(2013) Alcune riflessioni sul “Disegno con la fotografia digitale” - Some considerations about “Draw with digital photography” - Algunas reflexiones en torno al “Dibujo con la fotografía digital”

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(2013) Alcune riflessioni sul “Disegno con la fotografia digitale” - Some considerations about “Draw with digital photography” - Algunas reflexiones en torno al “Dibujo con la fotografía digital”

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  DISEGNARE CON LA FOTOGRAFIA DIGITALE#12 - ottobre 2012ISSN 1828-5961 DISEGNARECON  Alcune riflessione sul “Disegno con la fotografia digitale”http://disegnarecon.unibo.it Pablo Rodríguez-Navarro E’ Professore Titular del Dipartimento di Expresión Gráfica Arquitectónica della Universitat Politècnica de Valèn-cia (Spagna). Docente di Fotografia, Fotogrammetria e Rilievo. Sviluppa la sua attività di ricerca presso l’Istituto di Restauro del Patrimonio (IRP). Alcune riflessioni sul “Disegno con la fotografia digitale” Some considerations about “Draw with digital photography”  Photography changed forever the way that we see and understand the world, from remote landscapes to outstanding architectural features from dierent cultures. However, the inclusion of the photographic imagine in the graphic deve-lopment of the project, both at the stage of ar- chitectural documentaon and in the conceptual phase, had to wait unl the last quarter centu - ry. Furthermore, the arrival of digital imaging brought a big change in the producon and ma - nagement of photographic informaon. Today, aer a long period of development we can see how the use of the photographic imagine reap- pears strongly, claiming a place in rst line of surveys more precise and realisc. We can not understand any graphic documentaon process without this important resource, either at the preliminary stage or in the process of imple- menng the project. In most cases (drawing and project life cycle) the photographic image always shows the most accurate synthesis, the most un- derstandable “drawing” even for non-technicals.In this issue of DISEGNARECON ,we want to pro - mote the consideraon of the potenal and magnitude of “architectural drawing” made with digital photography, so we called all interested pares to provide their contribuons on the use and processing of photographic images, in areas ranging from architecture and historical-archae- ological documentaon to the process of project communicaon. Below you can read an analysis of the state of the art and some consideraons on its future. La fotograa ha cambiato per sempre il modo di vedere e rappresentare il mondo reale (dai pae - saggi alle grandi architeure di culture diverse). Tuavia, l’inclusione dell’immagine fotograca all’interno del processo di sviluppo graco del progeo (sia nella fase ideava, sia nella fase di documentazione architeonica) ha dovuto at - tendere no all’ulmo quarto del secolo scorso. Inoltre, l’avvento delle immagini digitali ha por -tato un grande cambiamento nelle modalità di produzione e di gesone delle informazioni fo - tograche. Oggi, dopo una lunga maturazione, l’ulizzo dell’immagine fotograca emerge ancor più decisamente e si è anche ricavato un posto preminente anche nel rilievo più rigoroso e reali- sco. Non potremmo intendere alcun percorso di documentazione senza questa risorsa, né per le fasi preliminari né per il processo di realizzazione del modello di progeo. Nella maggioranza dei casi (di progeo e di rilievo) l’immagine fotogra - ca si presenta sempre più ai nostri occhi come elaborato di sintesi, il “disegno” più comprensibi- le anche per i non tecnici.  DISEGNARE CON LA FOTOGRAFIA DIGITALE#12 - ottobre 2012ISSN 1828-5961 DISEGNARECON  Alcune riflessione sul “Disegno con la fotografia digitale”http://disegnarecon.unibo.it In questo numero di DISEGNARECON abbiamo voluto promuovere la riessione aorno al po - tenziale del rilievo architeonico fao con la fo - tograa digitale, coinvolgendo tu gli esper del seore per portare i loro contribu relavamen - te all’elaborazione e all’impiego dell’immagine fotograca, in aree che vanno dall’architeura e la documentazione storico-archeologica, no al processo di comunicazione del progeo. L’entá della risposta alla call della rivista mi ha sorpreso, sia per la quantá che per la qualitá dei contri - bu, il che conferma non solo che la fotograa è ormai ampiamente