Archivio per ottobre 2007

19
Ott
07

UNOCAD:Il rilievo informatico tridimensionale

Schedare un bene culturale è la fase essenziale per la conoscenza e la conservazione di ogni oggetto. Per conoscerne forma, colore, volume e materiale responsabili di musei e di collezioni artistiche annotano diligentemente migliaia di caratteristiche per conservarne memoria.
Ma quale scheda potrà mai restituire allo studioso l’opera così come appare? Unocad
Con l’utilizzo di sistemi di scansione di semplice trasportabilità e rapidità esecutiva UNOCAD aggiunge ora una nuova dimensione nello studio e nella divulgazione dell’arte, con la reale possibilità di crearne repliche digitali tridimensionali, fedeli in tutti i minimi particolari all’opera scansita.

L’esperienza decennale maturata nel settore della scansione 3D applicata all’industria e al design, ha permesso a UNOCAD di mettere a punto una divisione service espressamente dedicata al settore artistico e archeologico in grado di digitalizzare qualsiasi oggetto senza limiti su forme, materiali o dimensioni, restituendone tutte le informazioni su ingombri e proporzioni, per una facile ed intuitiva consultazione multimediale o per la più delicata e impegnativa replicazione del manufatto (o parti di esso).

lavori di restauro della Fontana PRETORIA di Palermo

Quando abbiamo accettato l’ambiziosa sfida di catturare l’immagine della complessa struttura dello stelo scultoreo di Piazza Pretoria mai avremmo pensato di dover ricorrere in un unico progetto a tutta quell’alta tecnologia che per anni è stata nel “reverse engineering meccanico” il nostro fiore all’occhiello. Obiettivi: gli studi tecnico volumetrico dimensionale per le verifiche strutturali con localizzazione spaziale delle patologie e artistico formale ed iconografico del rapporto tra e negli elementi.

Per realizzare la scansione digitale dell’opera abbiamo pensato ed installato nel cantiere, all’interno dell’impalcatura che avvolge lo stelo, un mini laboratorio di computer grafica composto da alcuni computer in rete tra loro. I punti acquisiti dallo scanner ed immagazzinati nel primo computer collegato, che funge anche da banca dati per tutte le coordinate XYZ rilevate, vengono trasmessi ad un secondo computer, dove un tecnico del team allinea le sessioni ottenute dalle diverse angolazioni alla ricerca di eventuali vuoti, stabilendo inoltre se è il caso di rifare alcune scansioni sia per migliorare l’area di cattura sia per togliere eventuali disturbi sui punti precedentemente acquisiti.

Unocad

Il rilievo completo e dettagliato ha richiesto l’acquisizione di moltissime viste con milioni di coordinate x,y,z coerenti con il sistema di riferimento comune. La risoluzione di misura standard nella cattura delle nuvole è stata di almeno 9 punti come densità per millimetro quadrato, “incrementati” in corrispondenza di particolari come le teste o le dita di mani e piedi. Criterio fondamentale è stato quello di trovare un compromesso accettabile fra viste e dettaglio per contenere il tempo richiesto dall’intero processo e rendere minimo l’errore legato all’allineamento successivo delle viste.

La scansione consiste essenzialmente nella riproduzione digitale e tridimensionale dell’opera tramite uno strumento di altissima tecnologia: FASTSCAN.

Elementi caratterizzanti nella scelta di FASTSCAN sono stati sicuramente la semplice portabilità del sistema e la rapidità esecutiva. Combinando tecnologie laser e magnetiche, il sistema consente di misurare in tempo reale le forme della superficie di marmo, restituendo (con un margine di errore sotto il millimetro), un modello poligonale CAD specifico senza significativi dispendi computazionali.

FASTSCAN, soluzione hardware-software scansiona gli oggetti con un fascio laser emesso da un’apparecchiatura che ricorda una pistola spray, include una coppia di micro telecamere poste agli estremi della pistola stessa che ne rilevano il profilo illuminato dallo scorrere sulla scultura nello stesso modo in cui si applica la vernice a spruzzo, mentre il sistema solidale Fastrak ne determina l’esatta posizione e l’orientamento tramite una tecnologia basata sull’analisi del valore di tre campi magnetici ortogonali emessi nel raggio di un metro dal cubo trasmettitore.

Il risultato che appare improvvisamente sullo schermo del computer collegato al FASTSCAN definisce l’esatto esterno della parte del manufatto illuminato dalla linea rossa proiettata dal laser. Questa copia perfetta che si può ruotare in tutte le direzioni, ingrandire o scalare con piccoli movimenti del mouse è visualizzabile dal software di corredo in quattro differenti modalità: nuvola di punti, mesh (ragnatela) di poligoni, shading di base e avanzato. Tra le operazioni gestite spicca la possibilità di esportare fin da subito nei principali formati tipicamente utilizzati dai sistemi CAD.

