Rilievo geometrico e del colore

Gabriele Bitelli
Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica, Ambientale e dei Materiali DICAM

L’automazione e informatizzazione dell’analisi del degrado e la formazione del Sistema Informativo a base tridimensionale hanno richiesto uno straordinario sforzo per produrre il rilievo 3D capace di supportare tutte le operazioni e tutte le fasi del restauro.

Per capirne la complessità basti pensare che la fontana ha una base di circa 7,40 metri e un’altezza di 9,00 metri, di cui gli ultimi 4,00 metri sono la statua con il forcone. Si tratta di un complesso imponente che rende del tutto marginali precedenti esperienze simili di rilievo 3D ad alta risoluzione. Basti pensare che i Bronzi di Riace hanno un’altezza di 180 cm e il David scolpito da Michelangelo Buonarroti e oggi conservato alla Galleria dell’Accademia a Firenze, il cui rilievo costituisce ancora oggi il riferimento ineguagliato a 15 anni dalla sua realizzazione, è alto 4,10 metri. Il Nettuno poi presenta una parte sotterranea vitale (perché lì è ubicato il suo cuore tecnologico dal XVI secolo) che non solo andava rilevata, ma anche riconnessa alla parte fuori terra per capirne soluzioni progettuali, caratteri, e identificare e sviscerare i problemi odierni.

L’area di Geomatica del Dipartimento DICAM ha realizzato il rilievo tridimensionale della fontana e degli ambienti sotterranei di accesso che ha consentito di qualificare spazialmente il complesso, di avere un modello generale della fontana a supporto della progettazione del ponteggio e, infine, eccezionale per un’opera di quelle dimensioni, un modello tridimensionale del complesso fuori terra ad altissima fedeltà con risoluzione sub-millimetrica, che sarà presto visibile all’intera cittadinanza dal sito pubblico del restauro del monumento, realizzato, nell’interfaccia, a partire da una serie di proposte di un gruppo di studenti del Corso di Laurea in Design del Prodotto Industriale.

Per capire il valore di quest’ultimo modello –  per realizzare il quale ci si è avvalsi della collaborazione dello studio MCM di Roma che ha permesso di lavorare in parallelo con grande risparmio di tempo e costanza di qualità – si pensi che il famoso modello del David realizzato per il Digital Michelangelo Project consiste di 933 milioni di triangoli con una risoluzione di 1/4 mm, mentre quello del Nettuno è di circa 610 milioni di triangoli.

Tre comunque sono stati gli obiettivi del lavoro:

  • Il rilievo del cunicolo sotterraneo mediante un sistema laser scanner a tempo di volo, con precisione intrinseca intorno ai 3 mm. Tramite un grande numero di stazioni è stato realizzato un modello tridimensionale nello stesso sistema di riferimento del modello globale della fontana, consistente in una nuvola di 43 milioni di punti 3D essenziale per supportare le altre indagini multidisciplinari.
  • La generazione di un modello tridimensionale dell’intera struttura, nonché degli edifici adiacenti nella Piazza Re Enzo, a supporto della progettazione del ponteggio.
  • Il rilievo di alta precisione della fontana a formare un modello costituito da una nuvola di centinaia di milioni di punti dalla quale è stata ricavata una superficie per triangoli con lunghezza media dei lati intorno a 0.5 mm. Per questo rilievo sono state utilizzate e integrate tra loro due tecniche: la scansione a proiezione di luce strutturata, con precisione intrinseca pari a 0.1 mm, e la fotogrammetria digitale. Il modello finale è colorato, con la massima fedeltà cromatica, grazie ad immagini digitali calibrate, in modo da fornire una rappresentazione del tutto realistica e con il massimo livello di dettaglio geometrico.

1) La nuvola di punti del cunicolo sotterraneo inserita nel sistema di riferimento della fontana.
2) Il modello 3D realizzato da DICAM sull’intero complesso a supporto della progettazione del ponteggio.
3) Un dettaglio (30×30 cm) del modello 3D del basamento, colorato in modo artificiale e con i colori naturali.