Grafica 3D per i beni culturali
Laurea magistrale in Informatica Umanistica, anno accademico 2013/2014
Docente: Matteo Dellepiane e lo staff del
Visual Computing Lab, ISTI-CNR
PROVA SCRITTA:
Martedì 10 Giugno 2014, ore 9, Aula H, Polo Fibonacci
ESAME GIUGNO:
Venerdì 20 Giugno 2014, ore 9, Aula H, Polo Fibonacci
ESAME LUGLIO:
Venerdì 18 Luglio 2014, ore 9, Aula I, Polo Fibonacci
Orario:
Lunedì, 12.00-13.30, Aula M, Polo Fibonacci
Giovedì, 12.00-13.30, Aula H, Polo Fibonacci
Edizione 2012/2013
del corso
Le tecnologie 3D hanno avuto un grande sviluppo negli ultimi 10
anni: uno dei principali campi di applicazione è da sempre il settore
dei Beni Culturali. L'obiettivo del corso è fornire agli studenti una
panoramica dei diversi approcci possibili per ottenere modelli
tridimensionali partendo da dati "reali" (come misurazioni o
fotografie). Gli studenti verranno a contatto con le tecnologie di alto
livello (Scansione 3D) e con le emergenti alternative "low-cost"
(modellazione e generazione di geometria da immagini). Il corso sarà
principalmente applicativo: insieme a nozioni di tipo teorica saranno
sperimentati una serie di strumenti software (principalmente freeware e
open-source) che permetteranno agli studenti di poter continuare a usare
parte delle tecnonlogie anche a corso ultimato. Il corso si occuperà di
ricostruzione 3D automatica o assistita: non saranno trattate pertante
le tecniche di modellazione 3D classica.
Requisiti per il corso
- Discreta conoscenza dell'inglese: i software utilizzati e parte del
materiale per le lezioni sarà in lingua inglese.
- Laptop o desktop personale: parte delle lezioni sarà dedicata a
tutorial e laboratori sul processamento dei dati. E' pertanto
consigliabile avere un portatile o un computer a casa su cui poter
installare i software.
- Nozioni base di informatica, conoscenza base dell'html per il progetto
finale.
- Voglia di "smanettare" sui dati...
Programma del corso
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Qui di seguito ecco le lezioni già concluse:
17 Febbraio 2014: Introduzione. Presentazione del corso e primi concetti Slides
20 Febbraio 2014: 3D e rendering: concetti base Slides
24 Febbraio 2014: RTI Images, Teoria (by Gianpaolo Palma) Slides
27 Febbraio 2014: RTI Images, Best practice Slides
3-6 Marzo 2014: 3D Scanning, theory Slides
10 Marzo 2014: MeshLab Intro e Basics Slides
13 Marzo 2014: La pipeline di scansione in MeshLab Slides
17 Marzo 2014: Mesh Processing con MeshLab Slides
20 Marzo 2014: Esempi di Scansione 3D Slides
24-27 Marzo 2014: Image Based 3D modelling (by Marco Callieri) Slides
14 Aprile 2014: Multi-view stereo matching, intro Slides
17 Aprile 2014: Multi-view stereo matching, the tools Slides
28 Aprile 2014: La documentazione 3D in archeologia (by Nicolò Dell'Unto)
5 Maggio 2014: Multi-view stereo matching, making the model Slides e progetti finali per il corso Slides
8-12 Maggio 2014: Colore e materiali su modelli 3D Slides
15 Maggio 2014: Visualizzazione remota Slides
19 Maggio 2014: Wrap up Slides
I principali argomenti trattati saranno:
Introduzione, presentazione, overview
Introduzione alla grafica 3D
3D vs 2D; modelli di rappresentazione; la pipeline di rendering
Modellazione assistita da immagini: teoria e pratica
Basi di fotogrammetria; Image based modeling; Overview sui software commerciali; L’approccio Sketch-up; Laboratorio pratico Sketch-up
Scansione 3D: intro, teoria e pratica
Cosa è; sistemi di 3D scanning; teorie e tecniche di acquisizione; processing dei dati
Concetti di mesh processing: teoria e pratica
Navigazione; cleaning; re-meshing; coloring...; laboratorio pratico con MeshLab
Ricostruzione 3D da immagini; intro teoria e pratica
Dense stereo matching
Arc3D e Bundler; Processare i dati; Laboratorio pratico
Il colore in acquisizione: intro, teoria e pratica