Unocad

Mentre il laser accarezza le forme nude delle sculture, contemporaneamente sui monitor campeggiano ora il viso, ora il torso o le mani dei diversi componenti, noi ci si sposta via via per ripetere l’operazione di acquisizione. La complessa struttura evolve di pari passo all’elaborazione e alla soluzione dei problemi che il progetto pone quotidianamente non ultima, l’enorme quantità di dati che il computer deve gestire. Il manufatto viene registrato come un’insieme ordinato di nuvole di punti e/o poligoni, ottimizzato dal software specifico di reverse engineering che ne elimina le parti sovrapposte. Un’ulteriore sequenza di operazioni di fusione di più patch di poligoni in una unica struttura coerente sarà necessaria in sede per una registratura fine dell’opera.

Gli oggetti da rilevare devono essere “compatibili” con la tecnologia che si stà utilizzando: non possono essere metallici in quanto creerebbero interferenza col campo magnetico utilizzato per il posizionamento e non possono avere superfici traslucide o riflettenti e neppure nere in quanto non consentirebbero alle micro camere di rilevare il raggio laser. Per supplire a questo e per tutti i punti non facilmente raggiungibili (chiaramente non è possibile muovere le statue), abbiamo portato un braccio meccanico, uno strumento di misura antropomorfo a movimento manuale dell’operatore.

Progettato per acquisire misure tridimensionali di qualunque superficie situata nel suo spazio operativo sferico di 2.5 metri è composto da una struttura articolata a 5 assi di rotazione, montata su di una piattaforma di sostegno su cui alloggia l’elettronica necessaria alla comunicazione con il PC tramite seriale RS 232. Dotato di componenti di precisione e realizzato in alluminio aeronautico il braccio ci garantisce un’ottima ripetibilità (¼ di millimetro) pur coprendo un ampio volume di lavoro.

Di estrema importanza è stata la ricerca di un ipotetico riferimento zero, definito come il piano risultante dall’ottimizzazione di una serie notevole di punti campionati con il braccio meccanico sopra l’ottagono base stele. Definito quindi il piano di riferimento Z0, abbiamo fissato come X0 e Y0 le coordinate restituite come centro dell’ottimizzazione di una serie di punti acquisiti sui profili circolari siti nella parte alta della base stele. Su questo zero assoluto sono stati via via referenziati tutti gli elementi scultorei componenti la stele e salvati nel formato standard .stl i relativi modelli numerici secondo i dettagli di filtratura richiesti, che hanno portato ad un risultato di assieme composto da oltre 7.000.000 di poligoni.

Unocad 

Questi dati una volta archiviati, oltre ad arricchire la catalogazione a salvaguardia del manufatto nel patrimonio artistico, potranno essere utilizzati per motivo di studio o di ricerca, per la formazione di un modello matematico compatibile all’analisi statica/dinamica FEM e come avvenuto, per pilotare una moderna fresatrice a controllo numerico per lapidei nella replicazione in marmo della terza tazza portante il “Bacco”. L’originale verrà musealizzato e tutelato, all’esterno contro l’usura del tempo e del sempre crescente inquinamento la copia, perfetta all’originale nei dettagli e nelle venature del materiale scelto.

Unocad

03
Ott
07

Tecnologie e software CAD/CAM, Reverse Engineering, Rapid Prototyping. Convertitori e visualizzatori di files CAD/CAM

UNOCAD srl società leader nel settore software CAD-CAM offre da oltre 15 anni tecnologie informatiche dedicate espressamente alla progettazione e alla produzione meccanica. Situata in Altavilla Vicentina, supporta direttamente tutti i più importanti centri produttivi dell’area Nord, con la filiale in Emilia le zone industriali di BOLOGNA, MODENA, REGGIO EMILIA e PARMA ed ora con la nuova sede di Busnago a nordest di MILANO il centro della Lombardia.

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Pioniere nel proporre tecnologie CAD-CAM-CAID 3D, soluzioni di reverse engineering e rapid prototyping, assiste, sviluppa e rivende software CAD/CAM con un personale altamente specializzato che, confortato dalle più moderne tecnologie hardware del settore informatico, garantisce qualità e continuità.

Da luglio 2007 UNOCAD srl è diventata VAR certificato di DASSAULT SYSTEMES, per la commercializzazione e il supporto delle soluzioni PLM  Catia,  PDM SmarTeam e 3DVIA Composer. Le nostre soluzioni creano e supportano rappresentazioni 3D realistiche che permettono ai prodotti di esistere virtualmente e di essere facilmente accessibili al grande pubblico, stimolando così la creatività del team.




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