(H)IM Scansione libera tutti - flussi open per la gestione della realtà complessa
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FOCUS
(H)IM Scansione libera
tutti – flussi open per la
gestione della realtà complessa
di Maria Grazia Filetici, Paola Palazzo, Rita Santolini, Carlo Pavolini, Alia Englen, Benedetta Alberti, Alessandro Miele, Fiorentino Sarro
un ruolo fondamentale, con
grandi potenzialità continue
e future. Le riprese metriche
danno possibilità di generare
modelli di dati al vero che sono
Sistemi Informativi Complessi
più che Modelli Informativi del
Costruito.
Negli anni l’acronimo associato
muta al mutare delle tecno-
logie, sintomo anche di un
ecosistema, il rilevamento e la
geomantica in generale, ancora
e per fortuna non legate ad una
terminologia semplificata ma un
mondo in continuo divenire che
segue le esigenze del mercato e
fa tesoro dell’attuale potenza di
calcolo.
Il motto di oggi? HBIM con
le declinazioni più dispa-
rate, siamo nell’epoca della
4° Rivoluzione digitale (?)
Incisione E. Meunier disegno di D. Lancelot – sovrapposizione scansione esterna
e non si può prescindere da
AI – RA – IM – GIShBIM -
PointcloudBIM...Ecc
La dialettica tra realtà/manufatto e Open Source e flussi di E c’è da chiedersi dove sia finito
modello/rappresentazione/progetto gestione della complessità il concetto stesso di 3D infor-
trova, sul piano della struttura L’Open Source, sistemi aperti e mativo, da cui tutto ciò ha avu-
non proprietari, oggi garantisce to origine davvero molti anni fa.
informativa di formati aperti e non
libertà di gestione, di creazione Il mondo dell’heritage building
proprietari, 3d, IFC o qualunque siano, la
e manipolazione del dato met- è molto più vicino all’arte,
possibilità di eliminazione di ogni barriera tendo al centro non il prodotto all’organicità e incoerenza delle
alla condivisione alla conoscenza. ma l’abilità dell’uomo nell’u- forme, che all’industria, per cui
Il BIM è solo l'ultima metodologia tilizzo e la possibilità di ampia ancora non è definito un reale
amplificante di processi ormai entrati
condivisione e diffusione dello workflow univoco in grado di
stesso, scavalcando le semplici- operare su dati ormai più reali
nell'uso comune. Il dato nella realtà,
stiche logiche commerciali che del reale.
acquisito al vero, ne deve costituire la oggi ci indirizzano verso deter- Se da un lato il BIM, e il forma-
base fondante per una rappresentazione minati prodotti. to IFC conseguente, può aiutare
Informativa, libera ed ampliata. Reale e Allo stesso modo il ad una maggiore diffusione ed
Digitale sempre più vicini in ogni campo, Rilevamento, come prima pie- ordine dei modelli, dall’altro
tracciando la strada al "Digital Twin".
tra di ogni lavoro, gioca oggi l’utilizzo del metodo stesso resta
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ancora appannaggio di operato- Importante obiettivo per la cre- Il complesso investigato rap-
ri specializzazi, va approfondito azione di una banca dati stabile presenta un sito unico nel suo
negli aspetti normativi ed è li- su tali beni, sempre teorizzata. genere dove troviamo oggi una
mitato dai software in commer- serie di camere comunicanti con
cio dove ogni nazione ha le sue Le domus romane del celio presenza di affreschi e palinsesti
direttive, nulla peraltro sul tema Il Lavoro fu condotto con la murari ricchi di stratificazioni
del rilevamento. supervisione scientifica di: Arch. complesse e rimaneggiamenti
Il BIM con e senza l’H è ad Maria Grazia Filetici, Dott. edilizi storicizzati.
oggi una “libera” interpretazio- ssa Paola Palazzo, Dott.ssa Rita L’obiettivo fu quello di voler
ne dell’oggetto, tradotto in un Santolini, Prof. Carlo Pavolini, “fotografare tridimensionalmen-
modello, arricchito da tabelle di Dott.ssa Alia Englen, Archh. te” l’intero sito al fine di avere
dati, che resta, seppur automa- Alessandro Miele, Benedetta una documentazione utile a
tizzata, ancora molto semplifi- Alberti, ed ha riguardato l'uso tutti e allo stesso tempo fornire
cata rispetto a quanto le stesse del laser scanner come strumen- una nuova modalità di acquisi-
strumentazioni possono fornir- to di conoscenza importante zione grafica, che, con rapidità
ci. Siamo solo all’inizio dell’era nell'interpretazione architetto- e certezza del dato, restituiva un
del Digital Twin. La scansione nica delle Domus romane del modello più fedele possibile alla
dell’”Heritage” è una ripresa Celio. realtà ma anche la complessità
al vero e con questo principio Le stesse domus sono state nel suo insieme.
