96332 - FOTOGRAMMETRIA PER L'ARCHITETTURA CON LABORATORIO

Scheda insegnamento

  • Docente Marco Gaiani

  • Crediti formativi 8

  • SSD ICAR/17

  • Lingua di insegnamento Italiano

  • Campus di Bologna

  • Corso Laurea Magistrale a Ciclo Unico in Ingegneria edile - architettura (cod. 0940)

Anno Accademico 2021/2022

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente ha competenze sia relative al sapere, sia relative al saper fare, inerente alle tecniche di fotogrammetria architettoniche e alla costruzione di modelli digitali tridimensionali a partire da tecniche fotogrammetriche nei campi dell'architettura di nuova costruzione e storica la conservazione dei monumenti e dell'edilizia storica. In particolare lo studente è in grado di: progettare un rilievo fotogrammetrico, realizzarlo, costruire modelli 3D reality-based, predisporli per i tipici usi dei processi progettuali: analisi, progettazione, gestione, comunicazione.

Contenuti

RICHIAMI E COMPLEMENTI DI FOTOGRAFIA - FOTOGRAFIA TRAMITE SMARTPHONE CAMERA

-Descrizione degli apparecchi fotografici e principi di funzionamento

-Esemplificazione utilizzo macchina fotografica e corpi illuminanti, ripresa di oggetti semplici

-Deformazione geometrica e prospettiva in fotografia

-Noise e denoise

-Ripresa fotografica finalizzata al rilievo

 

MODELLAZIONE GEOMETRICA

-Coordinate omogenee e trasformazioni geometriche

-Richiami sulle principali metodologie di modellazione

-Richiami su formati grafici poligonali (OBJ, PLY, STL, etc.)

-Modellazione solida e operazioni booleane

-CSG

-Modellazione B-Rep

-Nuvole di punti e loro conversione in mesh triangolari

-Mesh di triangoli per la rappresentazione e ricostruzione di superfici

-Elaborazione di mesh: semplificazione, levigatura e regolarizzazione

 

ELEMENTI DI COLORIMETRIA

-Diagramma CIE 1931 e legge di Grossmann

-Modelli di colore: RGB e HSV

-Spazi colore

-Acquisizione e riproduzione del colore

-Color appearence e BRDF

-Misura del colore

-Utilizzo di sistemi del colore (Munsell, NCS, Pantone, RAL)

-Colorimetri e spettrofotometri

-Acquisizione del colore tramite tecniche di imaging

-Tecniche di correzione del colore

-Bilanciamento del bianco e del colore nelle immagini

-Color targets

-Color management

-Metriche di valutazione dell’errore nella misura del colore

- SHAFT-based color correction

 

TECNICHE DI TEXTURE MAPPING

-Texture mapping

-Bump Mapping

-Normal Mapping

-Displacement mapping

 

ELEMENTI DI FOTOGRAMMETRIA E FOTOGRAMMETRIA AUTOMATICA

-Concetti base

-Sensori

-Pianificazione di un rilievo fotogrammetrico

-Principio di collinearità

-Modelli di camera e calibrazione della camera

-Orientamento della camera

-Ricostruzione dell’oggetto da una, due o più immagini

-Procedure manuali, semi-automatiche, automatiche

-Image Feature Detection and Matching

-RANSAC

-Structure from Motion

-Bundle adjustment

-Creazione di nuvole di punte sparse

-Dense Stereo Matching

-Messa in scala

-Regole generali di ripresa e camera network per la fotoricostruzione SFM per l’architettura

-Pre-processing delle immagini

-Texturing fotogrammetrico

-Creazione di ortofoto

-Estrazione di elaborati tecnici

-Esempi

Testi/Bibliografia

Testi Necessari

Dispense on-line fornite dal docente - https://virtuale.unibo.it/

Testi Complementari

-De Luca L., La fotomodellazione architettonica, Dario Flaccovio Editore, Palermo, 2011.

-Docci M., Maestri D., Gaiani M., Scienza del disegno, Città Studi, Novara, 2021.

-Guidi G., Russo M., Beraldin J.A., Acquisizione 3D e modellazione poligonale, Mac Graw Hill, Milano, 2010.

-Luhmann T., Robson S., Kyle S, Boehm J., Close-range photogrammetry and 3D imaging, 3rd edition, De Gruyter, Berlino, 2020.

-Szelisky R., Computer Vision: Algorithms and Applications, Springer, Berlino, 2011

-Hunt R.G.W., The Reproduction of Colour, 6th edition, Wiley, Hoboken, 2005.

Metodi didattici

Il corso è organizzato in cicli di lezioni teoriche frontali, una serie di esercitazioni pratiche in laboratorio per apprendere software dedicato e un’applicazioni diretta dei contenuti teorici e pratici ad un caso di studio di riferimento.

Il corso è quindi un laboratorio pratico in cui applicare le conoscenze sul rilievo fotogrammetrico e sviluppare gli elaborati che da esso derivano.

L’esercitazione annuale ha come obiettivo la costruzione di un modello 3D metricamente fedele e colorimetricamente corretto di un artefatto monumentale o di sue parti ai fini della seguente analisi storico/costruttiva, della conservazione e/o restauro e della comunicazione, cioè capace di supportare tutte le operazioni inerenti il lifecycle del monumento. L’ ‘esercitazione annuale’ dovrà essere elaborata con continuità e periodicamente controllata.

Di essa dovranno essere consegnati il giorno dell’esame una presentazione in formato .pptx, .key o .pdf, le immagini RAW e i modelli elaborati in formato .ply.

Oltre all’esercitazione annuale sono previste esercitazioni ex-tempore con contenuti strettamente collegati alle lezioni teoriche.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento avviene attraverso il solo esame finale, che accerta l’acquisizione di tutte le conoscenze e tutte le abilità attese tramite lo svolgimento di una discussione sui lavori prodotti durante l'anno.

L'elaborazione e la presentazione dei lavori di esercitazione è condizione necessaria per l'ammissione all'esame: la completezza della documentazione sarà verificata a fine corso in una “revisione finale” necessaria per l’iscrizione all’esame.

Strumenti a supporto della didattica

Lo studente avrà a disposizione un PC in aula informatizzata nelle giornate di calendario accademico previste, ma si consiglia di dotarsi di PC portatile su cui è possibile installare il software open-source indicato.

Per le fotografie ci si servirà del proprio smartphone.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Marco Gaiani