Introduzione al corso di fotogrammetria

La fotogrammetria è una tecnica di rilievo e misurazione attraverso una serie di immagini fotografiche che permette la ricostruzione di ambienti o oggetti 3D. Viene utilizzata in vari ambiti come l’archeologia, dove al fotogrammetria permette la restituzione tridimensionale dei monumenti o degli scavi. Altro ambito è quello industriale per il controllo delle strutture come ponti o edifici per verificarne le modifiche strutturali. La ricostruzione 3D permette di avere una visione più completa delIe singole fotografie perché permette di ricostruire la profondità dei dettagli che nelle foto bidimensionali non si percepiscono. Un altro ambito di utilizzo della fotogrammetria è l’ambito artistico sia del video gaming che della ricostruzione di ambienti per la produzione di audiovisivi. Altri ambiti di utilizzo sono la cartografia (un esempio è Google Earth) l’architettura, il rilievo scientifico, la post-produzione di effetti, il turismo, la pianificazione urbanistica, l’arte etc.

Con la fotografia l’ambiente tridimensionale viene convertito in un’immagine bidimensionale andando a perdere l’informazione di profondità. Questa viene recuperata nella fotogrammetria attraverso l’analisi e l’individuazione delle somiglianze nella sequenza degli scatti.

Esistono varie tecniche a seconda degli ambiti di utilizzo, ma in questo corso ci concentreremo nella realizzazione di oggetti 3D che potremo utilizzare in software 3D come Blender o nei game engine come Unity per un utilizzo in realtà immersiva.

La tecnica di ricostruzione si basa su algoritmi molto sofisticati che analizzano l’immagine e convertono le immagini (informazioni bidimensionali) in dati di posizionamento tridimensionale confrontando le differenze di posizionamento dei pixel per poi riposizionarli in uno spazio 3D. Le varie fasi di passaggio da immagine a oggetto le analizzeremo nel modulo dedicato alla ricostruzione.

Prima di iniziare voglio elencarvi una prima serie di termini che verranno utilizzati durante i prossimi moduli:

mesh – la mesh è un reticolo poligonale che definisce un’oggetto nello spazio 3D

SFM – acronimo di Structure from motion, algoritmo che analizza i punti in comune delle imamgini e crea una nuvola di punti in 3D.

Nuvola di punti o point cloud – insieme di punti generati dall’agoritmo SFM che determinano i potenziali vertici di una mesh nello spazio 3D

texture – immagine bidimensionale che corrisponde alla “pelle” della mesh

risoluzione – dimensione in pixel di un’immagine e nel nostro caso delle texture indicata in rapporto 1:1 es.: 1K = 1024×1024, 4k = 4096 x 4096 etc.

Nel prossimo modulo vedremo gli strumenti di cui abbiamo bisogno.