L’insegnamento intende fornire agli studenti le conoscenze tecniche e scientifiche, insieme agli strumenti, per apprendere ed utilizzare consapevolmente i principi della fotogrammetria nel settore del rilievo archeologico, oltre alla costruzione di modelli digitali tridimensionali a partire da tecniche fotogrammetriche nei campi della conservazione di siti monumentali e dell’edilizia storico-artistica. In particolare, al termine del corso lo studente sarà in grado di progettare un rilievo fotogrammetrico georeferenziato, realizzarlo, costruire modelli 3D reality-based, predisporli per i tipici usi dei processi documentali: analisi, valutazione, gestione, comunicazione.

Sono previsti approfondimenti su tematiche multiscalari per consentire agli allievi di spaziare dal rilievo consapevole del reperto archeologico sino al sito nel contesto urbano: a tal fine verranno predisposte lezioni specifiche sulla modellazione digitale informativa, con attenzione ai sistemi informativi geografici e agli ambienti di modellazione ArchaeoBIM.

Il corso verrà articolato sulla base del seguente programma generale.

RICHIAMI GENERALI DI FOTOGRAFIA

• La ripresa fotogrammetrica tramite smartphone
• Descrizione degli apparecchi fotografici e loro principi di funzionamento
• Esemplificazione utilizzo macchina fotografica e corpi illuminanti, ripresa di oggetti semplici
• Ripresa fotografica finalizzata al rilievo

MODELLAZIONE GEOMETRICA DIGITALE

• Alcuni principi di computer graphics: coordinate omogenee e trasformazioni geometriche
• Richiami sulle principali metodologie di modellazione tridimensionale CSG e B-Rep
• Richiami su formati grafici poligonali (OBJ, PLY, STL, ecc.)
• Nuvole di punti e loro conversione in mesh triangolari
• Mesh di triangoli: principali operazioni di semplificazione, levigatura e regolarizzazione
• Introduzione al texturing di modelli basati su mesh poligonali

ELEMENTI DI COLORIMETRIA

• Gli spazi colore
• Acquisizione e riproduzione del colore
• Color appearence e BRDF
• Misura del colore
• Utilizzo di sistemi del colore (Munsell, NCS, Pantone, RAL)
• Acquisizione del colore tramite tecniche di imaging
• Tecniche di correzione del colore
• Bilanciamento del bianco e del colore nelle immagini

ELEMENTI DI FOTOGRAMMETRIA E FOTOGRAMMETRIA AUTOMATICA

• Concetti di base
• Pianificazione di un rilievo fotogrammetrico
• Principio di collinearità
• Modelli di camera e calibrazione della camera
• Orientamento della camera
• Procedure manuali, semi-automatiche, automatiche
• Image Feature Detection and Matching
• Structure from Motion
• Bundle Adjustment
• Creazione di nuvole di punte sparse
• Dense Stereo Matching
• Regole generali di ripresa e camera network
• Texturing fotogrammetrico
• Creazione di ortofoto

ELEMENTI DI MODELLAZIONE SEMANTICA E INFORMATIVA

• Concetti di base
• Gli attributi informativi e i metadati
• I sistemi di modellazione informativa BIM e ArchaeoBIM
• Estensione alla matrice d'area vasta: i sistemi GIS
• Cenni di utilizzo per i software più diffusi

Non sono richieste abilità pregresse specifiche ma è consigliata la conoscenza generale dell’utilizzo di strumenti fotografici quali fotocamere o smartphones, insieme ad una conoscenza di base pertinente l’utilizzo del calcolatore in ambiente MS Windows o Apple MacOS.

Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding).

• Conoscenza dei metodi e degli strumenti essenziali per affrontare le tematiche della misurazione attraverso il rilievo (problemi e metodi);
• Capacità di distinzione e confronto fra le fondamentali metodologie di rilievo e i loro contesti culturali.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding).

• Conoscenza e comprensione dei concetti e dei metodi previsti dal corso;
• Capacità di analizzare e sfruttare le caratteristiche degli strumenti del rilievo e della restituzione digitale.
• Capacità di espressione dello spazio tramite la comprensione della rappresentazione architettonica alle scale dell’edificio storico e del comparto urbano.

Autonomia di giudizio (making judgements).

• Capacità di individuare le criticità e le peculiarità per i diversi contesti da collocare temporalmente;

Abilità comunicative (communication skills).

• Capacità di comunicare proattivamente i fondamenti della fotogrammetria digitale;

Capacità di apprendere (learning skills).

• Capacità di usare conoscenze e concetti che consentano di ragionare secondo la specifica logica della disciplina.

Il materiale didattico predisposto dalla/dal docente in aggiunta ai testi consigliati (come ad esempio diapositive, dispense, esercizi, bibliografia) e le comunicazioni della/del docente specifiche per l'insegnamento sono reperibili all'interno della piattaforma Moodle › blended.uniurb.it

Sarà previsto un ampio uso delle risorse di distribuzione di ateneo per consentire uno scambio informativo in tempo reale sulle tematiche affrontate durante il corso.

