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Digitalizzazione dell’Area Archeologica delle “Grotte di Catullo” a Sirmione (BS)

Azione svolta all’interno del progetto e-Archeo

Un grande progetto nazionale che racconta 8 siti archeologici italiani secondo un modello esperienziale integrato sia online che sul posto. e-Archeo è il primo progetto su larga scala aggregatore di enti di ricerca, università e accademie, industrie creative ed esperti del settore dei Beni Culturali nelle sue molteplici declinazioni, promosso dal Ministero della Cultura (MiC) e coordinato da Ales SpA.

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Per il progetto e-Archeo, in collaborazione con Ales S.p.a, Direzione Regionale Musei Lombardia, l’Area Archeologica delle Grotte di Catullo e Museo Archeologico di Sirmione, con il supporto scientifico dell’Università degli Studi di Verona (prof. P. Basso), e di Effetto Farfalla s.r.l., abbiamo sviluppato il progetto di scansione 3D dell’Area Archeologica delle “Grotte di Catullo” a Sirmione (BS).

Grotte di Catullo è il nome con cui ormai da secoli è conosciuta la villa romana più grande e meglio conservata dell’Italia settentrionale, sull’estremità della penisola di Sirmione con una vista panoramica sul Lago di Garda. La villa copre un’area complessiva di circa due ettari, si sviluppa su tre piani, di cui quello inferiore realizzato attraverso sbancamenti del sottosuolo roccioso, sostenuti da possenti sostruzioni percorribili e in parte a vista. Ha una forma rettangolare, con due avancorpi sui lati brevi. All’interno del Museo Archeologico, è possibile visionare i reperti più significativi provenienti dagli scavi tra cui spiccano gli splendidi frammenti della decorazione ad affresco che arricchiva gli ambienti residenziali della villa, tra cui il cosiddetto “ritratto di Catullo”, ma anche anche i raffinati stucchi e i frammenti della decorazione architettonica.

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Ricerca dati d’archivio

La prima fase per lo studio dell’Area Archeologica ha previsto la ricerca e il recupero di dati dall’archivio ministeriale. Grazie a questa indagine abbiamo individuato scansioni laser e rilievi 2D pregressi della villa, ma in cui non erano presenti scansioni da drone e da terra di alcune parti ed era totalmente assente la documentazione fotografica di tutta l’area. 

FOTOGRAMMETRIA 3d

Per integrare i dati già in nostro possesso, il primo intervento compiuto nell’area è stato quello di implementare la maglia topografica, con l’aggiunta di nuovi punti geodetici, necessari per georeferenziare le scansioni 3D. La campagna di rilievo è stata divisa in due parti: una condotta da drone e una terra. La fotogrammetria terrestre è stata necessaria per comprendere anche la scansione di alcuni elementi architettonici in situ e non. 

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La fotogrammetria da drone ha invece interessato alcuni ambienti o serie di ambienti della villa, in particolare il “Campo delle Noci”, la serie di nicchie del Criptoportico e l’Ambiente 107.

DOCUMENTAZIONE FOTOGRAFICA

Il secondo intervento ha permesso la documentazione fotografica integrale di tutta l’area girando filmati e fotografie di dettaglio di ogni ambiente sia da terra che da drone.

Caso studio: ambiente 107

Partendo dalla scansione 3D dell’Ambiente 107 siamo giunti fino al suo restauro virtuale. 

Dopo la georeferenziazione della scansione e il processo di retopology è stato effettuato l’inserimento del modello nel motore 3D Unreal Engine 4, che ha fornito una virtualizzazione dell’ambiente e la ricollocazione delle pitture parietali restaurate digitalmente.

L’Ambiente 107 si trova a livello del criptoportico. È l’unico punto della villa in cui è stato possibile stabilire una relazione tra i frammenti di intonaco rinvenuti durante gli scavi e la loro collocazione originale. Su uno dei muri dell’Ambiente 107 è ancora visibile un’ampia porzione di parete decorata (III stile) di età romana, risalente a circa 2000 anni fa, unica testimonianza di questo genere presente in tutta l’area archeologica. 

