OPEN SOURCE
I
settori in cui i software liberi e Open Source offrono soluzioni paragonabili a quelle proprietarie sono ormai molti: GIS e webGIS, rilievo e modellazione 3D, realtà virtuale, sviluppo web e App, database e geodatabase. Uno dei settori più affascinanti e più promettenti per il settore dei Beni Culturali è oggi quello legato al rilievo e alla stampa 3D. Le stampanti 3D consentono a chiunque di produrre un singolo oggetto a costi bassissimi, aprendo scenari sconfinati nel campo della fruizione e della divulgazione dei Beni Culturali. Contemporaneamente, la possibilità di rilevare tridimensionalmente qualsiasi oggetto utilizzando esclusivamente immagini digitali, consente di rendere alla portata di tutti il percorso che porta da un oggetto reale alla sua riproduzione. In futuro, tali tecnologie potranno facilitare la creazione di banche dati 3D del nostro patrimonio da cui poter scaricare il modello 3D di un oggetto, analizzarlo, studiarlo e, volendo, stamparne una copia esatta per ottenere un modello di confronto o un eccezionale mezzo per la divulgazione e la didattica. PYTHON PHOTOGRAMMETRY TOOLBOX - PPT PPT è una suite realizzata da P. Muloun (Mikros Image) e A. Bezzi (ArcTeam) che, in un'interfaccia grafica molto semplice da utilizzare, riunisce due applicazioni: Bundler e PMVS2. La funzionalità dell'applicazione consiste nell'elaborare in modo automatico un set di immagini digitali ed ottenere un rilievo 3D in forma di nuvola di punti con colori reali. Nel dettaglio, Bundler ricostruisce la posizione tridimensionale delle immagini nello spazio attraverso il riconoscimento di punti omologhi su ogni immagine, mentre PMVS2 parte dal risultato ottenuto da Bundler ed estrae da ogni immagine una serie di punti con coordinate x,y,z. Il risultato finale è una nuvola di punti tridimensionale degli elementi presenti nelle immagini di partenza. PPT può essere scaricato dal sito di ArcTeam (www.arc.team.com) ed è disponibile per i sistemi basati su GNU/Linux e per Windows.
Fig. 1 - La Torre di S. Matteo (Montopoli – PI): rilievo e modello 3D realizzato con PPT e MeshLab (elaborazione F. Lemmi).
APERO/MICMAC Apero e MicMac sono due applicazioni sviluppate all'interno del laboratorio MATIS, struttura di ricerca appartenente all’Istituto Geografico Nazionale francese (IGN). Apero si occupa del processo di elaborazione delle immagini, cioè del loro orientamento tridimensionale, mentre MicMac si occupa di estrarre una nuvola di punti 3D.
Il pacchetto Apero/MicMac può essere scaricato dal sito del laboratorio MATIS (www. micmac.ign.fr) ed è disponibile sia per i sistemi basati su GNU/Linux sia per MacOS. Apero/MicMac, rispetto a PPT, presenta un'interfaccia grafica ed una serie di comandi di più difficile apprendimento, ma nel confronto ne esce al momento vincente: è in grado di estrarre un nuvola di punti finale molto più densa e permette l'inserimento di punti di controllo durante l'elaborazione, consentendo in tal modo di verificare la presenza di eventuali deformazioni nel risultato finale. MESHLAB MeshLab è un software sviluppato dal Visual Computing Lab del CNR - ISTI di Pisa. Si tratta di un'applicazione progettata per l'elaborazione e la modifica di mesh tridimensionali, utile per il trattamento di dati derivati da rilievi 3D. MeshLab fornisce una serie di strumenti per elaborare una nuvola di punti e ottenere un modello tridimensionale vero e proprio, metricamente corretto e con texture fotorealistica. Il software può essere scaricato dalla pagina ufficiale del progetto (meshlab. sourceforge.net) ed è disponibile per i sistemi GNU/Linux, MacOS e Windows, e in versione reader anche per iOS e Android. OPEN SOURCE E STAMPA 3D: IL PROGETTO REPRAP Una stampante 3D è una macchina che, con un processo additivo di sovrapposizione di materiale plastico in strati successivi, consente di produrre un oggetto solido partendo da un modello digitale, ad esempio un file creato con CAD o con software di modellazione 3D. L’evoluzione delle stampanti 3D deve molto al progetto RepRap Replicating Rapid-prototyper, un’iniziativa Open Source nata con l’obiettivo di realizzare una stampante 3D in grado di stampare autonomamente le parti necessarie a comporre un clone funzionante della stampante originale, in grado cioè di autoreplicarsi. Il progetto RepRap, lanciato nel 2005 dal prof. Adrian Bowyer dell'Università di Bath, ha avuto un successo mondiale ed in pochi anni, con il susseguirsi ed il perfezionarsi di vari modelli, ha portato alle stampanti 3D attuali. Chi non possiede una stampante 3D può rivolgersi ad uno dei numerosi di servizi stampa online, alle copisterie 3D che stanno nascendo in diverse città, oppure può fare riferimento a 3D Hubs, un network online che consente di entrare in contatto con i possessori di stampanti della propria regione. PROGETTO TAUNG Un ottimo esempio dell'applicazione di queste tecnologie è il progetto Taung: un progetto multidisciplinare che aveva come obiettivo la ricostruzione cranio-facciale del fossile noto come Bambino di Taung, un esemplare di Australopithecus africanus scoperto da Raymond Dart nel 1924 in una cava di pietra presso l’omonima cittadina sudafricana. “Taung” è un progetto internazionale tra Antrocom onlus, associazione di ricerca e divulgazione antropologica, ArcTeam, società che opera nel campo del patrimonio culturale, Cicero Moraes, esperto di modellazione 3D applicata al contesto forense, e il Museo di
Fig. 2 - Progetto Taung: dal rilievo al modello 3D digitale (fonte: Arc-Team Open Research)
Antropologia dell’Università di Padova, che ha messo a disposizione i calchi della sua collezione. Il progetto si situa in un più ampio contesto di ricerca che ha lo scopo di studiare l’applicazione delle tecniche digitali nell'ambito museografico, con particolare attenzione ai reperti di carattere antropologico. Il rilievo tridimensionale del reperto è stato effettuato tramite l’utilizzo di Python Photogrammetry Toolbox. Per la ricostruzione digitale della muscolatura facciale sono stati utilizzati MeshLab e Blender, mentre per la comparazione con i dati DICOM di altri primati è stato usato principalmente InVesalius. Infine, il modello del cranio è stato stampato in 3D da Kentstrapper. Il modello 3D digitale è ora disponibile online per chiunque fosse interessato ad analizzarlo o a stamparne una copia.
Fig. 3 - Progetto Taung: la stampa 3D del modello digitale (fonte: Arc-Team Open Research)
In conclusione, è interessante notare che il filo conduttore dell'intero progetto è proprio l'Open Source: sia nello spirito di collaborazione tra differenti soggetti che hanno messo a disposizione ciascuno le proprie competenze, sia nell'uso esclusivo di software libero e di una stampante derivata dal progetto Open Source RepRap, sia nella decisione di rendere liberamente disponibili i risultati ottenuti. A cura di Giulio Bigliardi e Sara Cappelli (Progetto Open Téchne)
48 ArcheomaticA ArcheomaticA N° N°4 4 dicembre 2013