deve essere investigata, dove i oggetto di un ampio restau- Le maggiori informazioni da
dati sono per la maggior parte ro multi disciplinare che ha documentare furono i palinsesti
superficiali a differenza del BIM goduto della collaborazione murari nelle loro stratigrafie sto-
come un metodo rivolto alle della Soprintendenza per i Beni riche per ottenere la restituzione
costruzioni nel loro ciclo di vita Artistici e storici e dell’Istituto virtuale delle fasi edilizie che nel
con dati ed oggetti volumetrici Centrale del Restauro con M.P. tempo si erano succedute.
e standardizzati/standardizzabili. Nugari, A. Roccardi, S. Ricci, Allo stesso modo l’interesse era
In questo scenario abbiamo A.M. Pietrini individuare e sperimentare una
cercato di concentrarci su un
workflow completamente open
al fine di consentire ad un ope-
ratore di passare da dati rilevati
da un qualunque strumento
alla virtualizzazione attraverso
prodotti aperti e non proprie-
tari, chiedendoci quanto abbia
senso stabilire oggi un acroni-
mo Hbim o similare che nulla
rappresenta di quanto la stessa
tecnologia odierna possa offrire
in ambito specialistico.
Per far questo abbiamo ripreso
un lavoro del 2008, che si è
sviluppato in tutte le sue fasi di
ricerca fino al 2014 quando è
stato pubblicato all’interno del
volume Caelius II Pars inferior .
L’esercizio è stato utile anche
a verificarne la bontà dei dati
raccolti durante le campagne di
riprese e valutando come, al’e-
poca solo teoria, gli stessi dati
rappresentano un congelamento
della situazione utile in tempi
successivi senza dove ripetere
necessariamente il lavoro stesso. Fig. 1 - Elaborazione a nuvola di punti del modello rilevato e georeferenziato.
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procedura informatizzata che 4modelli ad altissima defini- I tempi furono molto brevi gra-
consentisse anche di analizzare i zione delle singole stanze, zie alle caratteristiche dell’appa-
manufatti nel tempo e studiarlo con restituzione delle super- recchiatura: in un solo giorno e
anche in fase di rilievo secondo fici architettoniche e dipinte mezzo di riprese sul posto sono
diverse angolazioni tematiche e corrispondenti allo stato di state eseguite tutte le scansioni
di ricerca. fatto. pianificate contestualmente al
Il Rilievo con scanner laser e rilievo topografico, il tutto poi
l’elaborazione fu curato da- Il complesso monumentale po- montato in un unico modello.
gli archh. Benedetta Alberti, neva alcuni vincoli dovuti a: Ogni scansione comprendeva
Alessandro Miele. riprese fotografiche e modello
Il lavoro ha riguardato 20 am- 4ambienti ipogei e semipogei da 40 milioni di punti.
bienti, ed aree limitrofe; per di piccole dimensioni; Visto la densità a cui si arrivava
ognuno dei quali sono stati rea- 4differenti fasi costruttive delle in scansione e la limitazione
lizzati modelli ad altissima defi- murature da porre in risalto informatica delle strumentazio-
nizione, con restituzione croma- graficamente; ne di quegli anni, fu scelto di
tica di tutte le superfici decorate 4presenza di affreschi e mosai- operare direttamente su nuvole
e dei paramenti murari. ci originali da restituire con di punti dense opportunamente
Il progetto prevedeva il rilievo la massima precisione; trattate.
con scanner laser del sito arche- 4 scarsa illuminazione interna Elaborazioni mesh non sono
ologico al fine di ottenere: state prese in considerazione
Fu scelto l’utilizzo di una stru- se non per alcune porzioni, in
4modello tridimensionale mentazione che allora era stata particolare in quelle zone, prin-
completo del complesso; appena messa in commercio, lo cipalmente affrescate, dove il
4sezioni bidimensionali di det- Z+F IMAGER® 5006 proposta dato doveva essere trattato come
taglio, con basi fotografiche, dalla società 3D Target, dopo informazione di superficie.
per l’analisi archeologica aver testato altre apparecchia- Allo stesso modo il rilievo al
dell’aggregato antico e del ture, con a supporto strumen- vero e tramite nuvola di punti
suo sviluppo storico; tazione topografica al fine di densa costituisce di per se una
4planimetrie, sezioni e schemi ricollegarsi anche ai precedenti banca dati infinita e sono state
tridimensionali delle fasi sto- rilievi. limitate tutte le manomissioni
riche del complesso; conseguenti ad elaborazioni
grafiche.
