Tomba della Querciola a Tarquinia Category: Communication Unit, Heritage Unit

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Digitalizzazione 3D a colori

Intervento ENEA – Intervention and technical study
L’elaborazione dei dati (distanza/struttura e colore) – raccolti tramite laser scanner RGB-ITR – mediante opportuni software è stata fondamentale per effettuare un attento monitoraggio dell’opera e per valutare il suo stato di conservazione, poiché eventuali alterazioni/variazioni nel corso del tempo potranno coinvolgere lo stato della struttura e dei colori (pigmenti). Con la digitalizzazione 3D a colori della tomba svolta da ENEA si dispone ora di una riproduzione ad alta risoluzione e di elevata accuratezza dell’opera per scopi di fruizione. Considerato il livello di degradazione degli affreschi, l’intervento ENEA ha anche permesso l’archiviazione dell’opera per una sua memoria storica.

Tecnologia ENEA – Technologies and tools
Il sistema RGB-ITR è un prototipo di laboratorio di laser scanner 3D a colori realizzato presso il centro di ricerche ENEA di Frascati. Esso costituisce uno strumento innovativo e all’avanguardia per la riproduzione digitale 3D a colori ad elevata fedeltà di opere d’arte anche di grandi dimensioni per scopi di fruizione, archiviazione, valorizzazione, monitoraggio e diagnostica. È basato sulla tecnologia laser-radar a doppia modulazione di ampiezza, di fasci di luce visibili di colore rosso (660nm), verde (517nm) e blu (440nm), emessi da tre distinte sorgenti laser, che viaggiano in fibre ottiche monomodali. I tre fasci laser sono sovrapposti formando un unico fascio di luce bianca con cui viene illuminato il bersaglio durante la fase di scansione. La luce riflessa viene catturata dallo strumento mediante un’ottica di ricezione, formata da specchi e lentitesta. La luce catturata dall’ottica di ricezione viene poi inviata mediante fibre ottiche multimodali su opportuni detectors (APD, Avalanche PhotoDiode) dove viene convertita in segnale elettrico per la misura della distanza (misure strutturali) e della riflettività (misure della colorazione) del bersaglio.

Il range di funzionamento dello strumento si estende da circa 2,5m fino a 35m e, all’interno di tale intervallo, è in grado di acquisire simultaneamente informazioni di distanza e colore per ogni punto campionato senza l’ausilio di ponteggi o impalcature.

Il sistema RGB-ITR non risente delle condizioni di illuminazione esterne, infatti, dati acquisiti non vengono influenzati dalla luce ambientale. Di conseguenza le immagini fornite dallo strumento sono prive di ombre. Inoltre, le immagini ottenute con sistema RGB-ITR sono caratterizzate dalla totale assenza di aberrazioni su tutto il campo visivo e offrono prestazioni ai limiti dell’ottica. Il campo di vista dello strumento è illimitato, è determinato soltanto dai valori degli angoli di scansione scelti. Lo zoom consente di avere una visione d’insieme o del singolo dettaglio dell’opera senza perdere la risoluzione e la qualità dell’immagine.

Nel caso specifico di applicazione nel campo dei beni culturali, tale tecnologia è estremamente versatile, non invasiva e non distruttiva (l’opera rimane perfettamente integra e intatta). Sono stati sviluppati appositi software per poter gestire sia la fase di elaborazione dati e ricostruzione del modello 3D a colori del bersaglio investigato (ItrAnalyzer) e sia la fase di scansione e di acquisizione, data mediante struttura a singolo script o a script differenti (ScanSystem).

Nel caso specifico della Tomba della Querciola, lo strumento è stato posizionato prima all’ingresso e in seguito verso la parete di fondo, in posizione centrale rispetto alle pareti laterali. Sono state sufficienti quattro scansioni ad alta risoluzione, della durata media di circa 10 ore ciascuna, per acquisire il modello 3D a colori della tomba.

Risultati preliminari dell’intervento ENEA – First Results
Le figure di seguito riportate mostrano il modello intero in 3D a colori della Tomba della Querciola vista dalla porta di ingresso, con il dettaglio della parete di ingresso. Le immagini evidenziano l’alto livello di risoluzione e accuratezza che si è raggiunto, sia in termini strutturali che colorimetrici.

Il dispositivo è stato in grado di ricostruire in maniera estremamente fedele la tomba, mostrandone dettagli non visibili ad occhio nudo alla distanza a cui le scansioni sono state eseguite (comprese tra 2,5m e circa 5m). Nelle figure è riportata anche la riproduzione 3D RGB-ITR della tomba che comprende: le pareti di destra, di sinistra, di fondo e della porta di ingresso. Tale immagini possono risultare particolarmente utili agli storici dell’arte e agli esperti del settore dei beni culturali per un’attenta fruizione dell’opera che permetta loro di osservarla virtualmente in maniera estremamente accurata, realistica e fedele senza doversi recare sul posto.

Considerando lo stato non ottimale di conservazione degli affreschi, la digitalizzazione 3D a colori, mediante RGB-ITR, si è rivelata estremamente utile per poter archiviare e visualizzare il modello digitale su appositi supporti e dispositivi mobile (computer, tablet, smartphone, ecc.). L’opera in questo modo risulta valorizzata dal punto di vista storico/artistico. Inoltre sfruttando i dati RGB-ITR, è possibile effettuare un’analisi quantitativa e oggettiva del suo stato di conservazione, tracciando la via maestra da seguire per uno studio diagnostico e un efficiente monitoraggio della tomba.