ulizzata, ma anche la sua ri - edizione grazie all’impiego dei nuovi avanzamen tecnologici, e in parcolare al recente interesse degli sviluppatori nell’area dell’imaging fotogra - co (HDR, image stching, computer vision, foto - grammetria). Ci proponiamo di vedere a che pun - to sia arrivato lo stato dell’arte nell’ulizzo della fotograa digitale, in una fase in cui sia l’impiego quodiano che la semplicazione dei processi hanno portato ad un suo ulizzo massivo.LA RIPRESA FOTOGRAFICATalvolta viene trascurate l’importanza della fase di ripresa fotograca, fondamentalmente a causa degli automasmi sviluppa per le auali fotoca - mere eleroniche. Il po di camera, la risoluzio - ne, l’obievo, la sensibilitá, la velocitá dell’ou - ratore e tue le altre forme di ausilio eleronico (come ad esempio gli stabilizzatori di immagine) inuenzano la qualitá del risultato. A parte que - s aspe ineren il processo tecnico di ripresa, risultano determinan anche l‘illuminazione, la posizione di ripresa, quali inquadrature sono ne - cessarie, il formato del le di immagine (raw, f,  jpg, HDR, ...).Le fotocamenre convenzionali non sono l’unico modo per oenere immagini digitali. Oggigiorno sono infa sempre piú diusi sistemi di acquisi - zione di immagine integra negli strumen di ri -lievo: ci riferiamo ad esempio alle stazioni totali e agli scanner laser 3D. Gli auali sviluppi lasciano pensare che ques strumen forniranno sempre piú spesso immagini fotograche di alta qualitá, e non solo come documentazione dei pun di ap - poggio topograco o per la generazione dei colori RGB da associare alle nubi di pun 3D.Inne, sebbene sempre meno ulizzato per ov - vie ra g ioni, sappiamo che é possibibile oene - re un’immagine digitale a parre da immagini analogiche preesisten tramite scansione 2D di fotograe o pellicole, recupeando un livello di informazione in esse contenuto, impensabile al momento in cui sono state acquisite. In questo caso occorre ricordare che é necessario tenere conto sia delle possibili deformazioni introdoe dalla fotocamera srcinariamente ulizzata, che di quelle prodoe dal sistema di scansione digi - tale delle immagini.ELABORAZIONE DELLE IMMAGINIUna volta oenuta l’immagine viene avviato un lavoro di elaborazione grazie alla grande disponi- bilitá di soware disponibili sia come open-source che come prodo commerciali. Tra queste a - vitá di post-produzione vale la pena di evidenzia - re la maggiore essibilitá nell’aggiustamento dei parametri di ripresa oerto dalle immagini raw, la possibiliá di creare immagini caraerizzate da un elevato range dinamico (High Dynamic Range o HDR) e altre elaborazioni piú intuive.Come noto, dopo questa prima fase di elabo -razione devono essere controllate le distorioni dovute all’obievo ulzzato per la ripresa ed eventualmente correggere l’immagine di conse - guenza. Per poter realizzare questo passaggio è necessa r io avere i parametri caraerisci dell’o - bievo ulizzato che possono essere forni da una libreria, oppure calcola in maniera piú accu - rata tramite una procedura di calibrazione. Seb - bene i soware basa su una libreria di parametri siano caraerizza da una qualitá inferiore, sono quelli di ulizzo piú intuivo, e per per questo di grande sucesso con l’utenza non specialisca. A prescindere dal processo impiegato per andi - storcere l’immagine, quest’ulma é comunque un risultato piú vicino alla proiezione prospeca teorica, e per questo piú simile alla realtá. Pertan -to tale elaborazione può essere impiegata come “migliormento” della qualitá di una immagine per la sola documentazione, ma sará un passag -gio preliminare nel processo fotogrammetrico, imprescindibile qualora si vogliano oenere ele - va livelli di accurat e zza metrica.Oggigiorno si possono trovare diverse ricerche che impiegano metodologie fotogrammetriche che si applicano in funzione del progeo di rilie - vo, ma sono la recazione fotogrammetrica e la fotomodellazione i procedimen piú ulizza.La recazione fotogrammetrica è il piú chiaro esempio di omo risultato oenuto con la mas - sima semplicitá. Dall’apparizione dei primi sof  - tware specializza circa 15 anni fa, la calibrazione della camera e la recazione del fotogramma sono diventa ad. un processo alla portata di tu. Sebbene limitata un unico piano (2D), senza qu in - di la possibilitá di recare elemen curvi e ag - gean, la qualitá del risultato è estremamente elevata. Un altro problema che spesso