragionamento pu essere fatto per la coordinata X fissata e coordinata Y variabile Nelle caselle testo poste nel mezzo alla finestra compaiono le coordinate del cursore espresse in pixel che si aggiornano istantaneamente al movimento del mouse nella finestra Coordinate cursore e le coo
135. oppio clic con il mouse in coincidenza di quel punto sulla lista E Empoli1 tif 1 5 Dopo l esecuzione del doppio clic al posto del punto compare un asterisco gli scarti vengono ricalcolati e aggiornati in tempo reale all interno della lista Quel punto pu essere riattivato eseguendo un ulteriore doppio clic del mouse Il bottone Fascio riporta sull immagine originale il fascio delle rette verticali ed orizzontali cos come mostrato in fig 15 OK salva le collimazioni che abbiamo fatto scrivendole in un file che ha estensione ORI e chiude la finestra di dialogo Annulla chiude la finestra ma non tiene memoria delle collimazioni che abbiamo eseguito Dopo aver eseguito queste operazioni possibile visualizzare un anteprima ridotta di come sar l immagine raddrizzata Selezionando dal men principale la voce Raddrizzamento e da qui Anteprima appare nella barra delle informazioni in basso alla finestra di lavoro il messaggio ndividuare la zona da raddrizzare eseguendo un clic con il tasto destro del mouse in corrispondenza del particolare da visualizzare si apre la finestra di fig 16 In questa situazione il programma per continuare vincolato alla chiusura di questa finestra tramite la pressione del bottone OK L ultima operazione che occorre effettuare prima di passare al raddrizzamento dell immagine la scelta del rapporto di scala a cui si vuole che la foto debba essere riportata Questa operazione si rende necessaria
136. peratore sposti un puntatore nelle spazio fino a quando non percepisce grazie anche ad una notevole esperienza operativa di essere in corrispondenza del punto desiderato Il disegno 3d che viene ottenuto inizialmente viene detto minuta di restituzione esso appare spesso slegato e poco architettonico per le numerose discontinuit ed irregolarit Solo successivamente viene stabilita la vista che si vuole produrre ed un ulteriore lavoro di rappresentazione permette sulla base degli elementi vettoriali presenti e sempre in ambiente digitale di realizzare una vera e propria proiezione ortogonale secondo le consuete convenzioni della rappresentazione dell architettura La procedura sopra descritta pur condotta in ambiente digitale tutt altro che automatica comunque soggetta ad una componente interpretativa dell operatore spesso lunga e richiede operatori di notevole esperienza in grado di percepire la stereoscopia e di poter operare tutti gli orientamenti necessari per le numerose stereo coppie che coprono la superficie di interesse Tuttavia sempre possibile anche in tempi successivi ricavare nuove informazioni o verifiche dal rilievo fotogrammetrico eseguito essendo questo una registrazione ed un documento obbiettivo e permanente dell architettura rilevata INTEGRAZIONE DELLE LACUNE Qualora vi siano particolari o porzioni che siano rimasti nascosti alle prese fotogrammetriche questi solitamente non vengono rapprese
137. perch nella foto originale ci sono zone che hanno scala diversa a seconda del punto di presa dell immagine TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 77 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso fig 16 Durante il processo di raddrizzamento queste zone dovranno in qualche modo essere ottimizzate ci saranno parti in cui l informazione in eccesso ed in queste parti avremo uno scarto dell informazione e zone in cui l informazione sar interpolata perch mancante basandosi sui pixel esistenti per supplire ai dati mancanti Alla luce di queste nozioni si capisce che il rapporto di scala che l utente di Archis 2D pu scegliere un rapporto di scala compreso tra il valore massimo ed il valore minimo dei rapporti di scala presenti sull immagine originale Per selezionare il rapporto di scala scegliere dal men principale la voce Raddrizzamento e da qui Scala nella barra delle informazioni comparir il messaggio Individuare la zona a scala media la selezione sar effettuata automaticamente eseguendo un clic con il tasto sinistro del mouse direttamente sull immagine originale l dove l operatore ritiene opportuno Con quest ultima operazione si sono concluse le operazioni preliminari e si pu passare alla fase vera e propria del raddrizzamento dell immagine selezio
138. piano da rilevare deve occupare comunque la quasi totalit del fotogramma Difficilmente si ottengono buoni risultati quando si opera su piccole porzioni del fotogramma dal momento che i punti di controllo risulterebbero mal distribuiti rispetto alla proiezione centrale complessiva dando cos origine a trasformazioni che mandano in crisi gli algoritmi matematici per indeterminatezza di alcune incognite 2 8 3 FASE DI RILIEVO Il rilievo finalizzato alla produzione di fotopiani pu essere condotto con varie modalit in dipendenza della strumentazione a disposizione dei risultati che si vuol ottenere e del livello di precisione necessario TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 54 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso In ogni caso un rilievo finalizzato alla realizzazione di un fotopiano ha come obbiettivo quello di determinare la posizione di un certo numero di punti di controllo salvo che non si utilizzino tecniche alternative dagli esiti molto pi incerti come verr illustrato pi avanti in questo stesso paragrafo Si ricorda che in questa particolare applicazione fotogrammetrica detta fotopiano si opera sempre su di un unico piano e tramite una immagine fotografica per volta le eventuali immagini aggiuntive devono essere riferite al medesimo piano Analogamente i punti
139. premendo il bottone OK di fig 09 si accettano i valori impostati ed possibile proseguire nella procedura di raddrizzamento dell immagine Tutte le informazioni cos acquisite saranno salvate su un file interno TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica 54 DATE 26 02 02 PAG 73 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso La finestra di impostazione dei parametri per il raddrizzamento geometrico fig 04 si chiude per mezzo della pressione del bottone OK Dopo aver eseguito queste operazioni possibile visualizzare un anteprima ridotta di come sar l immagine raddrizzata Selezionando dal men principale la voce Raddrizzamento e da qui Anteprima appare nella barra delle informazioni in basso alla finestra di lavoro il messaggio ndividuare la zona da raddrizzare eseguendo un clic con il tasto sinistro del mouse in corrispondenza del particolare da visualizzare si apre la finestra di fig 10 In questa situazione il programma per continuare vincolato alla chiusura di questa finestra tramite la pressione del bottone OK L ultima operazione che occorre effettuare prima di passare al raddrizzamento dell immagine la scelta del rapporto di scala a cui si vuole che la foto debba essere riportata Questa operazione si rende necessaria perch nella foto originale ci sono zone che hanno scala diversa
