Il rilievo 3D dei piccoli oggetti: strumenti, metodi e applicazioni

Nikon Instruments s.p.a
Microgeo s.r.l
La memoria geometrica degli oggetti:
dal millimetro al micron
20 Maggio 2014
Il rilievo 3D dei piccoli oggetti:
strumenti, metodi e applicazioni
Dott. e Arch. Sergio Di Tondo
Microgeo s.r.l.
La memoria geometrica degli oggetti: dal millimetro al micron
La memoria geometrica degli oggetti: la copia
Johann J. Winckelmann
IL BELLO NELL’ARTE Scritti sull’arte antica
1755
La memoria geometrica degli oggetti: dal millimetro al micron
Museo di arte classica (detto dei gessi),Fac. Di Lettere e Filosofia, La Sapienza, Roma
La memoria geometrica degli oggetti: dal millimetro al micron
Firenze Museo dell’Accademia, Fac. Di Architettura, Aula Minerva.
La memoria geometrica degli oggetti: dal millimetro al micron
La memoria geometrica degli oggetti
Le tre Grazie
Antonio Canova
Marmo 1813-1816
Museo dell’ Ermitage,
San Pietroburgo
La memoria geometrica degli oggetti: dal millimetro al micron
La memoria geometrica degli oggetti
Le tre Grazie
Antonio Canova 1813-1816
Prototipo in gesso
Gipsoteca Canoviana di Possagno
Le statue canoviane infatti non
nascevano quasi mai dalla lavorazione
diretta e intuitiva del marmo, ma dopo
un metodico e precisissimo studio, dal
disegno all’argilla, dal gesso al marmo.
Il modello in gesso, in particolare,
veniva realizzato con una colata in un
calco ricavato dalla precedente opera
in argilla; nel gesso venivano applicate
le "repère", i chiodini di bronzo tuttora
visibili nelle statue di Possagno, che
consentivano - con un
apposito pantografo- di trasferire le
misure e le proporzioni dal gesso al
marmo.
La memoria geometrica degli oggetti: dal millimetro al micron
La memoria geometrica degli oggetti: modellazione reality based
La memoria geometrica degli oggetti: dal millimetro al micron
MODELLAZIONE REALITY BASED
Realizzazione di modelli digitali tridimensionali mediante un CAMPIONAMENTO
Si tratta di una procedura utilizzata principalmente nell’ambito del rilievo strumentale eseguito con sensori
attivi e passivi.
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CAMPIONAMENTO (sampling)
In ambito informatico per campionamento si intende la digitalizzazione ad intervalli regolari nel tempo di un
fenomeno di tipo analogico; questo sistema consente di archiviare fedelmente in forma digitale, quindi attraverso
un numero discreto di informazioni, il dato fenomeno di tipo analogico. Affinché il campionamento sia efficace alla
ricostruzione dell’evento, è necessario rispettare una relazione precisa (Teorema del Campionamento) tra la
velocità di campionamento e la velocità di mutazione dell’evento.
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STRUCTURED POINT CLOUD MODEL
Grid point cloud model
This is the case of
aech scan acquired by
means terrestrial laser
scanner.
Grid point cloud model
the 3D coordinates are
arranged in a two
dimensional regular
grid
P (x, y, z, R, G, B)
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STRUCTURED POINT CLOUD MODEL
Point cloud model
should be converted
automatically into a
mesh model.
Saving poit cloud
model in binary text file
format it’s possible to
preserve vertex color
value.
Mesh model and
diffuse color map
should be generated
automatically.
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CAMPIONAMENTO: STRUCTURED POINT CLOUD MODEL (nuvola di punti strutturata)
Range Map acquisita con un sistema di acquisizione a sensori attivi a triangolazione a lama di luce laser in
movimento
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LEVEL OF NOISE (livello di rumore)
“Campionamento“ vs “ Livello di rumore”
Generalmente si impone un passo di campionamento (ove
possibile) maggiore o uguale al livello max. di rumore
prodotto naturalmente dallo strumento
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LEVEL OF NOISE (livello di rumore)
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Solutionix: Triangolazione a luce strutturata (principio di funzionamento)
S1
ω
d
α
C2
P
(x,y,z)
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Solutionix: Triangolazione (principio di funzionamento)
f: dist. Focale o principale
p: dist. Rispetto al centro ottico
α e b : noti previa calibrazione del sistema
β: noto p si ricava con teorema angoli opposti.
triangolo di cui sono noti la
base b e gli angoli
opposti alla base 90 - β e
90 - α
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Solutionix: Triangolazione a luce strutturata (a proiezione di pattern)
(principio di funzionamento)
Projector
Camera
Un sistema a luce
strutturata utilizza per il suo
funzionamento la proiezione di un
pattern direttamente sulla
superficie dell'oggetto. Proiezione
di luce strutturata: basati sulla
proiezione di una sequenza di
pattern codificati. In questo caso
la deformazione indotta dalla
superficie dell’oggetto viene
acquisita tramite una telecamera
e sfruttata per il calcolo delle
coordinate tridimensionali. Questi
sistemi sono detti anche a
“campo intero” perché per ogni
punto sensibile del CCD del
sistema di acquisizione si ricava
una tripletta(x,y,z)
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Solutionix: Triangolazione a luce strutturata (principio di funzionamento)
La memoria geometrica degli oggetti: dal millimetro al micron
Solutionix: Triangolazione a luce strutturata (principio di funzionamento)
Basato su parametri di
calibrazione tra proiettore e
camera
Camer
a
Pattern
projector
Tipologia a camera doppia
Camera
1
Pattern
projector
Χ Impossible to cross-check the
scans using only one camera
Basato su parametri di
calibrazione tra due camere
Camera
2
Ability to cross-check the scans
with two cameras
Più accurato e preciso del sistema
a camera singola
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Scanning Area (Campo di acquisizione) FOV (Field Of View)
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Solutionx: schede tecniche
La memoria geometrica degli oggetti: dal millimetro al micron
Allineamento e registrazione delle range maps
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Solutionx : modelli e caratteristiche. DS2
La memoria geometrica degli oggetti: dal millimetro al micron
Solutionx : modelli e caratteristiche: CS+
La memoria geometrica degli oggetti: dal millimetro al micron
Solutionx : modelli e caratteristiche: REXCAN 4
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Solutionx : References

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