La villa medicea di Poggio a Caiano in provincia di Prato, conosciuta anche come villa Ambra, è stata commissionata, verso il 1480, da Lorenzo il Magnifico all’architetto Giuliano da Sangallo. Si tratta di una delle ville medicee più famose ed oggi ospita due nuclei museali.

L’obiettivo dell’attività di rilievo architettonico svolta è stato quello di studiare ed applicare differenti tecniche per la ricostruzione digitale, la visualizzazione grafica tridimensionale di edifici e complessi monumentali, a partire da fonti storiche originali e rilievi.

I rilievi sono stati svolti in due giornate. Durante la prima sono state scelte 35 stazioni, posizionate attorno al perimetro della villa, al piano terreno e sul terrazzo del primo piano, per scansioni tramite il laser scanner. La seconda giornata di rilevamenti ha riguardato particolari architettonici considerati interessanti ai fini dello studio, come una colonna ionica ed un timpano, immortalati in immagini a 360° con fotocamera reflex, per poi effettuare un processo di rilievo con fotogrammetria.
Il lavoro di ricostruzione della mesh dalla nuvola di punti è stato effettuato sulla porzione riguardante la scalinata del fronte principale, poichè questa parte della struttura era stata modificata in epoca barocca. Vediamo una vista delle facce triangolari che vanno ad unire i punti. Il software Geomagic permette di unire più nuvole di punti convertite in mesh, in modo da ottenere un modello unico; per ottenere un rendering più efficace abbiamo suddiviso in più parti le nuvole provenienti dal laser scanner. Questa mesh è successivamente stata rielaborata, incrementando la densità dei punti per ottenere una maggiore accuratezza del dettaglio.

Si può inoltre notare il risultato della chiusura dei “fori”. Attraverso il comando “Bridge”, è infatti possibile delimitare, con la costruzione di nuove faccette, delle aree più piccole per riempire e connettere parti di zone più ampie. La mesh ottenuta è stata esportata in formato obj e manipolata da 3DS MAX DESIGN, il software di rendering, animazione e modellazione 3D. Abbiamo elaborato due render, realizzati in ambient occlusion, che in una prima lavorazione hanno un effetto poco realistico, ma sono ampiamente sufficienti per gli scopi finali. Alla mesh è stato applicato un materiale che simula il gesso e scegliendo un tipo di luce naturale, è possibile studiare il comportamento delle ombre ed il profilo delle geometrie principali. Si notano infatti le parti mancanti, in corrispondenza delle ringhiere, dove il programma Geomagic non è stato in grado di ricostruire una mesh in corrispondenza della nuvola di punti.
In questa fase ci siamo concentrati su un particolare preciso della costruzione, la porta principale. Il software elabora tutte le immagini caricate e restituisce una nuvola di punti, in cui è possibile distinguere la geometria fondamentale dell’elemento. Una maggiore accuratezza è stata ottenuta definendo la quantità di punti massima che il programma può ricevere, impostando poi un fattore di correzione per ogni foto. Una volta ripulita da tutti i punti non utili ai fini del calcolo e del rilievo, si è creata una mesh omogenea, visualizzabile in monocolore o con informazioni colorimetriche fornite dalle foto.
Costruita la mesh è stata creata la texture corrispondente, ottenendo un modello completo e mappato dell’oggetto in esame, che si presenta come tridimensionale ed in scala. Il modello tridimensionale è stato preparato per il software di modellazione, dove, integrando le informazioni grafiche mancanti, è stato realizzato un render, per la visualizzazione fotorealistica.
I dati pervenuti dal laser scanner sono stati elaborati con Scene Faro, software di documentazione 3D per scanner terrestri. Le immagini sono state elaborate con Photoscan, un prodotto software per l’elaborazione fotogrammetrica di immagini digitali. I programmi Meshlab, 3DS MAX Design e Photoshop sono stati utilizzati invece per la gestione dei dati. È stato importato il fronte principale nel software di disegno Autocad ed è stata ricalcata la nuvola di punti, ottenendo così il prospetto misurabile e utilizzabile. Il vantaggio di poter gestire la nuvola di punti con differenti software permette di ricostruire parti mancanti, modellare più accuratamente particolari architettonici ed ottenere un modello digitale su cui effettuare analisi ed operazioni.
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