Molti degli ambienti furono
studiati tramite analisi virtuale
in 3d a seconda delle necessità
degli specialisti. Ed esaurita la
fase di rilevamento la funzio-
ne del rilevatore è stata anche
quella di guidare tecnicamente
tutte le elaborazioni informati-
che successive e di supportare
lo studio storico e archeologico
nelle rappresentazioni più ido-
nee agli studi stessi.
Furono prodotti estratti tridi-
mensionali per ogni fase edilizia
individuata isolando ed eviden-
ziando graficamente le strutture
relative alla singola fase analiz-
zata
La facciata sul Clivus, fu rileva-
ta nel corso del primo test, con
altra strumentazione, a toni di
grigio con nuvole di punti poco
Fig. 1 - Elaborazione a nuvola di punti del modello rilevato e georeferenziato. dense.
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Fig 2 - Elaborazioni dei modelli di fase e delle analisi archeologiche virtuali.
Sono stati quindi elaborati mo- del complesso e le sezioni foto- massimo l’utilizzo di tali piat-
delli semplificati tridimensio- grfiche aggiornate. taforme in particolar modo
nali, oggi definiti come Hbim, La sperimentazione del meto- CloudCompare e Blender, nella
che riprendevano esattametne le do qui esposto, confermò già v2.80 con Blender Bim, su si-
geometrie principali e venivano allora, la sua utilità e corrispon- stemi multipiattaforma.
ricostruiti o meno a seconda denza alle richieste iniziali del Prestando attenzione ad alcuni
delle indicazioni archeologi- progetto e ci consentì di otte- richiami normativi come input,
che, modelli 3d sovrapponibili nere una preziosa ed integrale doverosi visto il clamore, negli
al contesto attuale utili nella banca dati a disposizione di chi ultimi anni, dovuto alla diffu-
comprensione geometrica del avrebbe proseguito nello studio sione ampliata della metodolo-
manufatto nella sua evoluzione e nella cura del monumento. gia BIM, ci siamo chiesti fino
storica. a che punto è possibile gestire
In ultimo abbiamo potuto met- Le nuove elaborazioni “Open” la complessità in modalità non
tere a confronto la restituzione A distanza di 10 anni, abbiamo proprietaria e interoperabile,
della scansione laser con il ri- ripreso questo studio alla luce come la norma indica.
lievo di Richard Krautheimer, delle nuove possibilità fornite
sono stati evidenziati i dettagli dalla tecnologia contempora- DLgs n.50, Art. 23
costruttivi, le bucature, le tes- nea, valutando quanto Open comma 1. […] progressivo
siture murarie, le orditure utili Source e metodologia BIM, uso di metodi e strumenti
alla ricostruzione architettonica ancora più presente sul merca- elettronici specifici quali
della facciata ed al posiziona- to, siano utili alla comprendio- quelli di modellazione per
mento dei solai obliterati dalla ne, attualizzazione e gestione l’edilizia e le infrastrutture;
successiva costruzione della ba- dell’intero lavoro. comma 13.
silica cristiana. Grazie al supporto dell’Arch. […]Tali strumenti utilizzano
Sono state parallelamente otte- Fiorentino Sarro, che ha col- piattaforme interoperabili a
nute elaborazioni bidimensio- laborato in questo sviluppo mezzo di formati aperti non
nali come la nuova planimetria attuale, abbiamo sfruttato al proprietari, al fine di non
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Ricordando che tutti gli svi-
luppi informatici in ambito
della pubblica amministrazione
soprattutto dovranno necessa-
riamente prendere questa strada
non potendo essere legati a
sistemi di authoring proprietari,
sia per la natura dei dati che per
garantire la pluralità di prodotti
sul mercato.