140. pu essere tagliata sia prima che dopo la procedura di raddrizzamento della stessa La procedura di taglio si attiva selezionando dal men principale la voce Utility e da qui Taglio dopo che nella finestra di lavoro stata aperta l immagine da ritagliare Nella barra dei commenti comparir il messaggio Acquisire la poligonale di taglio programma gi impostato in modalit acquisizione l operatore dovr quindi individuare con il cursore del mouse i punti per cui deve passare la poligonale di taglio eseguendo un clic con il tasto sinistro del mouse in corrispondenza di ogni punto Dopo aver individuato il primo punto un segmento elastico mostrer all operatore la direzione che lega il primo punto scelto con il cursore del mouse Nel momento in cui anche il secondo punto sar stato individuato viene disegnato sul video un segmento che unisce i due punti Quando sono stati segnati tutti i punti possibile chiudere la poligonale premendo sulla tastiera del computer la lettera C Automaticamente compare la finestra di fig 17 In questa finestra possiamo leggere informazioni riguardanti la dimensione in pixel dell immagine che sar creata indicare il nome del file in cui deve essere salvata l immagine ritagliata ed indicare se questa deve essere rimossa dall originale oppure no Nel caso in cui si attivi la casella Rimuovi dall originale l immagine originale presenter una zona nera l dove prima del taglio era pr
141. punto che non ha senso parlare di precisione come caratteristica del software perch questa dipende esclusivamente dalle caratteristiche della fotocamera dalle caratteristiche dello scanner e dalla accuratezza dei punti di controllo utilizzati Si noti infine come in tutti i sistemi di restituzione illustrati il risultato finale del rilievo sia comunque sempre un disegno vettoriale composto da vettori o linee la fotogrammetria stereoscopica produce dunque come risultato finale un disegno che rappresenta il rilievo dello spazio indagato 1 9 MODALIT OPERATIVE A seguito delle premesse e dei principi teorici descritti nei paragrafi precedenti si rende necessario comprendere quale sia a livello operativo il metodo fotogrammetrico definendo pur per sommi capi quali siano le fasi di campagna quelle di restituzione ed infine il prodotto finale approfondimenti si faccia riferimento comunque ad i testi in bibliografia TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 902 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 29 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso PROGETTO DEL RILIEVO Per eseguire un rilievo fotogrammetrico architettonico necessario compiere preliminarmente una fase di progettazione del rilievo e di valutazione della precisione necessaria in funzione delle finalit del rilievo La progettazione deve tenere con
142. r determinare quanto sopra senza prendere misure di punti di controllo necessario che sul piano siano ben visibili regolari ed attendibili elementi architettonici significativi con l orientamento richiesto possono essere decorazioni cornici marcapiano lesene e simili E intuibile come il grado di precisione ottenibile operando in questa modalit sia estremamente basso e affetto da gravi errori che l operatore pu commettere considerando allineati certi elementi che di fatto non lo sono considerando orizzontali e o verticali elementi con inclinazione differente Il metodo risulta ancor pi affetto da errori qualora si proceda successivamente alla mosaicatura per punti omologhi e quando il piano da rilevare abbia una conformazione molto allungata In questa modalit uno scorcio maggiormente accentuato nella ripresa delle fotografie risulta di aiuto nella migliore determinazione dei punti di fuga che altrimenti possono facilmente essere individuati dal software all infinito anche se non lo sono da sottolineare che l omografia per via geometrica rispetto a quella analitica per punti di controllo di fatto non introduca sostanziali novit concettuali e teoriche ma semplicemente fornisca i parametri incogniti attraverso presunti allineamenti piuttosto che con punti noti In modalit geometrica vengono individuate le fughe e quegli elementi notevoli della trasformazione omografica seguendo modalit che sono pi simili a quanto avvi
143. r il suo maggiore abbracciamento e perch il procedimento fotografico era ancora molto macchinoso e dai risultati incerti Nel 1858 l architetto tedesco A Maydenbauer effettua il primo rilievo fotogrammetrico architettonico il duomo di Wetzlar Egli fabbrica apparecchi fotografici caratterizzati dall enorme formato del negativo con cui rileva una gran quantit di edifici monumentali costituendo il primo archivio fotogrammetrico architettonico Berlino 1883 Ignazio Porro in Italia nel 1865 costruisce il primo fotogoniometro risolvendo brillantemente il problema della distorsione degli obbiettivi fotografici Egli propone per la nuova tecnica di rilievo il nome di fotopografia TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 9 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso Durante la guerra civile in America furono usate fotografie da palloni aerei 1871 viene inventata la lastra a gelatina di ioduro di argento che perfezionata nel 1890 soppianter il procedimento al collodio umido Nel 1876 il tedesco W Jordan d il nome di fotogrammetria alla nuova tecnica professore tedesco G Hauck getta le basi teoriche della fotogrammetria analitica 1888 l americano G Eastman inventa il rullino fotografico e lo usa nella macchina fotografica portatile Kodak Nel 1892 96
144. rallele occorre ricorrere al procedimento del rapporto X su Y In alternativa a questo procedimento possiamo seguire la strada della determinazione del rapporto X Y Premendo il bottone Rapporto X Y della fig 04 il programma mostra la finestra di fig 09 AI momento dell apertura nella finestra attivo il bottone Orizzontale e nella barra dei comandi in basso alla finestra di lavoro compare il messaggio Individuare una lunghezza orizzontale TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica _54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 72 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso Rapporto X Y orizzontale C Verticale Rapporto 4Y 0 700000 Annulla 19 09 L operatore deve collimare i due estremi di un segmento orizzontale che stato precedentemente misurato sull oggetto reale mostrato in figura Dopo aver collimato il primo punto l operatore si accorger che pur muovendo il mouse in qualunque direzione l elastico che lega il primo punto collimato al cursore del mouse si muove solo ed esclusivamente parallelamente al fascio di rette che avevamo individuato in precedenza Dopo aver collimato il secondo punto l operatore deve ripetere l operatore per una lunghezza verticale Quindi deve prima cliccare sul bottone Verticale contemporaneamente comparir nella barra dei comandi la scritta Individuare una
