Scopo del progetto

Questo progetto vuole potenziare e migliorare il metodo analitico e multidisciplinare proposto e testato sul sarcofago dedicato ad Ulpia Domnina (MNT-TD, inv. 125891) per identificare, documentare e visualizzare la policromia (colore e doratura) originale sui sarcofagi romani in marmo (I-IV secolo d.C.), grazie ad un nuovo uso delle tecnologie emergenti.

Caso di studio

L'attività di sperimentazione è stata eseguita su un sarcofago policromo noto come il sarcofago dell'Annona e conservato presso il Museo Nazionale Romano in Palazzo Massimo a Roma (inv. 40799). Il sarcofago, a cassa rettangolare senza coperchio, è decorato solo nella parte frontale con la raffigurazione della dextrarum iunctio e personaggi allegorici: Portus, Annona, Concordia (dietro la coppia di sposi ), Genius Senati, Abundantia e Africa (da destra a sinistra del sarcofago).
Esso è stato realizzato in marmo proconnesio ed è datato all'ultimo terzo del III secolo (270-280 dC).

Il sarcofago è stato scelto come caso di studio sia perché preserva visibili tracce di colore e di doratura, sia perché pone interessanti problemi aperti sulle loro tecniche di applicazione. A riguardo la letteratura accademica riporta che il sarcofago dell'Annona al momento della scoperta mostrava una grande quantità di tracce di colore rosso e di doratura (Aquari 1877), che nel tempo andavano svanendo (Musso-Friggeri 1985).

Gli obiettivi principali di questa ricerca consistono nel:

  • verificare la presenza di altri colori oltre al rosso;
  • caratterizzare i pigmenti e i coloranti utilizzati;
  • individuare le tecniche di applicazione del colore e della doratura;
  • fornire prove documentali, comprendere e riproporre virtualmente la policromia originale;
  • permettere un'integrazione 3D e una visualizzazione interattiva di tutti i dati (grezzi ed elaborati).

Metodologia e sperimentazione

Utilizzando un approccio interdisciplinare, la fase preliminare è consistita in un'indagine archeologica e storica-bibliografica, affiancata ad un'ispezione autoptica che, supportata da uno stereoscopio portatile, ha permesso di risolvere alcuni dubbi circa l'autenticità di alcuni elementi pittorici.

Il passo successivo è stato l'identificazione delle aree dove effettuare le analisi non invasive basate sull'imaging multispettrale e sulla spettroscopia. In particolare, l'acquisizione di immagini VIL ha svolto un ruolo fondamentale per caratterizzare la distribuzione spaziale del pigmento blu egiziano, mentre quelle realizzate in UVL sono state determinanti per localizzare elementi organici e coloranti come, ad esempio, la lacca vegetale di Robbia.

Successivamente, sono stati prelevati - da parti nascoste e rispettando il principio di minima invasività - alcuni micro-campioni al fine di eseguire analisi più accurate in laboratorio. Ciò è stato necessario per fare più chiarezza sull'esistenza di strati di elementi sovrapposti con caratteristiche interessanti e di difficile interpretazione.

La fase di acquisizione dei dati in loco è stata completata da accurate campagne di acquisizione della superficie policroma e dorata con immagini calibrate 2D e con la digitalizzazione 3D del manufatto usando tecnologie di scansione 3D passive.

La ricerca è proseguita con l'elaborazione dei dati acquisiti in laboratorio. Così, mentre da una parte si è provveduto ad elaborare i dati 2D e 3D al fine di creare un modello digitale ad alta risoluzione (72 milioni di triangoli) del sarcofago dell'Annona, dall'altra, i micro-campioni selezionati sono stati indagati in microscopia ottica petrografica e in spettroscopia Raman.

Integrazione dati e visualizzazione

Successivamente i risultati ottenuti delle diverse modalità di diagnostica e i dati archeologici sono stati integrati con un modello 3D ad alta risoluzione del sarcofago, grazie allo sviluppo di specifiche componenti del software 3D Online Presenter per i Beni Culturali (3DHOP), che utilizza il modello 3D per gestire e visualizzare tutte le informazioni archiviate sull'antica policromia (colore e dorature) e sulla storia del sarcofago.

La struttura del 3DHOP permette: una visualizzazione facile e interattiva di modelli 3D direttamente all'interno di pagine HTML, con tutti i tipi di dati archiviati; lo streaming di mesh 3D in multi-risoluzione su HTTP, sostenendo l'esplorazione di modelli di grandi dimensioni su computer con connessioni Internet standard.

