Dal rilievo laser scanner al modello digitale in VR - mediaGEO
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REPORT
Dal rilievo laser scanner
al modello digitale in VR
Dall’acquisizione dello stato di fatto alla realtà
virtuale per un’esperienza immersiva unica
di Alessandro Novara
In un’epoca in cui la tecnologia
avanza in tempi rapidi e
persino il piano nazionale di
impresa (Industria 4.0) spinge
sull’automazione, anche il mondo
dell’architettura cambia. Le
nuove tecnologie sono mature.
È naturale ormai parlare di BIM
ma qual è il flusso corretto
per trasformare una nuvola
di punti in un modello digitale
completamente visitabile in VR?
Fig. 1 - Rapallo – vista dall’alto degli edifici da ristrutturare nella zona fronte mare. Impatto
possibile grazie a Revit, Infraworks e software di render in Real Time.
Scan to BIM – Ricostruzione zione abbiamo richiesto un ri- tore del rilievo. Nati principal-
del modello digitale dell’opera lievo laser ed ottenuto la nuvola mente per il settore topografico,
Sempre più spesso, durante di punti (Fig. 2) in modo da da qualche anno sono sempre
la fase di progettazione di un estrapolare le misure per ricrea- più utilizzati per l’acquisizio-
edificio o di una riqualifica- re il modello con Revit. In que- ne dell’esistente relativamente
zione, viene richiesta da parte sto modo abbiamo ottenuto un all’attività di restauro e di con-
dell’azienda di costruzione la numero altissimo di informa- servazione. È indubbiamente
visualizzazione del fabbricato zioni di elevata precisione per oggi la tecnologia più veloce e
nel contesto del mondo reale. ogni singola scansione e ciò ci affidabile. Evita la possibilità di
Analoga richiesta è stata fatta ha permesso di evitare ulteriori grossolani errori o dimenticanze
per un intervento a Rapallo visite o sopralluoghi. La nuvola ed i dati che vengono restituiti
dove un nostro cliente ci ha di punti restituita da un rilievo dal macchinario sono di facile
chiesto di creare i modelli di 3 Laser Scanner si configura, in lettura. Il grande beneficio pro-
palazzine in stile liberty ed im- pratica, come una ricostruzione dotto da questi apparecchi sta
mergerli nella realtà della zona tridimensionale, navigabile ed nel fatto che ogni punto acqui-
(fig. 1). interrogabile. sito occupa un preciso spazio
Volendo ottenere anche i dati geometrico georeferenziato e
del costruito il primo passag- Uso dei software per il tratta- individuabile da coordinate xyz.
gio è stato quello di riprodurre mento della nuvola di punti In pochi minuti, con questi
i modelli in modalità BIM. Gli scanner 3D sono oramai gli moderni sistemi, otteniamo mi-
Trattandosi di una ristruttura- strumenti più utilizzati nel set- lioni di punti, tutti facilmente
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misurabili. Questo insieme di
punti è la “nuvola”. Queste nu-
vole, una volta elaborate tramite
software, restituisco tutte le
informazioni riguardanti geo-
metrie e distanze di tutti gli ele-
menti visibili. Nel nostro caso
l’intenzione non era quella di
avere una superficie con un alto
dettaglio ma è stata quella di
ottenere una restituzione atten-
dibile per una conversione in un
vero modello intelligente utiliz-
zando, prima Autodesk ReCap
e successivamente Autodesk Fig. 2 - Rapallo – acquisizione con laser Scanner della nuvola di punti degli edifici oggetto della
Revit. All’interno della AEC&C ristrutturazione.
Collection di Autodesk abbia-
mo una serie di prodotti per il
flusso BIM. Per leggere la nuvo- per migliorare la pianificazione più accurati ed un risparmio di
la di punti abbiamo adoperato logistica e ridurre al minimo risorse economiche.