145. ramite questo software 2 10 1 APERTURA DI UN IMMAGINE Prima di poter elaborare un immagine occorre che questa sia aperta all interno dell area di lavoro All interno di Archis 2D si possono individuare tre categorie diverse di immagini immagini originali Le immagini raddrizzate Le immagini georeferenziate Selezione immagine Originali Raddrizzate Geo refer Img selezionata X Anteprima Annulla fig 01 Per ciascuna categoria di immagine sono possibili operazioni generalmente diverse che per le altre Il men di Archis 2D costruito in modo attivare le voci di men non abilitate dipendentemente dal tipo di immagine aperta nell area di lavoro Quando l operatore selezionando dal men principale Progetto la voce Apre immagine si accede alla finestra di fig 01 demo2f tif demo3f tif PET demo300 tif Imm01_rad t Imm03_rad t Imm01_tag t Imm03_tag t Mosaico tif Annulla fig 02 All interno della finestra di selezione attivando i diversi bottoni si elencano nella finestra Img Selezionata le immagini appartenenti a quella categoria Se non riesce a ricordare dal nome l immagine ad esso associata pu ricorrere al bottone Anteprima che visualizza nell area di lavoro la finestra mostrata in fig 02 all interno della quale vengono riportate TITLE SUBJECT ARCHITETTU
146. raverso l impiego di strumenti di misura quali il teodolite Sono frequentemente impiegati con l apposizione di mire contrassegni di varia foggia o modelli ma anche semplicemente cartoncini bianchi e neri che aiutano nell individuazione dei punti durante le fasi di rilievo Tuttavia se le caratteristiche del piano lo consentono o se i punti non sono di facile accessibilit possibile esimersi dall apposizione delle mire purch sia possibile individuare dei punti notevoli di facile riconoscibilit che debbono essere accuratamente monografati rappresentati graficamente o documentati con fotografie integrative di dettaglio Il rilievo strumentale dei punti rilevati pu essere condotto secondo qualsiasi sistema di riferimento e pu essere coerente con eventuali altri rilievi topografici condotti per la documentazione del manufatto Le coordinate dei punti devono per essere espresse nelle tre coordinate X Y Z e dovranno essere poi trasformate come illustrato nel paragrafo seguente E comunque necessario conoscere l orientamento corretto del rilievo nello spazio circostante ovvero l orientamento dei punti quota aspetto assolutamente normale in qualsiasi rilievo topografico In ogni caso qualora il rilievo strumentale non sia eseguito direttamente da chi opera le elaborazioni fotogrammetriche sempre consigliabile disporre dei punti rilevati in maniera completa ed operare le trasformazioni necessarie in proprio L accuratezza di un
147. razioni senza problemi tecnici e mediamente con risultati finali assai migliori Terminata la fase di progetto subentrano le fasi di ripresa e rilievo che possono essere eseguite nell ordine voluto purch si segua determinati accorgimenti caso 1 la ripresa precede il rilievo AI momento dello scatto necessario verificare che nell inquadratura siano presenti i punti di appoggio o gli elementi geometrici di riferimento che si intende utilizzare Inoltre se si opera per punti di controllo contrassegnati da mire necessario che queste siano gi piazzate sul piano da rilevare ed in questo caso il rilievo non potr essere rimandato a lungo pena il rischio che qualche mira venga rimossa Se invece si intende operare senza mire ma su punti notevoli e riconoscibili allora le stesse fotografie possono essere sviluppate e stampate prima di procedere al rilievo in questa maniera le immagini saranno un utile supporto per la registrazione dei punti utilizzati e consentiranno un posizionamento ottimale degli stessi in funzione dello scatto realizzato caso 2 il rilevo precede la ripresa In questo caso necessario verificare che la posizione dei punti rilevati ricada nelle fotografie che si intende realizzare con una disposizione idonea al processo di elaborazione Se si opera con le mire sar necessario far seguire a breve la ripresa fotografica per gli stessi motivi di sopra Se invece si esegue un rilievo per punti di controllo notevoli e
148. rdinate i codici di riferimento ed il tipo di punto nella finestra Coordinate punto attuale Premendo il bottone OK si accettano le collimazioni eseguite e si registrano in un file interno premendo Annulla si chiude la finestra dimenticando le collimazioni effettuate L operazione di collimazione dei punti pu essere eseguita solo su foto che siano gi state raddrizzate Il programma stato istruito a riconoscere per questa operazione solo foto di questo tipo L operazione di collimazione dei punti si esegue solo nel caso in cui la foto raddrizzata sia stata ottenuta tramite raddrizzamento di tipo geometrico Nel caso di raddrizzamento di foto per via analitica non importa in quanto la foto TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica 54 DATE 26 02 02 PAG 81 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso viene georeferenziata al momento della collimazione dei punti di appoggio fotografici UNIONE MOSAICATURA La mosaicatura il procedimento finale che porta alla ricostruzione dell immagine originale per mezzo dell unione di due o pi fotogrammi che ritraggono parte dell oggetto reale Si accede a questa operazione se men principale selezioniamo la voce Mosaico da qui Unione programma ci mostra la finestra di fig 20 Selezione immagini Immagini salavinnata Immagine di demot
149. re questa deve essere di almeno 2 4 Mpixel MegaPixel per poter eseguire delle applicazioni fotogrammetriche di una qualche utilit architettonica Nel settore professionale sono gi disponibili banchi ottici digitali con prestazioni notevoli in termini di risoluzione si parala di immagini non compresse di 10 000x10 000 pixel con dimensioni di 300 400 Mb TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 51 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso 2 8 REALIZZAZIONE DI UN FOTOPIANO DIGITALE INDICAZIONI OPERATIVE Seguono qui delle indicazioni operative desunte da numerose esperienze e casistiche per realizzare correttamente un fotopiano valide sia per piccole applicazioni che per rilievi complessi 2 8 1 FASE DI PROGETTO necessario programmare il rilievo che si vuol realizzare valutando svariati aspetti relativi al lavoro di campagna ed alle difficolt pratiche di accessibilit e ripresa Occorre soprattutto stabilire anticipatamente quali e quante riprese saranno necessarie per coprire interamente la superficie oggetto del fotopiano questa fase di valutazione principalmente condizionata dall angolo di campo che si abbraccia con la propria attrezzatura fotografica e dagli spazi liberi che si hanno a disposizione per poter fare le inquadrature In ogni caso bene valutare la poss
150. re con maggiore esattezza i punti L operazione di collimazione prevede di collimare un primo punto sull immagine dopo di che si collima un secondo punto in modo che tra i primi due punti indicati dall operatore passi una retta che sia nella realt una retta verticale Quando il secondo punto stato collimato il fuoco della lista di fig 05 passa automaticamente al secondo indice Dobbiamo ripetere l operazione per almeno due rette verticali cercando di individuare sull immagine che stiamo elaborando gli estremi di segmenti che nella realt siano dei segmenti verticali Sulla finestra di fig 05 quando andiamo a collimare i punti compaiono delle informazioni che aiutano l operatore nel suo compito Vengono infatti mostrate le coordinate pixel del cursore del mouse nella finestra Coordinate punto attuale coordinate che sono aggiornate in tempo reale Vengono poi indicati nella finestra Estremi retta gli estremi del segmento che l operatore ha individuato come segmento TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica 54 DATE 26 02 02 PAG 70 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso verticale e dal momento che l operatore ha collimato due direzioni verticali nella finestra Coordinate punto di fuga posta in basso vengono riportate le coordinate del punto di fuga in ogni istante possibile ritrovare i punti co