Lo studio della decorazione pittorica degli ambienti della villa è risultato fin da subito molto complesso, a causa dell’asportazione delle pareti murarie avvenuta dopo l’abbandono dell’edificio, già nel III secolo d.C.
Il soggetto rappresentato è una struttura architettonica ideale su podio disegnata in prospettiva, resa elegantemente sia dal punto di vista tecnico, che nella scelta dei colori: toni di giallo, azzurro, verde e viola su sfondo bianco, in cui spiccano elementi che richiamano l’architettura greca.

Campagna materica

La campagna fotografica materica ha portato alla produzione delle diverse texture relative alla muratura e ai livelli di preparazione dell’intonaco. Il risultato consiste nella possibilità di visualizzare attraverso la ricostruzione 3D dell’intero ambiente della muratura in pietra e del primo, secondo e terzo livello di preparazione dell’intonaco, oltre che dello stesso affresco restaurato virtualmente.

Elaborazione scansione

La scansione 3D viene elaborata in nuvole di punti, creando una mesh texturizzata che viene successivamente agganciata alla maglia topografica per permetterne una corretta georeferenziazione. La mesh 3D viene esportata (*.FBX) per l’inserimento all’interno del motore 3D.

Dall’inserimento del modello nel motore 3D Unreal Engine 4 è derivata la virtualizzazione finale dell’ambiente con la ricollocazione delle pitture parietali restaurate digitalmente e l’aggiunta di punti interattivi che permettono di ottenere maggiori informazioni sul modello, rendendo la scena interattiva.

DIFFUSIONE DEI RISULTATI

Parte delle riprese effettuate per il progetto sono state utilizzate anche per la creazione di uno degli 8 documentari che illustrano il sito archeologico di Sirmione – Desenzano:

e-Archeo: Parchi Archeologici
Sirmione e Desenzano
St 2022Ep 1

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Realtà Aumentata – Civico Museo Archeologico Platina

Ricostruzione virtuale attraverso realtà aumentata

Ricostruzione attraverso Realtà Aumentata di un ambiente della Domus del Labirinto (Calvatone, CR); creazione di animazione con personaggi all’interno della ricostruzione del labirinto. 

Incaricati dal Comune di Piadena e dal Museo Archeologico Platina, abbiamo realizzato un’applicazione che sfrutta le tecnologie di realtà aumentata per presentare al visitatore il triclinio della Domus del Labirinto nel Museo di Piadena. L’applicazione è stata fatta a seguito della mostra “Dentro e fuori il labirinto – Abitare a Bedriacum” che ha visto tra i vari partner organizzatori della manifestazione il Ministero dei Beni e delle Attività Culturali e del Turismo, Regione Lombardia e l’Università degli Studi di Milano.

Il Museo archeologico Platina, punto di riferimento per la parte orientale della provincia di Cremona, dove sono confluiti i materiali archeologici rinvenuti nel Piadenese e nelle aree circostanti, ospita collezioni che offrono al visitatore un ricco quadro del popolamento umano del territorio dal Paleolitico Superiore all’Alto Medioevo. L’importanza delle sue raccolte nasce dalla ricchezza di rinvenimenti nel territorio e dalla precocità delle ricerche archeologiche, che si susseguono a partire dalla seconda metà del XIX secolo. La sezione dedicata alla cittadina romana di Bedriacum custodisce una ricca collezione di pregiati reperti provenienti dalla Domus del Labirinto.

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Bedriacum e le ricerche archeologiche

Le testimonianze archeologiche del sito di Bedriacum raccontano il processo di romanizzazione che ebbe inizio dalla seconda metà del II sec. a.C, documentato da vasellame per la mensa. Il sito testimonia la presenza di una cittadina oggi situata nel territorio della vicina Calvatone e in origine strategicamente situata nel punto in cui il fiume Oglio si interseca con la via Postumia. A partire dagli anni ’50 si è aperta una nuova e decisiva fase di ricerche archeologiche. Tra il 1957 e il 1961 , per la prima volta in questo sito, grazie all’applicazione del metodo stratigrafico di ricerca archeologica, è stato possibile inserire il sito romano in un quadro topografico e individuare delle strutture utili a definire l’impianto urbanistico dell’abitato. 

