Nowadays, digital surveying methods allow to create high accuracy 3D models of Cultural Heritage objects. During the last decade the demand for tridimensional models has increased as they are currently used in a wide range of applications, such as heritage conservation and restoration, education, map making, management. Because of this spread it becomes necessary to define and describe in a plain and clear way the methodology of survey data elaboration. The present study intends to identify and develop guidelines for surveying, modeling and creation of tridimensional real based models of small and medium size artifacts belonging to Cultural Heritage. In the first part of this thesis it has been deepened the knowledge of terrestrial photogrammetry, including every step of the process, from data capture and elaboration to the creation of tridimensional model. The related tests aim to evaluate the photogrammetric process as survey method, then they focus on density and quality of produced data. It has been paid particular attention to the analysis of image quality and quantity, and how much the number of the images used for the elaborations can affects final results. The second part of this work is focused on tridimensional scanning method. After being surveyed with photogrammetry, the tested artifacts have been scanned with a structured light scanner in order to make a comparison between these two methods. All the structured point clouds, produced with photogrammetry or structured light scanner, have been firstly analyzed individually to evaluate the accuracy, then compared to measure the mutual distance. These kind of comparisons allow to determine if, in case of small and medium size objects contemporary image-based methods can compete and even replace scanning methods.

Le tecniche digitali per il rilievo dei Beni Culturali architettonici e archeologici, se opportunamente impiegate, consentono di restituire con grande accuratezza modelli tridimensionali real based. Oggi i prodotti digitali sono diventati parte integrante delle discipline della conservazione e del restauro: proprio in virtù delle possibili applicazioni si avverte la necessità di definire e descrivere con passaggi definiti e chiari la metodologia del processo di elaborazione dei dati del rilievo. Le ricerche qui presentate sono finalizzate alla definizione di pratiche operative, destinate a imprese e istituzioni, relative al rilievo, alla modellazione e alla riproduzione tridimensionale a grande e grandissima scala (1:1, 1:2, 1:5) di modelli real based di oggetti di piccole e medie dimensioni appartenenti all’ambito dei Beni Culturali. Nella prima parte della tesi è stato approfondito lo studio della fotogrammetria terrestre (close-range) e in particolare si è cercato di analizzare a fondo le fasi dell’acquisizione delle immagini e dell’elaborazione dei dati del rilievo fino alla realizzazione del modello tridimensionale. Una prima serie di confronti è stata quindi condotta a livello di rilievo fotogrammetrico, in particolare si è cercato di capire in che modo la quantità di fotografie utilizzate e le opzioni di elaborazione (risoluzione, filtraggio, qualità) potessero influire sulla resa finale e sulla risoluzione del modello. Nella seconda parte ci si è concentrati sull’utilizzo di un sistema di scansione 3D: gli oggetti campione rilevati fotogrammetricamente sono stati acquisiti anche mediante scanner a luce strutturata. I modelli tridimensionali prodotti sia con rilievo fotogrammetrico sia con rilievo scanner sono stati prima analizzati singolarmente, poi confrontati mediante software dedicati, al fine di capire se le due tecniche possano ritenersi analoghe in termini di “qualità” dei prodotti, tempo di acquisizione/elaborazione e costo della strumentazione.

Rilievo digitale e modellazione real based di beni culturali : indagini e confronti

BOCCHIO, FRANCESCA
2014/2015

Abstract

Nowadays, digital surveying methods allow to create high accuracy 3D models of Cultural Heritage objects. During the last decade the demand for tridimensional models has increased as they are currently used in a wide range of applications, such as heritage conservation and restoration, education, map making, management. Because of this spread it becomes necessary to define and describe in a plain and clear way the methodology of survey data elaboration. The present study intends to identify and develop guidelines for surveying, modeling and creation of tridimensional real based models of small and medium size artifacts belonging to Cultural Heritage. In the first part of this thesis it has been deepened the knowledge of terrestrial photogrammetry, including every step of the process, from data capture and elaboration to the creation of tridimensional model. The related tests aim to evaluate the photogrammetric process as survey method, then they focus on density and quality of produced data. It has been paid particular attention to the analysis of image quality and quantity, and how much the number of the images used for the elaborations can affects final results. The second part of this work is focused on tridimensional scanning method. After being surveyed with photogrammetry, the tested artifacts have been scanned with a structured light scanner in order to make a comparison between these two methods. All the structured point clouds, produced with photogrammetry or structured light scanner, have been firstly analyzed individually to evaluate the accuracy, then compared to measure the mutual distance. These kind of comparisons allow to determine if, in case of small and medium size objects contemporary image-based methods can compete and even replace scanning methods.
FASSI, FRANCESCO
ARC I - Scuola di Architettura e Società
18-dic-2015
2014/2015
Le tecniche digitali per il rilievo dei Beni Culturali architettonici e archeologici, se opportunamente impiegate, consentono di restituire con grande accuratezza modelli tridimensionali real based. Oggi i prodotti digitali sono diventati parte integrante delle discipline della conservazione e del restauro: proprio in virtù delle possibili applicazioni si avverte la necessità di definire e descrivere con passaggi definiti e chiari la metodologia del processo di elaborazione dei dati del rilievo. Le ricerche qui presentate sono finalizzate alla definizione di pratiche operative, destinate a imprese e istituzioni, relative al rilievo, alla modellazione e alla riproduzione tridimensionale a grande e grandissima scala (1:1, 1:2, 1:5) di modelli real based di oggetti di piccole e medie dimensioni appartenenti all’ambito dei Beni Culturali. Nella prima parte della tesi è stato approfondito lo studio della fotogrammetria terrestre (close-range) e in particolare si è cercato di analizzare a fondo le fasi dell’acquisizione delle immagini e dell’elaborazione dei dati del rilievo fino alla realizzazione del modello tridimensionale. Una prima serie di confronti è stata quindi condotta a livello di rilievo fotogrammetrico, in particolare si è cercato di capire in che modo la quantità di fotografie utilizzate e le opzioni di elaborazione (risoluzione, filtraggio, qualità) potessero influire sulla resa finale e sulla risoluzione del modello. Nella seconda parte ci si è concentrati sull’utilizzo di un sistema di scansione 3D: gli oggetti campione rilevati fotogrammetricamente sono stati acquisiti anche mediante scanner a luce strutturata. I modelli tridimensionali prodotti sia con rilievo fotogrammetrico sia con rilievo scanner sono stati prima analizzati singolarmente, poi confrontati mediante software dedicati, al fine di capire se le due tecniche possano ritenersi analoghe in termini di “qualità” dei prodotti, tempo di acquisizione/elaborazione e costo della strumentazione.
Tesi di laurea Magistrale
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