Il Tempio della Grotta Nord (“Qingyang Bei shi ku si”) – Fotogrammetria 360° per il Patrimonio Culturale
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L’autrice del seguente articolo è Christiane Zhao, Head of Marketing di Weiss AG, azienda High-Tech tedesca specializzata in dispositivi di cattura 360° e fotocamere panoramiche High Dynamic Range (HDR). Christiane ci ha gentilmente fornito tutti i dati per questo caso studio che vuole essere di riferimento per l’ispezione, manutenzione e documentazione del patrimonio culturale da parte del governo locale e dalle autorità competenti.
L’area e gli obiettivi del rilievo
Il Qingyang Bei shi ku si (chiamato “Tempio della Grotta Nord” in questo articolo) è uno dei più importanti templi rupestri della provincia Gansu, a Nord-Ovest della Cina. Fu costruito durante la dinastia Wei del Nord (385-535 d.C.) e, nel corso dei secoli, ha subito diverse minacce per la sua conservazione quali inquinamento, danni fisici, furti, deterioramento, distruzione e molto altro.
Per far fronte a ciò, un team multidisciplinare è stato chiamato per digitalizzare il tempio; il risultato finale comprese:
- Un tour virtuale e scalato HDR;
- Una nuvola di punti 3D;
- Una mesh 3D;
- Un’ortofoto.
Questi dati raccolti supporteranno ulteriormente gli storici e gli scienziati esperti nella conservazione del patrimonio culturale, aventi lo scopo di documentare, analizzare e garantire la salvaguardia del tempio. Era richiesta una precisione di ±3 mm e i membri del team hanno scelto il metodo fotogrammetrico per catturare con precisione la geometria 3D e i dettagli di colore e texture. Quest’ultima inoltre aveva un’importanza rilevante a causa della presenza di murales a colori all’interno del tempio della grotta.
Raccolta dei dati
Tre membri del team si sono occupati della fase di acquisizione fotografica e della raccolta delle misurazioni. Hanno utilizzato la fotocamera Civetta, un dispositivo professionale totalmente automatico che scatta fotografie panoramiche a 230 megapixel e in HDR, e che rappresenta uno dei prodotti di punta di Weiss AG. Questa fotocamera 360° è stata usata inizialmente per catturare l’intera scena, con l’aiuto di alcune foto scattate con una fotocamera DSLR al fine di migliorare l’accuratezza complessiva.
La Civetta ha inoltre raccolto i dati relativi alle misurazioni per la successiva scalatura del modello mentre scattava le foto panoramiche HDR in soli 40 secondi per ogni foto – il team ha utilizzato dei parametri di default con lo spazio colore sRGB. Dopo la fase di rilievo, il team ha importato tutti i dati nel software “Civetta Utility” per processarli ed esportarli in immagini panoramiche nei formati JPG e EXR.
Trattamento dei dati
Lo scorso 21 Aprile 2021, Christiane ha importato le immagini panoramiche in 3DF Zephyr (versione 5.019) installato su un pc portatile con le seguenti specifiche:
- Processore: Intel® Core (TM) i7-4710HQ CPU @ 2.50GHz
- RAM: 32 GB
- Sistema operativo: Windows 10 Pro 64-bit
- Scheda grafica: NVIDIA GeForce GTX 970M
Il modello mostrato in questo caso studio è la versione compressa e semplificata, generata dalle sole 15 immagini panoramiche. Il software ha diviso le foto sferiche in 6 foto “pinhole”, per un totale di 90 foto finali pronte per essere processate. Prima di iniziare con la fase di ricostruzione 3D, è stato utilizzato 3DF Masquerade per scartare le parti presenti in alcune immagini che non erano necessarie al modello 3D, come mostrato nello screenshot qui sotto:
L’intero processo di ricostruzione – usando i preset “Dettagli Elevati” – ha richiesto circa 3.6 ore; L’output finale è stato una mesh texturizzata di circa 40 milioni di triangoli.
Puoi vedere il modello 3D finale sul Visual Asset Management VAM2 system a questo link.
Puoi anche interagire con il modello semplificato su Sketchfab a questo link.
Infine, Christiane ha pubblicato un video tutorial completo che mostra il flusso di lavoro di questo dataset utilizzando 3DF Zephyr. Guarda il video qui sotto:
