Storie a puntini
Il costruire che è proprio del restauro risponda ad alcuni obiettivi e non ad altri.
F. Doglioni
Io sono Michele Bondanelli
Architetto BIM Specialist esperto in restauro architettonico e ti do il benvenut@ su Pensieri OutOfBIM
La newsletter che parla di tecnologie digitali nel mondo del restauro e della conservazione.
Quando si arriva a compimento di un lavoro, quando il cantiere si chiude, è sempre un momento particolare, se parliamo poi di restauro la cosa si tramuta in un dramma
finalmente è finita….no però si poteva fare così…. ci manca ancora da studiare la tal stratigrafia…. però è venuto bene dai!!!!!
Primo cantiere gestito in HBIM concluso con soddisfazione!
Insomma una settimana intensa ma positiva.
Qualche venerdi fa ho seguito la dott.sa Anna Pesci dell’INGV di Bologna che ha realizzato delle scansioni presso la Pieve di San Giorgio e ne sono contentissimo, primo perchè il progetto pilota se condiviso si espande e si contamina di tante esperienze e professionalità diverse e secondo perchè uno degli scopi è anche quello di far conoscere l’antica pieve e il suo territorio!
Le novità del mondo a puntini si sono fatte intense;
Dotproduct ha annunciato l’integrazione in CloudCompare dei suoi file nativi e la cosa diventa molto interessante visto che l’app DP è di grande interesse e forse assieme a Recon3D quella dal punto di vista professionale più “accattivante”
FARO tech è sempre più lider del mondo a puntini in questo momento specifico, dopo diverse acquisizioni, SITESCAPE HOLO BUILDER e GeoSLAM su tutte, annuncia un sisrema “ibrido” di cattura della realtà attraverso l’unione dello scanner terrestre e di una camera panoramica. Qualcuno potrebbe dire “già visto” ma la cosa avviene guarda caso proprio dopo che la BIG Tech ha acquisito tecnologie e saperi provenineti dal mondo IPhone. Questa proposta di FARO apre la strada al mondo HI-FI dei processi che stanno dietro al rilievo Lo-Fi con IPhone.
Graphisoft ha reso pubblica la road map di sviluppo di Archicad. La Archi si sta sempre più spostando verso Engi…. battute a parte la road map segnata dalla casa di Budapest, che ti ricordo è di di proprietà della Nemetschek, ha un indirizzo ben preciso e rivolto al mondo ingegneristico che dal punto di vista del mercato rappresenta sicuramente un ambito tutto da “catturare” e di maggiore rilevanza economica, anche se la battaglia si sposta sempre sul terreno Autodesck. Interessanti alcune funzioni in sviluppo per BIMx come le informazioni su etichette 2D e l’unificazione delle funzioni su tutte le possibili piattaforme, rimangono però ancora al palo per quanto riguarda l’integrazione delle bubble view ( immagini 360) e la visualizzazione contemporanea della nuvola di punti. A proprosito di nuvola di punti Graphisoft annuncia un timido
The Archicad Point Cloud workflow is enhanced with additional settings and improved performance, supporting the management and documentation of large datasets
Il tutto in fase di ricerca. Insomma dal mio punto di vista si sta delineando uno scenario ben preciso per il futuro degli strumenti software: chi modellerà il costruito e chi modellerà il nuovo. Non credo che l’HBIM sia defunto nei piani delle case di sviluppo software ma sono sempre più convinto che la definizione di “modello” sarà/dovrà essere su strade diverse per il patrimonio stroico. La necessità specifica della rappresentazione come linguaggio di conoscenza e quindi di progetto nella disciplina del restauro impone l’esplorazione di ambiti che a breve non rappresentano un mercato sufficientemente ampio per sviluppi significativi degli strumenti software, al netto dei soliti ingegni e stratagemmi operativi e smanettosi.
Buona Prigi Roubaix, Buona Pacqua, buone scampagnate, pedalate, corse camminate… insomma da domani riposiamoci un po!
Pensieri (H)BIM
Sempre più spesso si ritrovano sul canale del tubo tutorial o video in cui “incredibile!!! Ottieni modello 3D da video”.
Ma perchè dovrei utilizzare una ripresa video nel processo fotogrammetrico structure form motion e quali sono i suoi limiti e campi di applicazione?
Partendo da una necessità che mi è capitata sul campo durante un lavoro ti voglio fare un quadro generale dell’impiego di riprese video, di come ottimizzare il flusso e qualche pensiero OutofBIM.
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Ti faccio una premessa. In questo pensiero tralscio gli ultimi sviluppi legati al NERF e alle reti neurali perchè lo ritengo un passo decisamente successivo, e ti confesso che anche per me aver fatto chiarezza sulle basi più basi mi è servito per avvicinarmi a ciò che ci aspetta fra qualche anno ( mese… settimana…).
Partiamo quindi da. Perchè dovrei utilizzare una ripresa video in fotogrammetria, anzi per la “cattura del reale”?
Innanzitutto per ridurre i tempi di acquisizione, soprattutto in quegli ambiti dove diventa difficile automatizzare l’acquisizione fotografica ( se usi un drone puoi programmare e automatizzare il rilievo/volo ma se ti trovi in ambito urbano o con ostacoli vicino al fabbricato da rilevare il volo va fatto manualmente). In secondo luogo se devi rilevari ambienti molto angusti dove diventa difficile scattare fotografie montare una actioncam sul casco e registrare mentre ispezioni il luogo potrebbe salvarti la giornata.
Per ultimo non dimenticarti che tutto quello che ti dirò è nescosto dentro al processo LiDAR di IPhone…….
Abbiamo quindi detto tempi più rapidi e possibilità di acqusizione in ambiti difficili.
Ma non è tutto oro quello che luccica.
Per prima cosa devi sapere che ciò che registri, il file video, non conterrà le informazioni exif che solitamente registri con uno scatto singolo quindi anche l’eventuale dato geografico ( coordinate gps). I dati exif contengono anche informazioni sul modello della camera usato, dell’obiettivo usato in particolare la focale, dei tempi di scatto degli iso ecc tutte informazioni che i software SfM come Metasape e Reality Capture utilizzano per migliorare il processo.
Secono fattore di consapevolezza è che durante le riprese video la maggior parte degli strumenti a nostra disposizione non sfrutta a pieno il sensore fotografico solitamente con rapporto 4:3.
Per il test che ho eseguito ho usato il drone DJI Mini 2 che ha un sensore 1/2,3'' CMOS da 4:3 con fattore 1,333, cioè massima dimensione dell’immagine di 4000x3000 pixel. Il mini 2 può anche registrare video in formato 4k e 2,7K con rapporto 16:9 e fattore 1,77.
La dimensione del frame (immagine statica) per il 4K è di 3840x2160 mentre per il 2,7K è di 2720x1530, come noterai più piccole di quanto il sensore possa effettivamente registrare.
Brevemente cosa succede quando registri un video. Per ottenere la dimensione 16:9 il DJI restringe il campo visivo sul sensore cioè esclude pixel del sensore.
Questo ha due principali criticità da controllare attentamente. La prima che non utilizzando tutto il sensore dobbiamo rivedere maggiorandolo l’overlap, la sovrapposizione delle immagini dovrà tenere conto del fatto che ci “mangiamo dei pixel”; la seconda che ogni singolo frame cattura meno dettagli.
Ma non preoccuparti abbiamo alcuni parametri di settaggio con cui poter “giocare”.
Il primo è il frame rate cioè quanti fotogrammi registriamo al secondo. Sempre più abbiamo la possibilità di scegliere tra 24 fps, cioè 24 frame ogni secondo, 30fps e 60 fps ( ne puoi scegliere altri a seconda di che strumento usi ma quelle che ti ho indicato sono le più comuni).
Deci sapere che i software SfM che permettono l’importazione di video non fanno altro che estrarre da essi dei frame cioè delle immagini statiche che successivamente potrai usare per l’allineamento e l’estrazione della nuvola di punti. tutti i software quindi ti chiederanno in termini temporali ogni quanto estrarre un frame. Per esempio se ho realizzato un video a 24fps il massimo che posso estrarre sarà 1/24= 0,04, se invece ho usto un 60fps il massimo che posso estrarre è 1/60=0,016. E’ chiaro quindi che più è alto il frame rate scelto maggiore sarà la possibilità di estrarre immagini e maggiore sarà l’overlap in fase di allineamento. ATTENZIONE più immagini estraggo più giga genero più tempo di elaborazione ma di questo ne parlerò nella seconda parte.
Il secondo parametro da controllare è lo shutter speed, cioè il tempo di otturazione.
La regola del videomaking è impostare lo shutter speed con questa semplice formuletta → 2*frame rate, cioè due volte il frame rate scelto. Ma perchè? L’impostazione di un corretto shutter speed riduce notevolemte il possibile effetto di motion blur, cioè il mosso ma soprattutto il micromosso causato dall’avanzamento dello strumento. Abbassare la possibilità di micromosso nei singoli frame migliora l’allineamento perchè riduce i punti sporchi che potrebero influenzare l’algoritmo di SfM e quindi il risultato finale.
Ah ricordati che andare lentamente è fondamentale!!!!!!!! Gimbal compreso
Questi parametri ci saranno molto utili per definire a seconda degli scopi e delle finalità della nostra rappresentazione quali settaggi impiegare per l’elaborazione fotogrammetrica. Nella prossima newsletter ti mostrerò come realizzare un video e come elaborarlo in Reality Capture.
Concludo dicendoti che questi concetti sono molto utili per migliorare anche la tecnica di ripresa in campo, che tu utilizzi un iphon, una reflex o uno SLAM. Nella prossima newsletter vedremo come una traiettoria ben programmata influenzi il risultato.
Tools
Sempre in questa settimana è stato reso disponibile anche in Italia il drone DJI Mavic 3 Multispectral. Nasce specificatamente per l’agricoltura di precisione ma ha notevoli prospettive per il rilievo architettonico e archeologico proprio grazie alla sua dotazione di camere multispettrali, verde-rosso-red edge-vicino infrarosso, oltra ad avere di serie il modulo rtk per il posizionamento di precisione GPS + Galileo + BeiDou + GLONASS. Il rilievo multispettrale consente di aggiungere dati per elaborazioni anche di porzioni dell’invisibile, ad esempio mappature di stratificazioni murarie, analisi delle tessiture murarie, idividuazione dei possibili luoghi del terreno con presenze di sottostrutture ecc.
Lezioni del Qubo
Come ti ho detto la scelta della traiettoria è fondamentale!