- Docente: Marco Gaiani
- Crediti formativi: 8
- SSD: ICAR/17
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea Magistrale a Ciclo Unico in Ingegneria edile - architettura (cod. 0940)
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