emerge in questo genere di applicazioni, è l’errato impiego dei programmi di elaborazione di immagini, che tramite una distorsione manuale del fotogram- ma, non metrica, convertono la fotograa in uno pseudo-prospeo che non rappresenta in nessun modo la realtá. Tale modalitá operava, giá discu - bile per un lavoro professionle, e tantomeno in ambito scienco, puó avere un senso solo per una nalitá esteca. La fotomodellazione digitale è sempre stata as- sociata alla recazione fotogrammetrica no dal suo inizio. Giá dalla ne degli novanta tramite soware specici si poteva oenere una restu - zione 3D a parre da divers e  viste della stessa sce - na, selezionando manualmente pun omologhi riconoscibili. Questa modalitá operava, sebbe -ne di grande aiuto per la costruzione di modelli 3D realisci, richiedeva notevoli tempi di lavoro proprio a causa della componente manuale. La necessitá di rendere piú eciente il processo ha portato all’arrivo di specialis di computer vision che hanno sviluppato nuovi algoritmi, completa- mente automaci, per la creazione del modello 3D a parre da opportune sequenze di immagini. Questo sistema, idencato in leeratura come Structure from Moon (SfM), ha visto il suo svi - luppo giá dall’inizio degli anni 2000, ma ha avuto una reale “esplosione” negli ulmi 3 anni, grazie alla realizzazione di soware commercali di faci - le ulizzo che hanno portato questo sistema ad essere aualmente quello piú ulizzato. La sua RODRÍGUEZ-NAVARRO  E  2  DISEGNARE CON LA FOTOGRAFIA DIGITALE#12 - ottobre 2012ISSN 1828-5961 DISEGNARECON  Alcune riflessione sul “Disegno con la fotografia digitale”http://disegnarecon.unibo.it semplicitá, la sua relava adabilitá e la qualitá fotograca del modello, hanno prodoo un vero “Rinascimento fotogrammetrico”, che ha reso la fotogrammetria digitale con image matching un serio concorrente delle tecniche di rilievo tridi- mensionale basate sulla determinazione direa della distanza tramite laser (laser scanner 3D). Il successo del sistema è tale da aprire nuove linee di ricerca basate sulla necessitá dello stesso me - todo SfM, come ad esempio l’aumento dei pun di vista sulla scena, come consento dall’impiego di droni, o il miglioramento della qualitá di luce e colore, consento dalla elaborazione di immagini raw o HDR.Neanche gli scanner laser 3D hanno rinunciato a un avanzamento fotograco, incorporando nello strumento una camera fotograca che provvede ad arricchire l’informazione geometrica, costui - ta dalla nube di pun (x,y,z), con i valori di colore RGB, oenendo cos¡ una nube colorata che faci -lita il successivo processo di allineamento miglio- rando l’individuazione dei pun sulla scena 3D. Nonostante ciò, siamo cer che negli scanner la - ser verranno sviluppa miglioramen sulla com - ponente fotograca sia per migliorare la qualitá del colore associato alla geometria acquisita, sia per oenere questo risultato in forma automa -ca anzichè con un processo di post-produzione, come accade aualmente.APPLICAZIONILa fotograa prevede un ampio ambito applica - vo che l’ha resa uno strumento fondamentale per l’architeo e l’ingegnere, come vedremo con questo numero della rivista. Quindi, dalla leura degli arcoli presenta potremmo classicare le sue applicazioni nelle seguen aree temache: Patrimonio Culturale, Progeo e Arte e Comuni - cazione Visiva.Dal momento della sua nascita, la fotograa è stata ulizzata per la documentazione del Patri - monio Culturale. Ció nonostante, con il suo in - gresso nel mondo dell’informazione digitale, la sistemazzazione, l’archiviazione e la creazione di basi di da hanno molplicato la sua accessi - bilitá ed ecienza. Questo fao ha converto la fotograa in uno strumento fondamentale per la ricerca storica, il rilievo rigoroso e, in generale, per tu quei lavori orienta alla realizzazione di proge di conservazione, restauro e/o valorizza - zione del patrimonio culturale.La fotograa gioca anche un ruolo importante nel progeo da diversi pun di vista. Innanzituo per l’inuenza che esercita sulla formazione dei con - ce e dei modelli nell’architeo, poiché rappre - senta un linguaggio graco-arsco per racconta - re tendenze progeuali. Ancor piú tale inuenza RODRÍGUEZ-NAVARRO  E  3 1. Preparazione della strumentazione per il rilievo 3D della torre araba di Muza in Benifaiò (Valencia - Spagna). Supporto topografico e acquisizio-ne della nuvola di punti. Sia le stazione totale Topcon IS che lo scanner laser CAM/2 Faro Focus 3D hanno una fotocamera digitale integrata, ma benché siano strumenti di ultima generazione, sono ancora lontani dal poter trarre pieno profitto dal potenziale che l’immagine digitale può of-frire.  