151. re non pu eseguire operazione se non interrompere il processo premendo il tasto Interrompi nella finestra che si aperta all inizio del processo Tre indicatori di flusso fanno capire che l operazione sta procedendo sono numero che esprime la percentuale di lavoro che stata eseguita Una progress bar che ci mostra l evoluzione del processo Un timer che ci d indicazioni del tempo residuo al termine dell operazione Quando il processo di raddrizzamento dell immagine terminato l immagine raddrizzata viene automaticamente aperta nella finestra di lavoro e disposta affiancata all immagine originale In questa fase sulle due immagini non possibile eseguire nessuna operazione se non operazioni di zoom Per poter agire su una delle due immagini occorre chiudere le immagini e riaprirle IL RADDRIZZAMENTO PER VIA ANALITICA possibile attivare questa procedura se dal men principale scegliamo la voce Raddrizzamento e da qui la voce Omografia Si apre un ulteriore sotto men all interno del quale dovremo scegliere la voce Analitico questa voce attiva solo quando nell ambiente di lavoro stata aperta un immagine 1 programma mostra la finestra di fig 13 Omografia per Empolii tif Cancella Fasci x eggiore Annulla 2 3 4 5 6 t g EA Sig 0 000 Coordinate cursore 1100 0 560 0 Coordinate punto attuale 10 52 297 15 718 51 773 23 00
152. rendere delle misure aggiuntive rispetto ai punti rilevati specialmente misure importanti come altezze massime e lunghezze complessive pu essere di notevole aiuto e di verifica Allo stesso scopo consigliabile prendere allineamenti orizzontali aggiuntivi ed allineamenti verticali con fili a piombo che possono essere ripresi nelle stesse fotografie del fotopiano TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 56 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso RILIEVI IN MODALIT GEOMETRICA Esiste infine una modalit di realizzazione del fotopiano digitale detta geometrica che solo alcuni software rendono disponibile Tale modalit di fatto consente di non eseguire quasi il rilievo ma percorribile a condizione che si possa determinare i seguenti parametri due allineamenti orizzontali fra loro distanti nel fotogramma appartenenti al piano due allineamenti verticali fra loro distanti nel fotogramma ed appartenenti al piano il rapporto fra due misure appartenenti al piano di cui una orizzontale ed una verticale che siano significative grandi rispetto agli elementi raffigurati nel fotogramma o in alternativa il punto principale proiezione del punto C centro della proiezione che con buona approssimazione corrisponde all incrocio delle diagonali del fotogramma Pe
153. resa FASE DI RESTITUZIONE La fase di restituzione ovvero di rappresentazione dell oggetto del rilievo quella in cui l operatore attraverso lo strumento di stereorestituzione visualizza il modello virtuale 3d e lo rappresenta descrivendo le linee e gli elementi pi significativi Si tratta in altre parole di una operazione di disegno nella quale vengono ricalcati i tratti pi significativi dell architettura ovvero quelli che discretizzano il continuo della realt fotografica ripresa E una fase importante in cui l operatore introduce una componente interpretativa nell operazione del rilievo pur muovendosi e collimando sulla base di una visione fotografica obbiettiva Se l operazione condotta in modalit digitale il risultato sar comunque un disegno numerico di tipo vettoriale tridimensionale e georeferenziato ovvero orientato nello spazio coerentemente al rilievo topografico di appoggio Si abbandona dunque le fotografie e il modello da esse generato per ottenere un disegno tridimensionale che pu anche essere arricchito in fasi successive attraverso altre osservazioni e tematizzazioni dello stereomodello e che pu essere ampliato tramite l impiego di altre stereo coppie appoggiate al medesimo rilievo topografico L operatore nella pratica realizza il disegno collimando un singolo punto alla volta sul modello 3d che visualizza a video con occhiali speciali Per collimare il punto necessario che l o
154. rilievo di precisione cos condotto dipende dalla qualit della strumentazione impiegata dalla modalit con cui vengono contrassegnati i punti e dalla precisione di battitura RILIEVI CON STRUMENTI DI MISURA TRADIZIONALI Qualora non si disponga di strumentazione topografica per il rilievo si pu comunque operare con i metodi tradizionali L attrezzatura richiesta la seguente rotelle e fettucce metriche livella ad acqua mire o contrassegni e fili a piombo Per quanto concerne l applicazione delle mire valgono le stesse osservazioni fatte precedentemente si pu eventualmente evitare di applicare le mire purch l individuazione dei punti prescelti sia garantita tanto nelle fasi del rilievo quanto in quelle della elaborazione fotogrammetrica Se si sta rilevando un piano in elevato prospetto necessario all interno di tutto il fotopiano individuare almeno due punti distanti che si trovino alla medesima quota con l uso della livella ad acqua oppure un allineamento verticale con filo a piombo per poter cos ruotare il fotopiano mosaicato coerentemente alla linea di terra ed alla verticale In ogni caso opportuno che tutti i punti necessari all elaborazione di tutti fotogrammi siano rilevati nelle loro coordinate X Y secondo un unico riferimento cartesiano appartenente al piano a questo scopo si consiglia di procedere tramite triangolazioni successive rispetto ad un punto origine 0 0 arbitrariamente prescelto P
155. rimento richiede un certo sforzo ed un certo allenamento Per evitare tale sforzo e rendere facile per chiunque l osservazione stereoscopica sufficiente interporre fra gli occhi e le fotografie due lenti di lunghezza focale appropriata che consentono di vedere a fuoco le foto e di osservare comodamente all infinito raggi visuali paralleli Su questo principio si fonda lo stereoscopio fig 02 funzionamento dello stereoscopio D distanza fra le fotografie corrisponde alla interdistanza fra i centri dei campi visivi 1 5 PRINCIPI TEORICI A livello teorico l applicazione fotogrammetrica comporta la risoluzione di un problema di fondo che quello di relazionare lo spazio oggetto tridimensionale con lo spazio immagine bidimensionale in maniera univoca e cos da poter far corrispondere punti discreti opportunamente scelti nei due sistemi di grandezze Superato questo obbiettivo sar poi possibile relazionare qualsiasi punto del continuo spazio immagine al corrispondente punto nello spazio oggetto In fotogrammetria si individuano pertanto tre tipi di grandezze le coordinate 3D X Y Z dell oggetto coordinate 20 x y dell immagine ivalori dei parametri di orientamento TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 902 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 17 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso
156. rire con altri dati rilevati sul soggetto Possiamo infine affermare che ricavare informazioni metriche bidimensionali in modalit monoscopica con l utilizzo di un solo fotogramma una TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 38 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso procedura comunque possibile ed anche una applicazione di grande interesse soprattutto nel digitale la trattazione di questo aspetto verr ampiamente analizzata ed esposta nel capitolo seguente 1 12 BIBLIOGRAFIA CONSIGLIATA Non vi vasta bibliografia che tratti gli argomenti illustrati in maniera semplificata e mirata alle applicazioni architettoniche Esistono tuttavia molti testi di approfondimento con impostazione scientifica e rigorosa che trattano ampiamente la disciplina della fotogrammetria M Fondelli Trattato di Fotogrammetria urbana e architettonica Ed Laterza G Fangi Univ di Ancona note di fotogrammetria clua ed Ancona M Docci D Maestri Manuale di rilevamento architettonico e urbano Ed Laterza ISPRS Historical Developments of Photogrammetric Methods and Instruments T Blanchut U Saccardi Applicazioni della Geometria Descrittiva LEF R Corazzi Geometria Scienza del disegno vol e Il Maggioli editore Ezio Viti Appunti di Fotogrammetria Galileo
157. rpretazione e della rappresentazione delle forme e delle dimensioni delle architetture Tale rappresentazione va realizzata sempre mediante piani alzati e sezioni ed suscettibile di mettere in evidenza rapporti proporzionali degli elementi strutturali costituenti le architetture medesime sia lo sviluppo delle differenti superfici che le delimitano sia le relative volumetrie insieme alla descrizione dei materiali e di tutte le deformazioni prodottesi in fase costruttiva e prosieguo del tempo Si tratta di documenti indispensabili per definire lo stato di consistenza e di conservazione delle architetture stesse con la definizione delle loro vicissitudini storiche dall epoca della relativa edificazione a quella del rilevamento TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 33 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso Il rilevamento architettonico deve infatti consentire di analizzare le varie strutture architettoniche nella loro essenziale funzione portante decorativa di studiare le tecniche costruttive impiegate la cronologia della loro edificazione le eventuali evoluzioni stilistiche subite la geometria delle differenti forme e il corrispondente proporzionamento dimensionale Tale rilevamento deve altres permettere di sorvegliare e anche quantizzare le deformazioni in atto gli eve
158. sa fotogrammetrica equivalente ad una stazione di teodolite allora risulta ben comprensibile la necessit di triangolare i punti rilevati con una seconda presa fotogrammetrica cos come avviene con il teodolite in altre parole si pu affermare che la determinazione dei punti rilevati avviene in entrambi i metodi di rilevo per intersezione in avanti 19 06 rilievo fotogrammetrico rilievo per intersezione in avanti Si evidenzia infine quanto segue collimazione dei punti con il teodolite non pu essere che monoscopica cio effettuata con un solo occhio L osservazione in fotogrammetria durante le successive elaborazioni avviene in stereoscopia cio mediante entrambi gli occhi secondo la visione naturale umana che consente di apprezzare anche la terza dimensione la profondit Principi teorici tratti da Gabriele Fangi Univ di Ancona note di fotogrammetria clua ed Ancona TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 21 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso 1 6 GLI ORIENTAMENTI Poich ciascuna porzione dell oggetto da rilevare stata fotografata da due punti di presa distinti di ciascun punto dell oggetto in questione disponiamo di due immagini immagini omologhe una per ciascuna fotografia Queste due immagini omologhe sono state form
159. segno vol e Il Maggioli editore Viti Appunti di Fotogrammetria Galileo Siscam TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica 54 DATE 26 02 02 PAG 91 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso F Flamigni Fotogrammetria digitale Galileo Siscam AAVV Lavori di fotogrammetria architettonica Ed Dei Roma V De Simone Il calcolo numerico e la proiettiva grafica e procedimenti di restituzione fotogrammetrica Bari Atti del Convegno Fotogrammetria per il restauro e la storia 1995 TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica 54 DATE 26 02 02 PAG 92 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso ARGOMENTI DI PROSSIMO SVILUPPO COMPUTER LE BASI GRAFICA NEI SISTEMI INFORMATICI DATABASE SISTEMI DI ARCHIVIAZIONE DATI CAD COMPUTER AIDED DRAWING GEOREFERENZIAZIONE E DEM GIS GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM DIAGNOSTICA NON DISTRUTTIVA DIGITALE 2 3D LASER SCAN E SISTEMI A LUCE BIANCA gt IL SISTEMA IPERTESTUALE E L HTML 0 RICERCA E PUBBLICAZIONE SU INTERNET 0 GESTIONE DEL LAVORO AL COMPUTER TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 93
160. si potranno infine cogliere questa occasione per approfondire gli argomenti che sono gi di loro conoscenza ed interesse Errori e Rettifiche eventuali errori di forma o di contenuto presenti nel testo potranno essere comunicati a Manfredo Romeo email manrome tin it Come ottenere le dispense Queste dispense ed i relativi aggiornamenti saranno disponibili al seguente sito web per il download www gen eng florence it ad il file informato pdf portable document format leggibile a schermo e stampabile con il lettore freeware Acrobat Reader il cui download disponibile presso il seguente sito web www adobe com Le dispense sono inoltre depositate nelle seguenti copisterie TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica 54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 2 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso INDICE l h Dal N 5 i 2 1 2 2 2 3 2 4 2 4 1 2 4 2 2 4 3 2 5 FOTOGRAMMETRIA ol 6 INTRODUZIONE 6 CENNI STORIO papa iii ai 7 CICLI FONDAMENTALI ccciiiiii EREEREER ETERRA R EEEREN REEE RER RENERE REAREA R EEREN REEERE REAR REAREN 7 PRECURSOR e aE ARARA RAS 8 DALLA REALT ALLA RAPPRESENTAZIONE PROSPETTICA 8 DALLA RAPPRESENTAZIONE PROSPETTICA ALLA MISURE REALI DELL OGGETTO
161. so della prospettiva risulta essere un omografia e cio si viene a stabilire una corrispondenza biunivoca tra i piani sovrapposti che sono rappresentati dal fotogramma e dal foglio da disegno su cui si individuano le proiezioni ortogonali dell oggetto preso in considerazione A ciascun punto e a ciascuna retta del piano omografico del fotogramma corrispondono un punto ed una retta del piano omografico scelto per la restituzione che rappresentato dal foglio da disegno e su cui si determinano le proiezioni ortogonali dell oggetto architettonico preso in considerazione Tratto da R Corazzi Geometria Scienza del disegno vol Il p 269 Maggioli editore Per una trattazione del metodo grafico si rimanda alla bibliografia citata pp 269 e seguenti Il metodo grafico ha il vantaggio di non richiedere attrezzature sofisticate se non una buona macchina fotografica ed un ingrandimento dell immagine su cui si intende operare o una stampa a contatto in casi di formati medio grandi Fra gli svantaggi di questo sistema vi sono una precisione inferiore rispetto agli altri metodi un discreto tempo di elaborazione e soprattutto il risultato finale di fatto solo e solamente una rappresentazione grafica filtrata dall interpretazione dell operatore e non una immagine nel continuo Pertanto l enorme quantit di informazioni dell immagine fotografica originaria non viene trasformata 2 4 2 IL METODO Il metodo ott
162. spettica della realt La fotogrammetria per poter essere correttamente applicata ha dovuto pertanto attendere che si sviluppassero le conoscenze necessarie nell ambito della geometria descrittiva e nell ambito della fotografia legando infine le due discipline nota la prospettiva ed i procedimenti geometrici inversi per ricavare da essa le proiezioni ortogonali dell oggetto reale stato possibile ricavare informazioni metriche dalle rappresentazioni fotografiche prima in modalit geometrica proiettiva poi in modalit analitica ed infine digitale CICLI FONDAMENTALI 1750 fondamenti teorici 1850 1900 stereofotogrammetria terrestre 1900 1920 fotogrammetria aerea inizio 1920 1940 TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 7 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso fotogrammetria aerea sviluppo 1940 1960 fotogrammetria analitica 1960 1988 fotogrammetria da satellite dal 1986 fotogrammetria digitale dal 1988 PRECURSORI All inizio del secolo XI circa l arabo Alhazen di Basra astronomo filosofo islamico inventa la camera oscura Egli per primo svolge una trattazione scientifica delle lenti e della luce Intorno al 1300 a Pisa vengono inventati gli occhiali da vista DALLA REALT ALLA RAPPRESENTAZIONE PROSPETT
163. t tif riferimento Annulla Anteprima fig 20 In questa finestra sono presenti due liste in quella a destra mostrato l elenco totale delle immagini che l operatore pu utilizzare per effettuare il mosaico mentre a sinistra compaiono i nomi dei file che sono stati selezionati dall operatore La selezione viene eseguita sia con un doppio clic in corrispondenza del nome del file che vogliamo selezionare sia premendo il bottone Anteprima In questo secondo caso il programma mostrer una finestra all interno delle quale sono presenti tutte le miniature delle immagini selezionabili All interno di questa finestra sar possibile scegliere le immagini di interesse La scelta delle immagini deve essere eseguita facendo attenzione al fatto che la prima immagine selezionata quella che ha la priorit pi alta Maggiore priorit di una foto sull altra significa che nella foto mosaicata i particolari a comune deriveranno dalla foto che ha priorit maggiore E come dire che delle due foto quella che ha priorit maggiore viene mosaicata sovrapponendola a quella con priorit inferiore Quindi nel momento in cui l operatore seleziona le foto deve ricordarsi che l ordine con cui le seleziona determina il livello di priorit Nella finestra di 19 20 presente una casella testo che porta il nome mmagine di riferimento In questa casella deve essere selezionato il nome dell immagine che l operatore desidera utilizzare come immagi
164. tamente in scala oggetto senza rapporti di riduzione e le due immagini fotografiche digitalizzate possono essere virtualmente e numericamente poste a qualsiasi distanza movimenti necessari all orientamento dei due fasci proiettanti nello spazio sono riconducibili a tre soli movimenti di traslazione ed a tre soli movimenti di rotazione per ciascuno dei due fasci proiettanti Pi precisamente essi sono riconducibili a movimenti di traslazione dei centri di proiezione paralleli alle tre direzioni X Y Z movimenti di rotazione intorno ad assi paralleli alle direzioni X ed Y ed intorno all asse del fascio proiettori protettori fig 02 la scala del modello funzione della distanza fra i proiettori La geometria proiettiva prova che se in due fasci prospettici 5 coppie di raggi omologhi vengono portati ad intersecarsi nei rispettivi punti oggetto anche tutte le altre coppie di raggi si intersecheranno Di conseguenza per realizzare l orientamento relativo dei due fasci sar sufficiente prendere in considerazione cinque soli punti del modello formato dai due fasci stessi cio cinque punti dislocati entro la parte comune alle due fotografie metodi operativi che vengono seguiti per effettuare tale operazione sono detti di orientamento relativo Al termine di tale operazione i due fasci di raggi avranno nello spazio l orientamento relativo cio dell uno rispetto all altro che essi avevano al momento in cui le
165. tata georeferenziata Nella seconda Coordinate punto attuale vengono riportati i codici e le coordinate del punto di appoggio selezionato e quando questo sar stato individuato sull immagine verranno riportate le coordinate pixel del punto corrispondente sull immagine Dopo aver collimato il primo punto la selezione passa automaticamente al secondo punto della lista occorre quindi ripetere le operazioni descritte per collimare tutti i punti che possono essere individuati sull immagine sulla quale l operatore sta lavorando Durante la collimazione dei punti possibile servirsi della finestra di blow up per individuare con maggiore precisione i punti Dopo la collimazione del quarto punto automaticamente nella lista in alto compaiono gli scarti di collimazione di ciascun punto scarti espressi in metri se questa l unit di misura utilizzata per riportare le coordinate oggetto all interno del file dei punti di controllo La collimazione del quinto punto e dei successivi avviene quasi in modalit automatica infatti quando l operatore seleziona dalla lista dei punti di appoggio il punto successivo che deve essere collimato il programma mostra nella finestra di blow up il punto esatto in cui si aspetta che venga collimato L operatore pu confermare o associare il punto selezionato ad un altro punto dell immagine Nel momento in cui il punto stato collimato automaticamente tutti gli scarti vengono ricalcolati e la lista aggiornata in temp
166. terminazione si chiama orientamento e si effettua disponendo di un certo numero di punti di cui si conoscano le posizioni nei due spazi in modo da poter risalire ai parametri della trasformazione TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 18 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso Fase di restituzione con i parametri ormai noti si possono ora trasformare gli spazi immagine 2D nello spazio oggetto 3D quindi dar luogo alla restituzione dell oggetto rilevato La relazione fra lo spazio 2D di e lo spazio 3D nota come proiettivit ed governata da precise relazioni matematiche e geometriche il problema affrontabile infatti sia per via analitica che attraverso applicazioni della geometria descrittiva In altre parole si pu affermare che fra i due spazi esiste una proiettivit quando possibile trovare una matrice A fungente da operatore di trasformazione tale che individuato un generico punto oggetto P che descrive lo spazio 3D detto spazio oggetto esista un corrispondente punto P che descrive lo spazio 2D detto spazio immagine In questa trattazione semplificata sono omesse le formulazioni analitiche del calcolo matriciale che traducono l impostazione teorica del problema tuttavia la relazione di cui sopra schematizzabile con la seguente u AeU