Obiettivi
Lo studio ha previsto 4 obiettivi
cardine:
Fig. 3 - Schema degli obiettivi di ricerca. 1) Open Data
Utilizzo esclusivo di “piattafor-
me Interoperabili” ovvero stru-
limitare la concorrenza tra i Tutto questo passando attraver- menti che consentano capacità
fornitori di tecnologie […] so la norma UNI 11337 nelle di gestione dell’intero progetto
L’uso dei metodi e strumenti sue varie parti dove, ricordia- con sistemi Open Source multi-
elettronici può essere richie- mo, nella parte 9, verranno piattaforma o freeware.
sto soltanto dalle stazioni normati: la “Due Diligenge” Gestione dei dati 3d e BIM
appaltanti dotate di personale ed il rilievo digitale (nuvole di tramite formati aperti e non
adeguatamente formato. punti, termografie, tomogra- proprietari senza perdita di in-
[…] fie, ecc.), le regole di costru- formazioni.
zione delle “Piattaforme di 2) Dati di input: Rilievo a nu-
DM 560/2017, Art. 7 Collaborazione”. vole di punti del reale.
comma 13. “Ai fini dell'intro- Nonostante tutto ciò si eviden- 3) Dotazione: Ci siamo imposti
duzione dei metodi e degli zia come primo elemento che il l’utilizzo di computer di uso
strumenti elettronici di cui modello dell’esistente scompare comune e non workstation in
all'articolo 23, comma l, all’interno di un processo simil- modo da verificare come una
lettera h), del codice dei con- industrializzato, che spesso non normale dotazione informatica
tratti pubblici, il capitolato, contempla nemmeno la peculia- possa essere all’altezza, e fino a
allegato alla documentazione rità del nostro costruito storico. che punto, di gestire dati e pro-
di gara […]; Oggi la teconologia Open cessi così complessi.
b)[…] In particolare, deve Source ci offre interessanti pro- Presupponendo anche l’elabora-
includere il modello informa- dotti che scavalcano gli ambien- zione da parte di utenti che non
tivo relativo allo stato iniziale ti della ricerca e possono essere conoscevano i luoghi.
dei luoghi e delle eventuali considerati stabili strumenti 4) Realtà complessa: Heritage ≠
opere preesistenti. […]” operativi quotidiani. Building
I modelli non dovevano subire
processi di semplificazione ri-
spetto al rilevato, che nel nostro
caso rappresentano contesti a
limite archeologico/costruttivo/
artistico, per verificare fin dove
questa complessità si potesse tra-
durre in dati open ed informa-
zioni bim, senza manomettere il
dato iniziale. L’obiettivo è met-
tere al centro del processo non il
modello informativo semplifica-
to o tradotto, ma il modello rea-
le (digital twin) rilevato, per poi
Fig. 4 - Elaborazioni dell’intero modello rielaborato in Blender.
arricchirlo con dati informativi.
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Oggi, grazie agli sviluppi in-
formatici, abbiamo avuto la
possibilità di riprendere intera-
mente tutti i dati, generare tutti
gli ambienti in mesh tramite
nuovi algoritmi e gestire il tutto
all’interno di prodotti attuali
finalizzati ad una migliore clas-
sificazione, in formato gratuito
ed Open Source.
Elaborazione
Tramite Cloud Compare, pro-
dotto Open Source, abbiamo
sviluppato procedure di gestio-
ne delle nuvole di punti per poi
creare i modelli mesh dell’intero
modello e di tutte le stanze.
Traferendo e montando i mo-
delli direttamente in Blender
2.80, software 3d completo e
gratuito.
Per complessità dei modelli
abbiamo preferito passare da Fig. 5 - Elaborazioni tipologiche su uno degli ambienti rilevati.
Cloud Compare in quanto
Blender ancora non è performa- mantenendo la complessità ori- BIM e importati in alcuni stru-
to su nuvole di queste dimen- ginaria. menti tra i più comuni software
sioni, ma consente, a sua volta, Il trasferimento è stato opera- di authoring verificando che il
un controllo molto approfondi- to in modalità parallela sia in modello venisse letto in modo
to sul 3d mesh e volumetrico. Blender tramite il nascente plu- integrale senza perdita di dati,
Blender ad oggi rappresenta gin Blender BIM che nel sof- unico limite riscontrato la ti-
una soluzione open source tware US-bim viewer dell’AC- pologia di traduzione IFC del
molto potente e liberamente CA Software. Entrambi validi software in uso.
implementabile, di cui, i recenti e, con differenze operative, utili Qualche prodotto ha avuto pro-
applicativi come BlenderBIM alla conversione a cui si voleva blemi con la lettura del model-
e BlenderGIS, ci hanno posto arrivare. lo, questo a dimostrazione della
il quesito se tale prodotto po- Sono stati visualizzati i dati non perfetta traduzione ad oggi
tesse essere concorrenziale e ottenuti tramite visualizzatori di questi formati.
produttivo rispetto a prodotti di
Authoring, anche nell’ottica di
quanto esposto finora.