DISEGNARE CON LA FOTOGRAFIA DIGITALE#12 - ottobre 2012ISSN 1828-5961 DISEGNARECON  Alcune riflessione sul “Disegno con la fotografia digitale”http://disegnarecon.unibo.it supera per quantá quella che in genere puó essere oenuta dall’esperienza direa con il mo - dello reale. Ma la sua inuenza non nisce qua, entrando a far parte implicita del processo che progressivamente da forma al progeo, come av - viene pracamente con l’impiego del collage, del fotomontaggio, con l’uso delle texture... In que - sto modo la fotograa entra nel processo proget - tuale come un input che si gessce, si trasforma, e successivamente diviene una nuova manifesta-zione, un output che incorpora la narrazione del progesta.Inne non dobbiamo dimencare che la foto - graa è  un mezzo di creazione arsca, sebbe - ne siano sta necessari diversi anni per arrivare al suo pieno riconoscimento. Oggigiorno, infa, nessuno ha piú alcun dubbio rispeo al suo ruolo come linguaggio di espressione arsca. Cosí di - venta un mezzo perfeo per la sperimentazione conceuale, un mezzo libero, senza ostacoli, con obievi che trascendono il contenuto puramente formale, creando una vera e propria “architeura soggeva” con un intrinseco contenuto arsco.CONSIDERAZIONI CONCLUSIVEPossiamo aermare che la fotograa aualmente goda della migliore salute che abbia mai conosciu- to. Nessuna altra tecnica è capace di competere in economia, velocitá e quantá di informazion i . E ancor piú, con il tempo abbiamo potuto vedere come, man mano che la tecnologia progredisce, siamo capaci di “leggere” più informazione sullo stesso fotogramma, aprendo un’importante area di ricerca che potremmo denominare “archeolo- gia fotograca”.L’approdo al mondo digitale e la sua relazione con lo sviluppo di specici soware, ha collocato la fotograa in prima linea come mezzo per la rap - presentazione dell’architeura, e in generale, dei beni culturali. Ricordo come, circa 15 anni fa, di - cevo ai miei studen “in poco tempo tu porte - remo sempre una fotocamera con noi”. Ebbene, eevamente questo momento è  arrivato, an - che prima di quanto io stesso mi aspeassi. Dal momento in cui la fotocamera è diventata parte integrante di strumen di uso quodiano, dal te -lefono cellulare alla webcam a bordo del nostro pc portale, questa è di fao divenuta la nostra “seconda vista”, quella che ssa in un istante l’in - tera area visiva lasciandoci la possibilitá di “leg - gerla” in un secondo momento, magari iden - cando deagli non visibili ad un primo sguardo, e dandoci in un certo senso la sensazione che nella nostra esperienza visiva non siamo soli.Così adesso ci possiamo porre la stessa domanda che mi facevo 15 anni fa: dove va la fotograa? Dove arriverá a stabilizzarsi il suo sviluppo tecno - logico come giá successo in precedenza per altri ambi (la musica, il cinema, ecc...)? Tuo sem - bra indicare che aualmente abbiamo un ritorno verso il recupero dei valori fondamentali della fotograa analogica, applica in ambito digitale. Cosí come la perdita di standardizzazione nelle di -mensioni del sensore ha creato uno sconcerto ge- neralizzato per i produori e (soprauo) per gli ulizzatori (1,6x? 1,5x?...). Adesso il mondo della fotograa digitale professionale pare riconverge - re verso il formato standard d el  35 mm, denomina - to full frame. Analogamente anche per i sensori si nota come il loro sviluppo converga verso un equilibrio tra numero di pixel e area del sensore, che corrisponde ad un valore di compromesso tra risoluzione e qualitá dell’immagine. Altreanto si assiste anche ad un ritorno di interesse per gli obievi, avendo realizzato che il livello del risul - tato nale dipende dalla qualitá materiale e geo - metrica del sistema oco.Rispeo ai soware di fotomodellazione siamo ancora in pieno processo di maturazione e si presume che ci sia ancora un lavoro di sviluppo importante da fare. Il successo del processo SfM evidenzia l’ulitá di soware fotogrammetrici che includano automasmi in grado di eeuare una semplice conversione di un insieme di imma- gini in un modello tridimensionale. D’altra parte, una certa aleatorietá nel risultato nale mostra la necessitá di aggiungere un grado di controllabilitá da parte dell’utente