167. tivamente al piano o ai piani oggetto del rilievo permettendo la stesura di progetti esecutivi di intervento con una agevole individuazione e quantificazione delle superfici da trattare TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 48 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso 2 6 VALIDIT METODOLOGICA DEI CASI LIMITE Per quanto vi possano essere numerosi limiti di applicabilit come visto nei paragrafi precedenti risulta comunque comprensibile l utilit di questo genere di elaborazioni digitali nella pratica professionale del restauro passato l architettura ha sempre fatto uso di elaborazioni fotogrammetriche per il rilievo tuttavia in misura minore di quanto avvenga oggi e ci per svariati motivi che parte sono stati anche gi accennati fotogrammetria stata impiegata prevalentemente rilievi territoriali da aeromobile fotogrammetria aerea per il costo e la complessit delle strumentazioni impiegate Coloro che si sono occupati di fotogrammetria per la produzione cartografica hanno sempre operato secondo parametri rigorosi scientifici e codificati considerando quanto non appartiene alla fotogrammetria classica di minor importanza L avvento del digitale ha portato una vera rivoluzione nell ambito della disciplina e nella sua diffusione ha gen
168. tivo In una camera fotogrammetrica cio in una camera costruita appositamente per essere destinata ad usi fotogrammetrici tali elementi vengono normalmente determinati dal costruttore nelle messa a punto della camera Lo stesso costruttore fornisce quindi con la camera i valori della distanza focale della distorsione radiale e della distanza focale calibrata Gli elementi risultanti dalla calibrazione vengono normalmente riportati in un documento detto certificato di calibrazione 1 4 3 LA STEREOSCOPIA Per stereoscopia si intende una visione tramite due punti di osservazione differenti La stereoscopia pu essere originata da sistemi di visualizzazione artificiale che consentono di apprezzare la tridimensionalit del mondo esterno aspetto quest ultimo di notevole importanza come vedremo in seguito per la pratica della fotogrammetria L uomo gode tuttavia di una visione stereoscopica naturale del mondo che lo circonda e questa avviene proprio grazie agli occhi che essendo in coppia consentono un apprezzamento della tridimensionalit dello spazio reale Nella figura 01 illustrato tramite uno schema grafico il funzionamento del nostro sistema visivo naturale i bulbi oculari sono visti in pianta Un punto che si avvicinasse o allontanasse rispetto alla posizione TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 902 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 15 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNO
169. to dpi micron dpi micron dpi micron 4 tab 02 dimensioni del punto di acquisizione al variare della risoluzione in dpi TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 88 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso La tabella precedente stata ricavata dividendo la misura del pollice per il numero dei punti per pollice inch mm25 4 25 4 gt esempio dpi dpi 1800dpi 0 014 14 Questi valori in micron rappresentano la dimensione del pi piccolo elemento di pellicola che viene acquisito alla corrispondente risoluzione Ma allora moltiplicando questo valore per la scala di rappresentazione rapporto di scala fra oggetto reale e corrispondente immagine su pellicola avremo le dimensioni del pi piccolo elemento reale che potremmo distinguere sul fotopiano Esaminiamo un esempio numerico completo per comprendere a fondo il significato di quanto sopra Poniamo di avere un rapporto di scala fra oggetto e pellicola nell ordine di 1 200 come nell esempio precedente se acquisiamo la pellicola alla risoluzione di 1200 dpi avremo che un pixel immagine corrisponder ad un quadratino della pellicola di lato pari a 21 micron che a sua volta corrisponde ad un quadrato sull oggetto reale con il lato pari a 21micr
170. to criteri secondo i quali si determina la scala di rappresentazione idonea esulano da questa trattazione e pertanto si rimanda a testi specifici sulla teoria e tecnica del rilievo architettonico Assumendo pertanto che sia nota la scala di rappresentazione del fotopiano ovvero la scala in cui questo verr stampato su supporto cartaceo rispetto alle reali dimensioni dell oggetto sar necessario verificare di avere una risoluzione adeguata a questa operazione non dovr comunque essere troppo bassa n converr per ragioni pratiche che sia troppo alta Il calcolo della risoluzione che il rilievo avr in stampa molto rapido partendo dalla formula che fornisce la scala del fotogramma rispetto all oggetto reale vedi paragrafo precedente sar sufficiente dividere detto valore per la scala di rappresentazione a cui si intende stampare il rilievo In tal modo si avr un coefficiente di scala che indica quante volte verr ingrandita o ridotta caso molto raro la pellicola originaria in stampa scala _fotogramma scala _stampa coeff scala Si sottolinea che detto coefficiente di scala approssimativo in quanto stimato sulle pellicole scatti fotografici dove la scala del fotogramma quasi sempre una scala media come precedentemente illustrato Dividendo la risoluzione di acquisizione della pellicola per il coefficiente cos determinato avremo la risoluzione di stampa ris_ stampa dpi ris_acquisizione c
171. to dalla restituzione diretta senza necessit di calcoli di restituzione di qui l automatismo L ingegnere austriaco tedesco Teodoro Scheimpflug padre della fotogrammetria aerea mette a punto la tecnica di ripresa aerea la tecnica per l orientamento dei modelli la tecnica del concatenamento per la formazione della strisciata e la tecnica del raddrizzamento 1910 viene fondata a Vienna la Societ internazionale di Fotogrammetria ISPRS International Society for Photogrammetry and Remote Sensing 1923 W Bauersfeld estende alla fotogrammetria aerea il metodo applicato allo stereoautografo Stereorestitutori Wild Zeiss Santoni Nistri Poivilliers Thompson geometra pisano E Santoni inventa e perfeziona gli stereorestitutori a proiezione ottico meccanica 1932 fabbricazione della macchina fotografica Leica modello primo apparecchio fotografico 35 mm con obbiettivi intercambiabili messa a fuoco a telemetro 36 esposizioni e flash 1953 nascita delle OEEPE Organisation Eurp enne d Etudes Photogrammetriques che diventa poi una Commissione permanente della CEE Viene fondato a Parigi il Comit International de Photogramm trie Architecturale Nel 1955 l americano R K Bean inizia la produzione di ortofoto TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica 54 DATE 26 02 02 PAG 10 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE
172. to delle aree accessibili e della possibilit di eseguire tutte le prese necessarie da punti e distanze opportune programmando la copertura completa delle aree oggetto del rilievo con i coni ottici di presa in funzione dell attrezzatura utilizzata e delle precisioni richieste Talvolta necessario prevedere l impiego di ponteggi ed elevatori per poter eseguire le prese fotografiche da angolazioni pi favorevoli Devono essere previsti e stabiliti i piani di riferimento ovvero i piani di rappresentazione specie in strutture complesse ed articolate Per quanto concerne il controllo della precisione invece necessario eseguire dei calcoli valutando ed eventualmente variando i seguenti parametri focale dell ottica dimensione del negativo scala media di presa sensibilit e grana della pellicola distanza di presa numero di fotogrammi e numero di punti noti necessari FASE DI CAMPAGNA Successivamente si passa alla fase di campagna nella quale si realizzano coppie di prese fotografiche con attrezzatura dedicata macchina fotografica metrica o semi metrica avendo cura che queste siano scattate rispettando diversi parametri operativi di geometrico e fotografico sovrapposizione dei fotogrammi distanza di presa base di presa illuminazione esposizione e pellicola in accordo con il progetto di rilievo Inoltre per ogni coppia di fotogrammi devono essere rilevati nelle loro coordinate spaziali almeno 6 punti di riferimento
173. tria ed impiegabile per realizzare rilievi fotogrammetrici terrestri o aerei in tal caso i modelli si differenziano notevolmente per dimensioni e caratteristiche Naturalmente una fotocamera metrica pu parimenti essere impiegata per altre applicazioni fotogrammetriche come la produzione di fotopiani con il massimo della qualit Una fotocamera metrica come gi illustrato dotata anche di molteplici obbiettivi ma tutti con il fuoco bloccato all infinito Ha caratteristiche di formato di qualit dell ottica e di prestazioni a livelli persino superiori a quelli professionali Ha dispositivi meccanici pi spesso ad aspirazione che garantiscono la planarit della pellicola durante lo scatto E accompagnata da un certificato di calibrazione che ne indica i parametri di orientamento interno cos come descritto nel capitolo precedente FOTOCAMERA SEMI METRICA Le fotocamere semi metriche sono macchine fotografiche di vari formati generalmente 6x6 nate per uso professionale e modificate artigianalmente TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 50 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso per rilievi fotogrammetrici assumendo cos caratteristiche in tutto simili ma non equivalenti alle fotocamere metriche Le fotocamere semi metriche anch esse con certificato di calibrazi
174. trollabili e fare alcuni calcoli matematici che verranno esposti in un paragrafo specifico di questa trattazione al termine del capitolo corrente In alternativa consigliabile specie a tutti coloro che si trovassero alle prime esperienze in questo campo o che avessero una nuova attrezzatura mai verificata in ogni caso prima di un grosso lavoro di compiere delle prove complete per testare in maniera sperimentale se i risultati ottenuti soddisfano le esigenze di precisione e di qualit Queste prove sperimentali possono essere realizzate a svariate distanze dal soggetto e possono essere acquisite per tentativi a diverse risoluzioni e stampate alla scala prevista In ogni caso bene valutare molto attentamente il numero di scatti da realizzare per coprire un singolo fotopiano infatti uno scatto pochi scatti potrebbero portare ad un fotopiano poco dettagliato troppi scatti potrebbero portare ad un notevole lavoro di mosaicatura ed ad un conseguente aumento degli errori e della complessit del rilievo TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 52 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso Devolvere molte energie nelle fasi preliminari del lavoro compiendo verifiche prove e pianificando le riprese ripaga in precisione rapidit e qualit consente di eseguire le elabo
175. ute nelle fotografie l effettuazione dell operazione di restituzione propriamente detta Originariamente lo stereorestitutore era una macchina di dimensioni e peso considerevoli equivalenti ad una grande scrivania da lavoro ed aveva un funzionamento di tipo ottico meccanico che consentiva il posizionamento delle coppie di fotogrammi su appositi supporti e l osservazione degli stessi attraverso lenti che agevolavano la percezione stereoscopica del modello virtuale rappresentante la porzione di oggetto fotografato Oggi queste strumentazioni sono in gran parte state sostituite da sistemi totalmente digitali che costituiscono come gi detto una vera e sostanziale innovazione per la disciplina offrendo numerosi vantaggi fra cui versatilit praticit ed economia Prima di descrivere il sistema digitale opportuno comunque dare una breve descrizione degli strumenti di restituzione TITLE SUBJECT ARCHITETTURA DIGITALE edizione n 02 FILE appunti didattica_54EXP doc DATE 26 02 02 PAG 25 93 ARCHITETTURA DIGITALE TECNOLOGIE ED APPLICAZIONI INFORMATICHE PER L ARCHITETTURA Note di supporto al corso utilizzati fino a pochi anni addietro ed ancora in uso in svariati laboratori di cartografia nel mondo Gli strumenti di restituzione come sopra definiti ovvero prima dell avvento del digitale sono raggruppabili in due grandi categorie analogici ed analitici 1 8 1 STEREORESTITUTORI ANALOGICI Gli apparati d
176. vece di un rilievo vero e proprio deve essere considerata errata CONDIZIONE DI VISIBILIT La realizzazione di un fotopiano praticabile sembra banale evidenziarlo ma importante quando possibile realizzare delle immagini fotografiche della porzione di piano che si intende rilevare o comunque quando queste immagini siano gi disponibili Se la porzione da indagare coperta da strutture ponteggi vegetazione o altre costruzioni o comunque non sia possibile eseguire fotografie di una certa qualit il sistema non applicabile CONDIZIONE DI ACCESSIBILIT Per ottenere dei fotopiani attendibili comunque necessario rilevare dei punti significativi appartenenti al piano che si vuole rappresentare Pertanto qualora non sia possibile un minimo di accessibilit all architettura da rilevare e qualora non sia nemmeno possibile per mancanza di strumentazione eseguire un rilievo topografico dei punti notevoli di riferimento necessari il sistema non applicabile Esiste tuttavia un metodo che consente di operare facendo numerose ipotesi inerenti la geometria dell oggetto che si vuole rilevare ottenendo cos dei risultati che comunque non possono avere una attendibilit metrica ma che per particolari applicazioni potrebbero essere comunque d uso CONDIZIONE DI PLANARIT La realizzazione dei fotopiani applicabile in architettura quando vi siano delle superfici da documentare che siano piane o assimilabili a tali poic
177. vr per specificare anche il nome di altri file che saranno utilizzati in fase di lavoro Nuovo progetto ae ni at 07 a Cartelle Immagini DADemo Empoli ds Anteprima JV Pt appoggio Grafica empoli ds L fig 02 Sempre dal men Progetto si seleziona Nuovo progetto si aprir la finestra mostrata in fig 02 Il bottone Cartelle presente in alto a destra della suddetta finestra permette di selezionare tutte le cartelle all interno di un progetto una volta per tutte La pressione di questo bottone attiva una finestra come quella mostrata in fig 02 In ciascuna delle caselle presenti nella finestra possibile digitare per esteso il nome della cartella in cui andare a cercare i file Sono nomi validi sia quelli che specificano il nome di una unit ad esempio sia quelli che indicano il nome di una unit di rete ad esempio 1 La pressione del tasto di nvio Enter permette di spostare il cursore da una finestra alla successiva in modo del tutto trasparente Il nome delle cartelle di lavoro pu essere selezionato utilizzando il tasto Sfoglia gt gt gt quando il fuoco della finestra all interno del campo desiderato la pressione di questo bottone attiva la finestra explorer di Windows all interno della quale possibile sia selezionare la cartella di lavoro che l unit da cui prelevare le carte

architettura digitale tecnologie ed applicazioni informatiche per l

Contents

Download Pdf Manuals

Related Search

Related Contents