La fase più recente delle ricerche archeologiche a Calvatone, in località Sant’Andrea, prende avvio nel 1986, con il “progetto Calvatone” diretto dalla prof. Maria Teresa Grassi, che vede la collaborazione tra la Soprintendenza Archeologica della Lombardia (SAPAB – Soprintendenza Archeologia, Belle Arti e Paesaggio per le province di Cremona Lodi e Mantova), l’Istituto di Archeologia dell’Università degli Studi di Milano (oggi Settore di Archeologia del Dipartimento di Beni culturali e ambientali) e l’Istituto di Archeologia dell’Università degli Studi di Pavia (poi Sezione di Archeologia del Dipartimento di Scienze dell’Antichità).
Dal 2001 al 2006
e dal 2014 al 2016 le indagini archeologiche si sono concentrate nell’area in cui era stata parzialmente riportata in luce nel 1959 la cosiddetta Domus del Labirinto.

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Il Triclinio

Nella sezione del Museo di Piadena dedicata alla mostra si trova una parziale ricostruzione della domus del Labirinto e dei suoi triclini. Il triclinio è uno degli ambienti più caratteristici delle residenze romane: una sala per i banchetti che ospitava tre letti (klinai in greco) disposti a U. La domus del Labirinto si distingue per la presenza di due di questi ambienti contrapposti: uno dei due, con ingresso a est probabilmente utilizzato nella stagione estiva perché più fresco al tramonto, ospitava il mosaico che ha dato il nome alla domus.

Il mosaico del Labirinto

Individuato nel 1959 e asportato per volontà della Soprintendenza, è stato collocato nel Museo Platina, sottoposto a restauro e integrazioni. Rappresenta il leggendario labirinto di Cnosso, inquadrato in una cornice bianca e nera che rappresenta mura con torri angolari; nel riquadro centrale si vede il Minotauro, ferito a morte. Il mosaico è esposto evocando la sua posizione originale, al centro della stanza di cui è protagonista, circondato dai tre letti tricliniari. Il motivo del labirinto ha sempre avuto un forte valore simbolico tra realtà e leggenda.

modellazione 3d

La fase di lavoro di modellazione 3D del triclinio e del labirinto è stata realizzata utilizzando programmi open source tra cui Blender, che comprende strumenti di modellazione, animazione, rendering e Gimp per la rielaborazione digitale delle immagini.

APPLICAZIONE DI REALTÀ AUMENTATA

Il risultato finale del nostro intervento consiste nello sviluppo di uno strumento intuitivo e non invasivo, utilizzabile con tablet fornito dal museo. La ricostruzione è utile al visitatore per immaginare senza sforzo un ambiente che non esiste più, mantenendo sempre vivo il focus sul prezioso mosaico conservato nel museo. L’esperienza di gioco, avvicina anche i più piccoli alla visita e alla spiegazione del mito del Minotauro del Labirinto.

La App è nativa e scritta in linguaggio Android ed è stata creata ad hoc per il dispositivo Samsung Galaxy Tab S6 Lite sfruttando le librerie open source Google AR Core. 

La App non è scaricabile, ma creata appositamente per il tablet che viene fornito dal museo al mediatore culturale, offrendo in questo modo un’esperienza personalizzata e di alto livello. 

Utilizzando la tecnologia di realtà aumentata abbiamo proposto due diverse esperienze al visitatore che si trova davanti al mosaico del Labirinto. Sfruttando la fotocamera del tablet per inquadrare il marker, costituito da un’immagine che rimanda al tema del banchetto, l’utente può scegliere due possibilità di esplorazione dell’ambiente.

La prima, è la ricostruzione virtuale del triclinio: ruotando il tablet sarà possibile immergersi all’interno delle pareti della stanza.
La seconda è un’esperienza che avvicina la visita al gioco. Si potrà infatti assistere a un combattimento virtuale tra Teseo e il Minotauro all’interno del labirinto reale, che diventa il campo di battaglia circondato dalle sue mura e torri.