Cos’è il colore; BRDF e simili; Image alignment; Color projection; Texture mapping and color per vertex; Laboratorio con MeshLab
RTI, intro teoria
Relightable Images; Polynomial Texture Maps; Acquisizione ed esempi
Advanced visualization
Shaders; multirisoluzione
WebGL e 3D su web
Presentazione casi di studio e risultati
Photocity; 3D Warehouse di Google; Cenobium; Overview dei progetti del Visual Computing Lab
Risorse software
MeshLab Release Sito
RTI Builder Link
PTM Fitter Link
RTI Viewer Sito
Photosynth toolkit 11 32Bit 64Bit
Photocloud Sito
Dataset vari
3D Scanning 1 Laurana_scan
3D Scanning 2 Tartaruga_scan
Mesh Processing Esempi per mesh processing
Mesh Processing - 2 Esempi per mesh processing - 2
Immagini Quadro Capre per PTM Download
La PTM del Sole: immagini, file lp Download
Esempi per Dense Stereo Matching Download
Esempi per Dense Stereo Matching2 Download
Esempi per Image alignment and color projection Download
Componente WebGL per visualizzazione modello 3D Download
Componente WebGL per visualizzazione PTM Download
Modalità di esame
Alla fine delle lezioni del corso, si svolge solitamente un compitino (facoltativo ma consigliato) che copre tutti gli argomenti del corso e assicura un punteggio di bonus/malus da applicare al voto d'esame.
L'esame consiste nell'applicazione di una delle tecniche di acquisizione
viste nel corso (3D Scanning, Modellazione assistita, Dense Stereo
Matching, PTM) su un oggetto di interesse per i beni culturali. Per la
presentazione del progetto è necessario portare una chiavetta USB (o CD o
disco esterno) contenente:
- una cartella con i dati utilizzati per il progetto (dati originali,
file intermedi, qualsiasi dato che dimostri il lavoro fatto)
- una piccola pagina web contenente almeno tre sezioni: una pagina di
presentazione (con visualizzazione del modello o snapshot accattivanti),
una pagina che descriva (in dettaglio) la procedura di acquisizione,
una pagina relativa al valore storico-artistico dell'oggetto acquisito,
con motivazioni (anche pseudo-inventate) sulla necessità di
un'acquisizione 3D.
L'esame consisterà in una breve presentazione della pagina web, e nella
risposta ad eventuali domande chiarificatrici da parte mia. Raccomando
la descrizione particolareggiata della vostra esperienza di
acquisizione: anche gli errori e i diversi tentativi dimostrano il
vostro impegno e lavoro. L'utilizzo "avanzato" degli strumenti visti
durante il corso (MeshLab, WebGL, Proiezione colore...) è titolo di
merito. Nel caso che non sia stato effettuato o superato il compitino,
ci saranno alcune domande sul resto degli argomenti del corso.
Qualsiasi proposta dello studente per l’acquisizione è più che ben
accetta, però vi propongo una breve lista di monumenti pisani che sono
papabili per l’acquisizione. Sono più o meno in ordine di preferenza, e
vale la regola del “chi primo arriva...”:
- Pal. Medici sul Lungarno
- Torre Campanaria S. Michele degli Scalzi
- Capitelli di Borgo Largo
- San Pietro in Vinculis
- S. Sepolcro
- San Francesco
- San Frediano
Materiale e link
Le dispense dell'esame dovrebbero essere sufficienti a superare l'esame.
Ulteriori indicazioni per articoli o risorse web di possibile utilità
saranno fornite durante il corso.
Ecco alcuni link utili relativi alle tecnologie e ai software usati nel
corso:
- MeshLab,
a freeware tool for mesh processing
- MeshLab
stuff, utile blog
- Il sito del Visual
Computing Lab, con contatti e descrizione delle attività
- Arc3D, webservice
per la ricostruzione 3D a immagini
- Bundler:
Structure from Motion (SfM) for Unordered Image Collections
- Photocity:
capture the world one photo at a time
- Cenobium: i
capitelli dei chiostri Romanici in Europa
- Matteo
Dellepiane, sito personale: ci siete già dentro!
Contatti
Matteo Dellepiane
Visual Computing Lab, ISTI-CNR
Via G. Moruzzi 1, 56124 Pisa (PI)
Tel: 0503152925
Mail: dellepiane@isti.cnr.it