ReCap, acronimo di Reality i tempi e sprechi. In effetti
Capture, che permette di “cat- anche l’introduzione di una Utilizzare Autodesk Revit ci
turare la realtà” quindi di visua- dimensione spaziale in questo ha portato diversi vantaggi
lizzare, elaborare e condividere nuovo processo di costruzione Abbiamo realizzato il lavoro in
dati ottenuti industrializzata aumenterà l’effi- tempi stretti, Abbiamo man-
da rilievi con laser scanner. Con cienza di ogni progetto edilizio. tenuto un notevole standard
il ReCap abbiamo innumerevoli Inoltre, la visualizzazione 3D, qualitativo, agevolando il coor-
vantaggi nel workflow Scan-to- ha aiutato il committente nella dinamento tra i professionisti e
BIM poiché i dati del rilievo, verifica estetica e funzionale riducendo l’errore. Grazie al sof-
passati dalla rielaborazione con dell’edificio prima della sua tware è possibile anche ottenere
il software, possono essere uti- effettiva realizzazione. E’ ora un’ottima gestione economica
lizzati per la modellazione con chiaro, anche ai costruttori, della costruzione poiché è possi-
AutoCAD, Infraworks e Revit. che l’inserimento del modello bile avere, con una semplice ta-
Questo ci ha permesso di ricrea- in un contesto georeferenziato bella, la quantificazione analiti-
re il modello con un’accuratezza migliora il processo BIM poiché ca dei costi ossia il “calcolo delle
notevole ed in tempi brevi. permette di ottenere progetti quantità” dei materiali utilizzati
Nonostante la presenza di fregi
liberty e l’accentuata eleganza
decorativa degli stucchi siamo
riusciti a gestire l’attività senza
grandi intoppi (fig. 3).
Creazione del modello con
Autodesk Revit
Il modello creato con Autodesk
Revit ha permesso di avere
documenti completi, coerenti
e coordinati, ma soprattutto
aggiornati in automatico con la
possibilità di avere piante, quo-
te, sezioni, abachi e viste 3D in
tempo zero. Da qualche tempo
abbiamo notato un’attenzione
tutta nuova da parte dei costrut-
tori su questo flusso di lavoro Fig. 3 A - 3 B - Il prima ed il dopo (virtuale) di uno degli edifici oggetto di riqualificazione a Rapallo.
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la progettazione e la contestua-
lizzazione del modello permet-
tendo di assumere decisioni in
modo consapevole grazie alla
simulazione realistica delle pos-
sibili alternative progettuali.
Ciò ha aumentando il coinvol-
gimento dei soggetti implicati
nell'attività portando sicurezza e
tranquillità nel team. Si potreb-
be dire che, trasmettere rapi-
damente e facilmente l'intento
progettuale in un ambiente
contestuale in modo realistico e
tridimensionale, non ha prezzo.
Questo elimina gran parte del
rischio quando si deve trasmet-
tere l’idea in caso di autorizza-
Fig. 4 - Impatto ambientale con la vista del promontorio di fronte alle costruzioni - ottenuto da Auto- zione paesaggistica (Fig. 5) che
desk Infraworks.
richiede numerose valutazioni,
non ultime quelle di impatto
computando qualsiasi elemento Ambientazione del mod- ambientale, economico e sociale.
inserito nel modello. ello architettonico nel con-
Naturalmente, inserendo anche testo reale con Autodesk Utilizzo dell’hardware ed il
i costi della lavorazione e dei Infraworks primo PC indossabile per VR
materiali è possibile assicurarsi, Come già detto, gli edifici creati Le varie rese fotorealistiche ed il
già dalla fase progettuale, una in Revit sono stati inseriti all’in- video del progetto sono stati re-
stima sui costi di progetto. terno di un ambito vero grazie alizzati con software di Render
al pacchetto Infraworks in Real Time. Grazie anche alle
(fig. 4), la piattaforma potenti workstation utilizzate
Autodesk che consente (2 Workstation HP entrambe
di avere, in modo rapido equipaggiate con schede Nvidia,
e semplice, un progetto la prima con Quadro P5200
preliminare in un am- e la seconda con scheda RTX
biente reale e contestuale. 4000) è stata possibile l’immer-
Questo ci ha permesso di sione totale in 3D del progetto
ricostruire facilmente e ve- producendo immagini di alta
locemente il modello tridi- qualità, video e ambienti VR
mensionali della città e di (realtà virtuale) in poco tempo.
tutto il territorio intorno a Ciò ha consentito ai progetti-
Rapallo. Abbiamo pertanto sti di modificare il modello e
utilizzato il prodotto per prendere decisioni sul progetto
simulare l’impatto ambien- al volo. Con questi programmi
tale e per poter presentare è possibile verificare i cambia-
l’intento progettuale non menti nelle scene e le scelte dei
solo ai committenti ma materiali poiché sono tutti visi-
anche agli enti pubblici bili in tempo reale con la stessa
coinvolti. Anche in questo qualità del rendering finale.
caso siamo stati aiutati dal
prodotto che è all’interno Le caratteristiche del filmato
della Collection Autodesk. e della scena in VR
La simulazione realistica Nel filmato risalta l’ambiente
delle possibili alternative circostante ed infatti è ben visi-
Fig. 5A e Fig. 5B - Sopra la reale situazione. Sotto la
progettuali è di grande bile tutto il territorio compresi
ricostruzione virtuale aiuto per la pianificazione, l’insenatura dove è presente la
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costruzione, il porto, il pro-
montorio ed i monti posizionati
a nord. Per rendere più veritiero
l’impatto, il video parte illu-
strando la posizione degli edifici
come se fosse presente una te-
lecamera su un drone, prosegue
facendo vedere il sole che sorge
nella posizione corretta (Fig. 6)
e continua evidenziando i palaz-
zi che spiccano poiché sono gli
unici “a colori” nelle riprese.
Elementi in movimento (auto,
foglie degli alberi e gabbiani)
sono stati inseriti per trasmet-
tere dinamicità alla scena.
Alberi, lampioni, panchine,
bidoni, edicole arricchiscono di
dettagli il contesto che risulta Fig. 6 - Vista “virtuale” ma corretta degli edifici al sorgere del sole.
così più piacevole alla vista ed
al contempo più similare alla
realtà. Un effetto “bagnato” consentito di impostare l'illu- Esplosione dell’utilizzo
sulla strada esalta la riflessione minazione, di scegliere la sta- della VR
di luce e l’estetica generale (Fig. gione, le condizioni climatiche, La realtà virtuale esiste da
7). Durante tutto il filmato l’effetto con cui il fogliame si molti anni ma solo oggi grazie
sono ben visibili gli stucchi e muove con il vento, il percorso all’hardware disponibile (nuove
i fregi floreali in stile liberty, di auto o persone tutto con po- schede video), il mondo esterno
periodo di grande splendore chi clic. Il progetto è esplorabile (ad esempio Google Earth), i
per l’albergo, che si trovava in dal vivo con i vari sistemi di visori facilmente acquistabili
uno dei tre edifici e che ospitò realtà virtuale presenti sul mer- (Oculus e HTC Vive) e soprat-
il Presidente degli Stati Uniti cato. Nella nostra sede di Pietra tutto i software (come ad esem-
Theodore Roosevelt e successi- Ligure utilizziamo visori Oculus pio l’AEC &C Collection di
vamente lo scrittore americano Rift, HTC Vive ed il nuovo HP Autodesk) è alla portata di tutti.
Ernest Hemingway, che qui Reverb VR Headset. Per chi non ne fosse a cono-
scrisse il racconto "Il gatto sotto
la pioggia".
Sullo sfondo anche gli edifici
in ristrutturazione con tanto di
impalcature e reti di protezione
(Fig. 8).
All’interno del filmato, una bre-
ve clip simula l’esposizione della
luce diurna e la proiezione delle
ombre nell’arco delle principali
ore del giorno. Da non trala-
sciare che tutto il progetto è sta-
to anche reso disponibile in VR
grazie ai formati di esportazione
del Revit.
Le nuove frontiere dei
software per la renderizzazi-
one in VR ed in Real Time
L’uso di software per la rende-
rizzazione in tempo reale ci ha Fig. 7 – Inserimento di auto, arredo urbano e segnaletica con pavimentazione bagnata.
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Fig. 8A e Fig. 8B - A sinistra un’immagine presa da Google Maps, a destra un frame del filmato. Da notare l’inserimento delle impalcature con telo
pubblicitario sugli edifici in fondo alla via
scenza o non avesse mai pro-
Committente del progetto: Metropolis S.r.l. Roma vato, la Realtà Virtuale è uno
Impresa costruttrice: Giuggia Costruzioni S.r.l. spazio simulato che nasce dalla
Progetto: Studio Marco Ciarlo Associati «collaborazione» di dispositivi
Luogo del progetto: Rapallo hardware e software. L’accesso
Realizzazione del modello BIM, ambientazione e VR: Graphnet s.r.l. a questo mondo digitale è
- affiliato gruppo NKE Operatori BIM e VR: Bianchi e Novara reso possibile connettendo un
Computer ad un visore di re-
Chi è Graphnet: l’azienda è presente da quasi 30 anni sul mercato, altà Virtuale (VR), da alcuni
seguendo i professionisti del settore dell’architettura, dell’ingegneria accessori come i Joypad, creati
e delle costruzioni ed oltre ad altri lavori nel mondo BIM e VR ha appositamente per lo sposta-
realizzato nel 2018 la ricostruzione in Realtà Virtuale di un inte- mento all’interno della scena
ro termovalorizzatore con movimenti, rumori e suoni. Il modello
ed i sensori di movimento che
sembra essere stato il primo al mondo con un dettaglio così alto.