Visita del Triclinio

Conoscendo, grazie ai dati archeologici, l’epoca di realizzazione e utilizzo della struttura, che si colloca a 2000 anni fa, abbiamo ricostruito idealmente, sempre traendo spunto da alcuni esemplari coevi, gli alzati e gli arredi del triclinio che ospitava il mosaico del Labirinto: dagli affreschi acquerellati ad alcuni arredi tra cui un candelabro e una lucerna a volute. Anche per la resa dei lettini (klinai), di cui solo una riproduzione fisica è presente all’interno del museo, la loro ricostruzione è stata possibile grazie al confronto con gli unici esemplari esistenti dello stesso periodo rinvenuti a Pompei.

Il Minotauro e Teseo

In questa esperienza di gamification il labirinto reale diventa il campo di battaglia per il combattimento tra il Teseo e il Minotauro. Tutt’intorno la ricostruzione degli alzati rappresenta la decorazione posta ai lati del labirinto: si possono infatti individuare le mura con torri angolari e l’ingresso a due archi. I personaggi partono da due estremi opposti per poi incrociarsi al centro del labirinto dove Teseo sconfigge il Minotauro. L’eroe, che non è presente sul disegno al centro del mosaico, è rappresentato nella nostra ricostruzione virtuale come un soldato repubblicano con il tipico abbigliamento e le armi del periodo: anche in questo caso abbiamo optato per un approccio di rappresentazione in linea con il periodo storico a cui risale la domus.

Progetto Europeo Netcher

 

Video Tutorial – Scansioni 3D fotogrammetriche

Produzione di un documento audiovisivo esplicativo delle fasi di digitalizzazione tridimensionale di materiale archeologico e storico artistico, inserito nell’ambito del Training online 3D Reconstruction of Cultural Heritage at Risk; Intervento con lezioni teoriche riguardanti la tecnica della fotogrammetria.

Su incarico dell’Università Ca’ Foscari di Venezia abbiamo realizzato un video-tutorial dimostrativo sulla tecnica di scansione 3D fotogrammetrica, a cui seguono la manipolazione e annotazione del modello risultante e l’incorporazione e la visualizzazione in un sito web.

Il documento prodotto è inserito nel Training online 3D Reconstruction of Cultural Heritage at Risk, creato dall’Università Ca’ Foscari e il Center for Cultural Heritage Technology dell’Istituto Italiano di Tecnologia all’interno del progetto europeo NETCHER; gli oggetti artistici documentati per la dimostrazione e gli spazi museali che ne costituiscono il setting sono stati concessi dall’Area Soprintendenza Castello, Musei Archeologici e Musei Storici del Castello Sforzesco di Milano. 

Progetto Netcher

Il progetto NETCHER è finanziato dalla Commissione Europea e coordinato dal Cnrs e conta sette diversi partner Europei. Ha l’obiettivo di  diffondere consapevolezza e porre l’attenzione riguardo la tematica del saccheggio, distruzione e traffico illegale di oggetti archeologici e artistici e, attraverso la ricerca dell’origine degli oggetti culturali e l’individuazione di canali e attori dei traffici illeciti, permetterne la restituzione. 

Questa piattaforma digitale, attraverso una rete di scala europea, mira a mettere in contatto enti, associazioni, istituzioni e singoli coinvolti nella salvaguardia del Patrimonio Culturale .

La documentazione virtuale degli oggetti e la creazione di un database di opere in 3D costituisce, in questa visione, non solo un supporto fondamentale per la conservazione, la gestione e la valorizzazione dello stesso patrimonio da parte degli enti gestori, ma diventa anche una risorsa nel corso di emergenze per il recupero di oggetti trafugati e per il restauro di oggetti danneggiati.

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Le opere del Castello Sforzesco di Milano

Grazie alla concessione dell’Area Soprintendenza Castello, Musei Archeologici e Musei Storici del Castello Sforzesco di Milano è stato possibile effettuare le riprese all’interno del Museo dei mobili e delle sculture lignee e la scansione 3D di tre oggetti di alto valore storico ed artistico molto diversi tra loro. Le tre opere sono state selezionate per le loro caratteristiche morfologiche e per la loro collocazione all’interno del museo, in parte amovibile e in parte mobile che quindi presentano diverse problematiche realizzative.