nale che al momento non è suciente per un lavoro scienco.D’altra parte pare assolutamente necessario che i produori di scanner laser 3D inizino ad introdur - re avanzamen in senso fotograco, includendo migliori oche e sensori e sviluppando soware per l’elaborazione automaca delle immagini da associare alla nube di pun 3D.Inne, per concludere questo editoriale desidero manifestare la mia gratudine a tu quelli che hanno contribuito con i loro arcoli a questo nu - mero della rivista DISEGNARECON, sia per quelli che sono sta accea che quelli che non lo sono sta. Il successo della call ha consento di accet -tare soltanto un terzo delle proposte di contributo presentate. Ció a causa principalmente di un pro - blema di spazio piuosto che ad una quesone di qualitá, risultata generalmente molto elevata. Vorrei inoltre ringraziare tuo il team editoriale della rivista, per la disponibilitá e la professiona - litá dimostrate, con un’aenzione parcolare a Crisana Bartolomei, con la quale ho mantenuto un contao connuo dall’inizio alla ne di questa magnica avventura. Vorrei manifestare inne la mia gratudine a Roberto Mingucci per la ducia riposta nei miei confron, assegnandomi il ruolo di curatore di questo numero della rivista. Ricordo a questo proposito il nostro primo appuntamento a Bologna in cui mi propose il progeo che oggi mi ha portato qua. E adesso che ci conosciamo molto meglio posso aermare che connueremo la nostra collaborazione sia nella rivista come in altre avitá. RODRÍGUEZ-NAVARRO  E  4  DISEGNARE CON LA FOTOGRAFIA DIGITALE#12 - ottobre 2012ISSN 1828-5961 DISEGNARECON  Alcune riflessione sul “Disegno con la fotografia digitale”http://disegnarecon.unibo.it La fotograa cambió para siempre nuestra mane -ra de ver y conocer el mundo, desde los lejanos paisajes a las grandes obras arquitectónicas de disntas culturas. Sin embargo, la inclusión de la imagen fotográca en el proceso del desarrollo gráco del proyecto, tanto en la fase de documen - tación arquitectónica como en la fase conceptual, tuvo que esperar hasta el úlmo cuarto del siglo pasado. Además, la llegada de la imagen digital trajo un gran cambio en la producción y gesón de la información fotográca. Hoy, después de un largo período de maduración podemos ver cómo el uso de la imagen fotográca resurge con más fuerza, reclamando un lugar en primea línea de los levantamientos más exigentes y realíscos. No podemos entender ningún proceso de docu - mentación gráca sin este importante recurso, ya sea en la etapa preliminar o en el proceso de realización del proyecto. En la mayoría de los ca - sos (levantamiento gráco y proyecto) la imagen fotográca siempre se nos muestra como la sín - tesis más correcta, el “dibujo” más comprensible incluso para los no-técnicos.En este número de DISEGNARECON hemos que - rido promover la reexión sobre el potencial del dibujo arquitectónico realizado con la fotograa digital, llamando a todos los interesados a apor-tar sus contribuciones sobre el uso y tratamiento de imágenes fotográcas, en áreas que van desde la arquitectura y la documentación histórico-ar - queológica hasta el propio proceso de comunica - ción del proyecto. La respuesta nos ha sorpren - dido, tanto en su candad como en su calidad, lo que conrma no sólo el mantenimiento de la ulización de la fotograa, sino también su resur - gimiento a través de nuevos avances tecnológi - cos, y especialmente, el relavo reciente interés de los programadores de soware para el ámbito de la imagen fotográca (HDR, image stching, computer vision, fotogrametría). Vamos a tratar de ver a connuación el estado general del arte de la ulización de la fotograa digital en este momento, llegado ya a un alto nivel de implan- tación y simplicación que han favorecido su uso masivo.OBTENCIÓN DE LA FOTOGRAFÍAA veces olvidamos la importancia que ene el momento de la toma fotográca, tal vez debido al nivel alcanzado por los automasmos en las cámaras electrónicas. El po de cámara, la reso - lución, la lente, la sensibilidad, la velocidad de obturación, la abertura y las ayudas electrónicas que ulicemos (como los famosos estabilizado - res de imagen) van a condicionar los resultados. Además de todo este proceso técnico, también va a ser determinante la iluminación, la posición y RODRÍGUEZ-NAVARRO  E   5 Algunas reflexiones en torno al “Dibujo con la fotografía digital”
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