Dal momento che il software di Adobe (Lightroom Mobile per iOS o Android) sarà privilegiato nell’esposizione di metodi e concetti, si invitano gli studenti ad installare una copia gratuita sui propri smartphones, registrandosi presso il sito di Adobe (https://www.adobe.com/it/) per attivare e garantire l’utilizzo gratuito del programma sugli smartphones.

Modalità didattiche

Il corso è organizzato in cicli di lezioni teoriche frontali, esercitazioni pratiche svolte per apprendere tecniche e software dedicati e un’applicazione diretta dei contenuti teorici e pratici ad un caso di studio di riferimento.

Didattica innovativa

La didattica di questo corso è innovativa per diversi motivi:

1. Integrazione di conoscenze tecniche e scientifiche: Il corso non si limita a fornire solo le basi teoriche della fotogrammetria, ma integra anche conoscenze scientifiche e tecniche specifiche per il rilievo archeologico e la costruzione di modelli digitali tridimensionali. Questo approccio multidisciplinare permette agli studenti di acquisire una comprensione completa e approfondita delle tecniche fotogrammetriche applicate a contesti reali.

2. Focus pratico e applicativo: Gli studenti apprendono non solo i principi teorici, ma anche come applicarli praticamente nella progettazione e realizzazione di rilievi fotogrammetrici georeferenziati e nella costruzione di modelli 3D reality-based. Questa enfasi sulla pratica prepara gli studenti ad affrontare sfide concrete nel campo della conservazione di siti monumentali e dell’edilizia storico-artistica.

3. Approccio multiscalare: Il corso offre approfondimenti su tematiche multiscalari, permettendo agli studenti di passare dal rilievo di singoli reperti archeologici al rilievo di siti nel contesto urbano. Questo consente una visione completa e versatile, fondamentale per operare in contesti archeologici complessi.

4. Uso di tecnologie avanzate: Vengono fornite lezioni specifiche sulla modellazione digitale informativa, con particolare attenzione ai sistemi informativi geografici (GIS) e agli ambienti di modellazione ArchaeoBIM. L'integrazione di queste tecnologie avanzate rende il corso all'avanguardia, preparando gli studenti ad utilizzare strumenti moderni e innovativi per la documentazione e la gestione del patrimonio culturale.

5. Preparazione per diversi utilizzi documentali: Il corso prepara gli studenti a utilizzare i modelli 3D non solo per l'analisi e la valutazione, ma anche per la gestione e la comunicazione dei risultati. Questo rende gli studenti versatili e pronti a rispondere alle diverse esigenze dei processi documentali nel campo del patrimonio culturale.

In sintesi, l'innovatività della didattica di questo corso risiede nella sua capacità di combinare teoria e pratica, di adottare un approccio multiscalare e di integrare tecnologie avanzate, fornendo agli studenti una formazione completa e moderna nel campo della fotogrammetria applicata al rilievo archeologico e alla conservazione del patrimonio storico-artistico.

Obblighi

Al fine di svolgere adeguatamente le attività previste dall’insegnamento, gli allievi dovrebbero avere conoscenza anche minima delle tecniche di base di fotografia, di gestione degli archivi di files in un calcolatore e di un minimo di terminologia pertinente l'utilizzo di computer grafica nella documentazione di archeologia. L'apprendimento viene valutato esclusivamente tramite l'esame finale, il quale verifica l'acquisizione completa delle conoscenze e delle competenze attese attraverso una discussione sui lavori svolti durante l'anno. La preparazione e la presentazione dei lavori di esercitazione sono requisiti indispensabili per l'ammissione all'esame: la completezza della documentazione sarà controllata alla fine del corso durante una "revisione finale", necessaria per potersi iscrivere all'esame.

Testi di studio

I seguenti testi sono consigliati per approfondimenti tematici e guida all'apprendimento:

• De Luca L., La fotomodellazione architettonica, Dario Flaccovio Editore, Palermo, 2011.
• Docci M., Maestri D., Gaiani M., Scienza del disegno, Città Studi, Novara, 2021.
• Garagnani S., Gaucci A., Moscati P., Gaiani M., ArchaeoBIM - Theory, Processes and Digital Methodologies for the Lost Heritage, Bologna University Press, Bologna, 2021.
• Guidi G., Russo M., Beraldin J.A., Acquisizione 3D e modellazione poligonale, Mac Graw Hill, Milano, 2010.
• Luhmann T., Robson S., Kyle S, Boehm J., Close-range photogrammetry and 3D imaging, 3rd edition, De Gruyter, Berlino, 2020.
• Szelisky R., Computer Vision: Algorithms and Applications, Springer, Berlino, 2011
• Hunt R.G.W., The Reproduction of Colour, 6th edition, Wiley, Hoboken, 2005.