permettono di geo-referenziare
Presentato nelle fiere di settore, è risultato l’unico progetto realizzato
in BIM, gestito da più parti e condiviso in Autodesk Navisworks,
la persona nell’ambiente. Il
con macchine costruite in Autodesk Inventor e rappresentato in VR progetto di Rapallo permette
con Autodesk 3ds Max interactive. di essere visualizzato con questi
sistemi. Per viverlo è sufficien-
Graphnet S.r.l. te voltare o sollevare la testa e
Via Nazario Sauro, 31 muoversi nella scena grazie al
17027 Pietra Ligure (SV) Italy teletrasporto del Joypad.
Tel. +39 019-6186144 - Fax +39 019-618011 La Realtà Virtuale, per defini-
Partita IVA e Codice Fiscale 01154800096 zione, simula la realtà effettiva
Web: http://www.graphnet.it e proietta l’utente all’interno di
Canale youtube: https://www.youtube.com/user/Graphnetsrl un mondo parallelo potendo
interagire con gli oggetti pre-
Prove Clip sottoposte ai colleghi per un sondaggio interno (scelte senti nella scena. L’utilizzo di
poi per eseguire il filmato) una esperienza VR consente di
Clip 37 https://www.youtube.com/watch?v=8bDED_J8Qfo
rispondere alle domande im-
Clip 38 https://www.youtube.com/watch?v=AZzZUQOAS44
portanti per l’approvazione di
Clip 39 https://www.youtube.com/watch?v=-UJqauJDpJY Clip
40 https://www.youtube.com/watch?v=fzXdMNybaWY
un progetto. Anche la presenta-
zione del progetto diventa un'e-
Link Video: https://www.youtube.com/watch?v=J_8FqzDXEI4 sperienza dinamica e interattiva
Video: durata 105 secondi – Montaggio: Stefano Ravera potendo comunicare la propria
idea in modo ancora più chiaro,
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Fig. 9 – da sinistra verso destra. Scheda video Nvidia Serie Quadro, visore con Joypad e sensori di movimento, le Collection Autodesk pronte
per un intero flusso di lavoro nel proprio settore
comprensibile e coin-
volgente e provare in
tempo reale eventuali
modifiche richieste dal
committente.
Per la parte di naviga-
zione in VR abbiamo
usato il primo PC in-
dossabile professionale.
Si tratta dell’HP Z VR
Backpack che permette
Fig. 10 A e Fig. 10 B - il primo PC indossabile professionale HP Z VR Backpack con Visore HP
di avere alte prestazioni Reverb VR Headset. Fig. 10 B Il PC in configurazione da tavolo (foto HP).
con le schede grafiche
NVIDIA® Quadro® velo-
PAROLE CHIAVE can be fully visited in VR? thanks to the use of the
cissime e ad alta fedeltà. Autodesk platform you can take advantage of all the
BIM; Revit; nuvola di punti; laser scanner; Auto-
Nel nostro caso abbiamo desk; virtual reality new technologies to achieve this: Infraworks can in-
usato una macchina con sert the project created with autodesk revit through
three- dimensional maps. Once inserted the model
Processore Intel® Core ™ ABSTRACT can be animated and analyzed in its real context.
In a period in which technology is advancing rapidly
i7 vPro ™ Windows 10 and even the national business plan (Industry 4.0) is
Pro - scheda NVIDIA® AUTORE
pushing automation, the world of architecture is also
Alessandro Novara
Quadro® P5200 con 32 changing. New technologies are mature. It is natural
alessandro.novara@graphnet.it
now to talk about BIM but what is the correct flow
GB di memoria. (Fig. to transform a point cloud into a digital model that Graphnet S.r.l. di Pietra Ligure
10A e 10B).
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