Il materiale costruttivo, molto vario e articolato, ha permesso di effettuare diversi tipi di scansione tridimensionale fotogrammetrica, con tecniche di ripresa differenti, per testare la validità della metodologia proposta. 

 

Statuetta busto femminile

Giuseppe Antonio Torricelli (1662-1719), databile al 1696- 1705. Avorio intagliato e dipinto, bronzo dorato, pietre dure, legno intagliato e dipinto;

 

Anconetta di legno

Bottega Fratelli De Donati, 1495 c.ca. Legno intagliato, dorato e dipinto:

Cassetta di legno

Bottega veneta, inizio XVI sec. Legno intagliato e in parte pirografato.

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Scansioni 3D

Le scansioni fotogrammetriche degli oggetti sono state effettuate direttamente all’interno del Museo, che ha permesso l’accesso al Museo dei mobili e delle sculture lignee. La tecnica di ripresa utilizzata è la fotogrammetria 3D – SfM (Structure from Motion), un sistema non invasivo che permette di ottenere una scansione 3D di un oggetto senza toccarlo o misurarlo direttamente. Ci siamo avvalsi dell’utilizzo di specifiche strumentazioni image based (fotocamere reflex professionali con obiettivi opportunamente calibrati), con la finalità di ottenere un archivio di immagini fotografiche uniformi nei parametri di esposizione, di tonalità, di saturazione, ed ottenere un modello tridimensionale fotogrammetrico altamente affidabile.

Video-tutorial

I filmati sono stati realizzati durante le fasi del lavoro di scansione, consentendo ai destinatari del corso di visualizzare come avviene il processo all’interno di una reale struttura museale e riprende tutte le fasi di lavorazione contestualizzandole. L’ opera viene presentata insieme ai materiali di cui è composta, con un focus sui particolari. Lo studente viene guidato nell’impostazione dei parametri della fotocamera e del controller per gli scatti e successivamente nei movimenti da eseguire per una corretta esecuzione delle fotografie con o senza l’ausilio delle strumentazioni indicate, set di luci con light box e pedana rotante. I video sono stati corredati da sottotitoli in sovrimpressione in lingua inglese per poter essere appresi e visionati anche senza l’ausilio di un tutor.

DIFFUSIONE DEI RISULTATI

Corso online

NETCHER  3D Reconstruction of Cultural Heritage at Risk Training (NTRCHRT) è un programma di formazione intensivo ideato e distribuito nel mese di febbraio 2021 dall’Università Ca’ Foscari di Venezia e l’Istituto Italiano di Tecnologia, destinato al personale museale e professionale che desidera approfondire l’uso delle nuove tecnologie di modellazione e ricostruzione 3D applicate alla conservazione e alla tutela del patrimonio.Attraverso la visione del video, è possibile acquisire le basi della tecnica di scansione 3D fotogrammetrica per la realizzazione finale di modelli 3D, mezzo per proteggere il patrimonio culturale a rischio. 

 

Museo Archeologico Nazionale della Valle Camonica

Plastico e Stampa 3D di Civitas Camunnorum

Azione di valorizzazione del Parco Archeologico del Teatro e dell’Anfiteatro di Cividate Camuno (BS) e Area archeologica del santuario di Minerva a Breno (BS): Ricostruzione 3D del Teatro, dell’Anfiteatro; Realizzazione pannellistica trasparente per la ricostruzione visiva a traguardo ottico; stampa 3D del plastico dell’area

Incaricati dal Ministero dei Beni Culturali (SABAP – Soprintendenza Archeologia Belle Arti e Paesaggio di Bergamo e Brescia), abbiamo contribuito all’azione di valorizzazione del  Museo Archeologico Nazionale della Valle Camonica a Cividate Camuno (BS). In particolare, ci siamo occupati della realizzazione della ricostruzione del teatro e dell’anfiteatro del parco e della stampa 3D, in collaborazione con 3D Italy – Milano.