Le caratteristiche principali del sistema, utili sia per il processo di analisi sia per la diffusione dei dati, sono:

  • la navigazione interattiva del modello multi-risoluzione 3D con la possibilità di esaminare liberamente tutti i dettagli della manufatto utilizzando i comandi di zoom e pans;
  • la navigazione interattiva usando un gruppo predefinito di punti di vista relativi ai dettagli più interessanti;
  • la possibilità di interagire con una luce direzionale che può aiutare a mettere in evidenza alcuni dettagli del rilievo altrimenti non distinguibili;
  • la gestione delle informazioni in più livelli, ponendo particolare attenzione ai dati delle analisi scientifiche;
  • il posizionamento di una serie di hotspot per collegare i diversi tipi di dati al modello 3D. Gli hotspot sono suddivisi in diversi gruppi che possono essere visivamente identificabili utilizzando colori diversi. Nel nostro caso ogni gruppo corrisponde ad un diverso dato acquisito (ad esempio VIL e UVL imaging, microscopia ottica petrografica, spettroscopia Raman, ecc.). Per ogni hotspot c'è la possibilità di associare una finestra mobile che permette all'utente di consultare il contenuto dei dati collegati agli hotspot;
  • la visualizzazione interattiva del modello geometrico 3D e le ricostruzioni policrome basate su dati scientifici in più livelli. In particolare è possibile passare dalla visualizzazione del colore apparente attuale a una o più proposte ricostruttive virtuali del colore originario cliccando sull'icona della tavolozza dei colori.

Cliccando sull'immagine sotto è possibile visualizzare in modo interattivo il modello 3D e le potenzialità del sistema 3DHOP appositamente creato per lo studio e la documentazione della policromia antica. Selezionando l'immagine accanto è invece possibile visualizzare un video dimostrativo del suo funzionamento.

Al momento la ricostruzione policroma virtuale della personificazione di Africa è solo una prova per mostrare le potenzialità del sistema.

Risultati

L'integrazione (e la visualizazione) dei dati archeologici e dei risultati delle analisi scientifiche mediante un modello 3D deometrico ad alta risoluzione rappresenta una novità nello studio del colore antico e consente un significativo miglioramento della sua conoscenza.

Si sono pertanto individuati nuovi pigmenti, quali il blu egiziano e il bianco di calce e, probabilmente, la lacca vegetale di Garanza; si è inoltre fatta più chiarezza circa le tecniche usate per la loro applicazione e per la doratura.

Si sono sviluppati nuovi e specifici componenti di 3DHOP per permettere lo studio e la visualizzazione di tutti i dati (grezzi ed elaorati) raccolti sulla policromia via Web grazie alla loro integrazione col un modello 3D ad alta risoluzione.

Concludendo, al termine di questo processo analitico e multidisciplinare, siamo riusciti ad ottenere adeguate informazioni scientifiche per capire la storia della policromia (colore e doratura) del sarcofago Annona e per proporre quanto prima una ricostruzione virtuale (e affidabile) della sua policromia. L'attuale (parziale) riproposizione policroma è parzialmemte attendibile e vuole solo mostrare la potenzialità del sistema digitale proposto.

Pubblicazioni

E. Siotto, G. Palma, M. Potenziani, R. Scopigno 2015. Digital study and Web-based documentation of the colour and gilding on ancient marble artworks, in Digital Heritage International Congress 2015, Granada September 28 - October 2, IEEE, Vol. 1, 2015, 239-246.

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Crediti

Responsabili:

Eliana Siotto (VCG Lab ISTI-CNR, Pisa, IT)
Roberto Scopigno (VCG Lab ISTI-CNR, Pisa, IT)
Rita Paris (Soprintendenza Speciale per i Beni Archeologici di Roma - Direttrice del Museo Nazionale Romano - Palazzo Massimo, Roma, IT)

Digitalizzazione 3D:

Eliana Siotto (VCG Lab ISTI-CNR, Pisa, IT)

Processamento dati 3D:

Gianpaolo Palma e Eliana Siotto (VCG Lab ISTI-CNR, Pisa, IT)

Ricostruzione policroma 3D:

Eliana Siotto (VCG Lab ISTI-CNR, Pisa, IT)

Acquisizioni fotografiche:

Eliana Siotto (VCG Lab ISTI-CNR, Pisa, IT)

Ricerche archeologiche e di archivio:

Eliana Siotto (VCG Lab ISTI-CNR, Pisa, IT)

Microscopia ottica petrografica:

Corrado Gratziu e Alessandra Moscato (Università di Pisa, IT)

Spettroscopia Raman:

Stefano Legnaioli e Giulia Lorenzetti (ICCOM-CNR, Pisa, IT)
Lucia Burgio (Victoria & Albert Museum, Londra, UK)

Analisi colorimetrica e imaging multispettrale e infrarosso:

Vincenzo Palleschi (CNR-ICCOM, Pisa,IT)

Analisi VIL e UVL:

Eliana Siotto, Gianpaolo Palma e Paolo Pingi (CNR-ISTI VCG Lab, Pisa, IT)

Attività di campionamento:

Debora Papetti (Restauratrice del Laboratorio di Conservazione del Museo Nazionale Romano - Terme di Diocleziano, Roma, IT)

3DHOP viewer:

Marco Potenziani e Eliana Siotto (VCG Lab ISTI-CNR, Pisa, IT)

Video:

Gianpaolo Palma e Eliana Siotto, (VCG Lab ISTI-CNR, Pisa, IT)

Web design:

Federico Ponchio e Eliana Siotto (CNR-ISTI VCG Lab, Pisa, IT)

Ringraziamenti:

Miria Roghi (Soprintendenza Speciale per i Beni Archeologici di Roma - Museo Nazionale Romano - Palazzo Massimo, Roma, IT)