Nonostante la complessità dei
dati siamo riusciti a gestire l’in-
tero modello assemblato senza
particolari problemi di limita-
zione hardware e la stessa navi-
gabilità in tempo reale e qualità
di renderizzazioni ne hanno
superato le aspettative.
il modello del sito che aveva-
mo rilevato in partenza con
vari gradi di dettaglio è stato
classificato in IFC per poi ren-
derlo trasferibile con i suoi dati
all'interno di un software BIM, Fig. 6 - Analisi dei paramenti murari e classificazione BIM.
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Visualizzazione
Altro approfondimento è stato
valutare quanto, con il motore
di render di Blender potevamo
avvicinarci a quelle che erano
riprese fotografiche, questo
senza necessariamente ritoccare
il modello scansito e sempre
limitando al minimo l’apporto
dell’operatore.
Il software era pienamente in
grado di gestire modelli trian-
golati molto complessi e ci re-
stituiva il modello renderizzato
in tempo reale con risultati
eccellenti.
Abbiamo comparato le imma-
gini di ripresa di allora e rico-
struito le stesse tramite nuove
renderizzazioni che hanno resti-
tuito immagini molto simili alla
realtà sia nella versione di ren-
der statico che di navigazione in
Fig. 7 - Visualizzazione delle parti in US-bim viewer - ACCA Software.
real time.
Risultati
Tramite la classificazione BIM, seconda del prodotto che utiliz-
possiamo associare ai dati tutte Nel nuovo lavoro sono emersi
ziamo.
quelle informazioni che repu- ulteriori dati che saranno utili
(Heritage)
tiamo necessarie e che vengono per una successiva campagna di
InformationModeling =
inserite in modo differente a studio delle stratificazioni vir-
HOpensource
tuali delle fasi.
Fig. 8 - Analisi dei modelli in Blender.
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Blender ha anche consentito l’analisi dimen-
sionale dei modelli rilevati, cosa del tutto non
scontata, considerando sempre la natura del
software, evitando di passare in altri prodotti.
Questo ci ha permesso di avere una fluidità
nella gestione dei modelli e dell’intero sito
anche durante tutta la fase di lavoro e non
solo di analisi.
Grazie a Blender gli stessi operatori hanno
potuto scoprire e conoscere il sito diretta-
mente tramite il processo computerizzato e
più dati si estraevano più loro stessi erano
portati ad effettuare nuovi analisi e testing.
Segno di una completa stabilità del prodotto
utilizzato.
Oggi si può davvero immaginare la stessa
scansione un prodotto “non proprietario” e
all’utilizzo di tutti e siamo certi e confidenti
in una filosofia di gestione del dato. OPEN e
non RANSOMWARE
BIBLIOGRAFIA
- A cura di Englen A. e Filetici M.G. e Palazzo P. e Pavolini
C. e Santolini R. (2014) Caelius II. Pars Inferior. Le Case
Romane sotto la Basilica dei Ss. Giovanni e Paolo. Luogo
di edizione: Roma Erma di Bretschneider.
- A.M. Colini Storia e topografia del Celio nell’antichi-
tà, in Memorie della Pontificia Accademia Romana di
Archeologia, serie 3a, 7, 1944.
- R. Krautheimer Corpus basilicarum christianarum
Romae, I, Città del Vaticano, Pontificio istituto di archeo-
logia cristiana,1962.
PAROLE CHIAVE
Building Model; Hbim; Open Source; Archeologia;
Virtuale; Tecnologia
ABSTRACT
The study of the archaeological site of the ancient Roman
houses on Celio we have analyzed how it is possible to use
Open Source products and workflow to manage data of reality
up to the Bim modeling. Assuming that heritage is a world of
construction more tied to creativity, organic forms, and dyna-
mism rather than industrialization. Is it possible today to have
data management not dependent on authoring systems? Key of
the process not the simplified or translated information model,
but the real model detected, the digital twin. Open data input
to keep all the necessary information about building.
AUTORE
Arch.Alessandro Miele
alemiele@gmail.com
Arch.Fiorentino Sarro
fiore.sarro@gmail.com
Direzione scientifica/Autori intervento 2009-2014
Arch.Maria Grazia Filetici
Prof. Carlo Pavolini
Dott.ssa Paola Palazzo
Dott.ssa Alia Englen
Dott.ssa Rita Santolini
Arch. Benedetta Alberti
Arch. Alessandro Miele
GEOmedia n°6-2019 13
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