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Ad una prima fase di modellazione 3D basata sulle fonti antiche e sui dati provenienti dallo scavo (LEGGI QUI SULLA RICOSTRUZIONE 3D), le mesh utilizzate per la ricostruzione 3D sono state ottimizzate per la stampa 3D. Grazie alla partnership con 3D Italy, azienda leader nel settore, è stato possibile porzionare i modelli e realizzare il plastico.

La stampa 3d additiva o produzione a strati (in inglese: Additive Manufacturing, o AM) è un processo industriale impiegato per fabbricare oggetti partendo da modelli 3D computerizzati, aggiungendo uno strato sopra l’altro, in opposizione alle metodologie tradizionali di produzione sottrattiva (fresatrici o torni), che partono da un blocco di materiale dal quale vengono rimossi meccanicamente trucioli.
[wikipedia – Produzione additiva]

La stampante utilizzata è ULTIMAKER è una delle aziende leader in Europa nella produzione di stampanti 3D FDM (filamento). Sviluppa ormai da diversi anni tecnologie di fabbricazione additiva e le diverse stampanti 3d prodotte dalla casa olandese sono state premiate da autorevoli riviste di settore per l’elevata qualità di stampa e l’eccellente usabilità.

Il risultato è stato un modello 3D in parte amovibile, in parte invece smontabile per permetterne l’ispezione. Questa caratteristica rende il plastico un supporto didattico insuperbile, per la conoscenza dell’architettura antica e dell’archeologia di Cividate Camuno.

Rivista Scientifica AMSUM

Rivista Scientifica “AMSUM”

Archives of Medicine and Surgery University of Milan è una rivista internazionale semestrale peer-reviewed per lo sviluppo di attività di ricerca nel campo della Medicina e Chirurgia. L’obiettivo di questa rivista è fornire una piattaforma per scienziati e accademici di tutto il mondo per promuovere, condividere e discutere varie nuove questioni e sviluppi in diverse aree della medicina e della chirurgia. La rivista considera per la pubblicazione articoli originali, case report, scienze di base e studi biomeccanici, articoli di revisione e manoscritti traslazionali.

Per questo progetto abbiamo avuto l’onore di realizzare l’apparato grafico, e di curarne lo sviluppo editoriale, dall’idea alla pubblicazione sulla piattaforma OJS/PKP. Il progetto è stato interamente finanziato dall’Università degli Studi di Milano e dal Centro Specialistico Ortopedico Traumatologico “Gaetano Pini-CTO” di Milano, ASST di Regione Lombardia.

Vaso Borraccia della Necropoli di Salò

Vaso Borraccia della Necropoli di Salò – Museo archeologico della Valle Sabbia, Gavardo (BS)

Nell’ambito di un generale riallestimento della sezione Romana del Museo Archeologico della Valle Sabbia, a Gavardo (BS), è stato realizzato un totem interattivo destinato agli schermi touch screen integrati nella vetrina espositiva del Vaso Borraccia della Necropoli del Lugone di Salò (BS).

Toccando le parti evidenziate della foto di una delle facce del vaso, il visitatore è in grado di ottenere sia informazioni dettagliate riguardo l’allegoria figurata, sia contributi multimediali extra. Lo schermo, posizionato vicino al reperto, consente quindi di creare una relazione fra quest’ultimo e il visitatore, il quale viene coinvolto grazie al facile utilizzo del sistema e al basso impegno cognitivo richiesto. Un autentico esempio di interaction design per i Beni Culturali e di progresso nella museografia.

Supporto espositivo e postazione multimediale realizzata dalla Fondazione Piero Simoni  – Museo Archeologico della Valle Sabbia grazie a un progetto del Gruppo Grotte Gavardo con il contributo economico della Cassa Rurale Giudicarie Valsabbia Paganella, nell’ambito di un generale riallestimento della Sezione Romana in collaborazione con la Soprintendenza Archeologia Belle Arti e Paesaggio per le Province di Bergamo e Brescia  grazie al contributo di Regione Lombardia.