Modalità di
accertamento

Le modalità di accertamento sono le medesime sia per gli studenti frequentanti che per quelli non frequentanti. Esse corrispondono ad un colloquio orale in sede di verifica finale durante il quale verranno presentati gli esiti dell'esercitazione obbligatoria richiesta, attestante l'avvenuto esercizio autonomo svolto dall'allieva/o. Potranno essere rivolti dal docente alcuni quesiti generali riferiti a come l'esercitazione è stata svolta, anche in seguito ai metodi e alle tecniche presentate a lezione.

I contenuti dell'esercitazione obbligatoria, dettagliata per tutti sulla pagina Blended del corso in un documento appositamente redatto, saranno introdotti e affrontati anche durante le lezioni frontali.

La valutazione finale è il risultato di vari criteri applicati al giudizio dei contenuti e della presentazione in sede orale del lavoro individuale svolto per l’esame. Tali criteri sono definiti come segue:

• Completezza (fino a 10 punti): il lavoro è completo, tutto è stato rilevato come richiesto, le viste dei soggetti di esercitazione sono adeguatamente presentate, i modelli sono completi.
• Correttezza (fino a 10 punti): le risposte alle domande, i modelli e le viste generate rappresentano un progetto di fotogrammetria formalmente corretto, con la resa di misure e proporzioni in modo appropriato.
• Cura (fino a 10 punti): I modelli sono stati rifiniti, le mappe di tessitura corrette e anche elementi o viste non obbligatorie sono stati modellati con attenzione. Ogni dettaglio del progetto di rilievo è stato sviluppato con cura.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Modalità didattiche

Anche per gli studenti che non hanno la possibilità di frequentare, il LABORATORIO DI RILEVAMENTO FOTOGRAMMETRICO E GIS adotta una metodologia didattica articolata e comprensiva, suddivisa in due principali modalità di insegnamento:

Autoapprendimento basato sui materiali messi a disposizione dal docente: Gli studenti avranno accesso a lucidi delle lezioni, appunti e una bibliografia di riferimento, che forniranno una solida base teorica sui principi della fotogrammetria alle diverse scale. Questi materiali saranno fondamentali per introdurre e approfondire i concetti fondamentali, preparando gli studenti per le attività pratiche.

Disponibilità del docente a ricevimenti individuali: Gli studenti avranno la possibilità di fissare incontri individuali con il docente per chiarimenti, discussioni e approfondimenti sui temi del corso. Questi ricevimenti serviranno a supportare l'apprendimento autonomo e a rispondere a eventuali dubbi o difficoltà riscontrate durante lo studio individuale.

Queste modalità didattiche congiunte mirano a fornire un'esperienza di apprendimento completa e integrata, che combina autoapprendimento, supporto individuale e sviluppo personale, preparando gli studenti a eccellere sia nel contesto accademico che professionale.

Obblighi

L'apprendimento viene valutato esclusivamente tramite l'esame finale, il quale verifica l'acquisizione completa delle conoscenze e delle competenze attese attraverso una discussione sui lavori svolti durante l'anno. La preparazione e la presentazione dei lavori di esercitazione sono requisiti indispensabili per l'ammissione all'esame: la completezza della documentazione sarà controllata alla fine del corso durante una "revisione finale", necessaria per potersi iscrivere all'esame. Gli studenti non frequentanti dovranno quindi, previa comunicazione via e-mail con il docente, presentare il lavoro svolto in autonomia per ricevere conferma sulla possibilità di sostenimento dell'esame finale.

Modalità di
accertamento

Anche per gli studenti non frequentanti la verifica dell’apprendimento avverrà attraverso il solo esame finale, che accerterà l’acquisizione di tutte le conoscenze e tutte le abilità attese tramite lo svolgimento di una discussione sui lavori prodotti per la discussione.

L'elaborazione e la presentazione dei lavori di esercitazione individuale, precedentemente concordati con il docente, è condizione necessaria per l'ammissione all’esame: la completezza della documentazione sarà verificata a fine corso in una “revisione finale” necessaria per l’iscrizione all’esame.

La valutazione finale è il risultato di vari criteri applicati al giudizio dei contenuti e della presentazione in sede orale del lavoro individuale svolto per l’esame. Tali criteri sono definiti come segue:

• Completezza (fino a 10 punti): il lavoro è completo, tutto è stato rilevato come richiesto, le viste dei soggetti di esercitazione sono adeguatamente presentate, i modelli sono completi.
• Correttezza (fino a 10 punti): le risposte alle domande, i modelli e le viste generate rappresentano un progetto di fotogrammetria formalmente corretto, con la resa di misure e proporzioni in modo appropriato, mediante il raggiungimento di un adeguato livello di autonomia anche senza avere frequentato.
• Cura (fino a 10 punti): I modelli sono stati rifiniti, le mappe di tessitura corrette e anche elementi o viste non obbligatorie sono stati modellati con attenzione. Ogni dettaglio del progetto di rilievo è stato sviluppato con cura.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.