Chiunque abbia un minimo di curiosità si è domandato almeno una volta nella sua vita: come appariva la mia città prima ancora che nascessero i nonni dei miei nonni? Fino a poco tempo fa, per rispondere a questa domanda, quello che si poteva fare non era altro che cercare, negli archivi storici, le immagini, i dipinti e i documenti che testimoniavano questo passato. Oggi, però esistono le tecnologie 3D e soprattutto esiste la Realtà Aumentata. Queste tecnologie possono infatti essere usate come strumenti per il recupero e per la valorizzazione della memoria storica.
Grazie alla piattaforma Hyperspaces di Inglobe Technologies, l’Arch Giuseppe Accettola e l’Ing. Paolo Accettola, due stimati collaboratori di Inglobe, hanno voluto usare la Realtà Aumentata per fornire un’esperienza di valorizzazione unica nel suo genere: ridar vita ad un pezzo di città che oggi purtroppo, a causa di un terribile terremoto, non esiste più. Nello specifico, in occasione della ricorrenza del centenario del terremoto della Marsica del 1915, i due autori hanno voluto far rivivere il Palazzo Ducale, un imponente edificio oggi non più visibile.
Il Palazzo Ducale
Il palazzo fu edificato molto probabilmente dai Della Rovere nel ’500 ed appartenne in seguito ai Boncompagni ed agli Annonj. E’ stato raffigurato in varie opere d’arte, ed un disegno dell’architetto Vespignani del 1831, conservato al Sir John Soane’s Museum a Londra, ci permette di ricostruirne in parte l’architettura. Si sviluppava su tre piani più una torre inglobata all’interno dell’edificio. In stretta connessione con il palazzo e con il ponte romano sul fiume Liri, nel 1723, come monumentale ingresso alla città, venne eretta la Porta di Corte dal Duca Antonio Boncompagni riutilizzando del materiale ricavato dall’antico tempio di Serapide. La Porta di Corte, fu abbattuta alla metà del XIX sec. insieme al ponte romano, mentre il Palazzo Ducale, gravemente danneggiato dal terremoto del 1915, fu demolito durante la successiva ricostruzione della città. Al suo posto c’è oggi un edificio moderno che si affaccia su Corso dei Volsci, la principale arteria del centro storico della città e che in qualche modo richiama le linee dell’antico palazzo.
La creazione di un’esperienza AR con la piattaforma Hyperspaces
L’esperienza di Realtà Aumentata proposta, consiste nell’accesso contestuale e nella visualizzazione su un dispositivo mobile del Palazzo Ducale come appariva a fine ’800. Come è noto, Hyperspaces offre la possibilità di sviluppare percorsi di valorizzazione turistica in cui ad ogni nodo geolocalizzato di ogni percorso, è possibile associare contenuti digitali di diverso tipo: testo, immagini, audio-video e ricostruzioni 3D. E’ stato quindi ideato un percorso contenente, per il momento, un solo nodo, il Palazzo Ducale, con una serie di informazioni riguardanti documenti ed immagini storiche, la situazione attuale (fig. 1) ed il modello 3D del palazzo a fine ’800. Tale nodo è accessibile tramite tre diverse modalita: ricerca tramite parole chiavi nel cloud della piattaforma, codice QR e localizzazione GPS in prossimità dell’edificio.
Fig. 1: Il palazzo a fine ’800 e l’edifico attuale.
Metodo di riconoscimento e tracking usato nell’esperienza
La piattaforma Hyperspaces utilizza un metodo di riconoscimento e tracking 3D per la visualizzazione del palazzo originale sovrapposto a quello attuale. Quest’ultimo è stato utilizzato come target di riferimento insieme all’ambiente circostante rappresentato dall’argine del fiume ed i palazzi adiacenti. Tale metodo consiste nella definizione di un target tramite un set di foto dell’oggetto da riconoscere, e di una mesh dello stesso che viene poi utilizzata per allineare correttamente il modello del palazzo originale con quello attuale.
Modello 3D del Palazzo Ducale e mesh dell’edificio attuale
Il modello 3D del vecchio edificio del Palazzo Ducale utilizzato per l’esperienza AR, è stato ottenuto tramite dei software di modellazione 3D (3DStudio Max e SketchUp) a partire da documenti ed immagini d’epoca. Per la ricostruzione del palazzo attuale allo scopo di ottenere una mesh utilizzabile per il processo di tracking successivo, si è fatto uso di un programma di ricostruzione 3D fotogrammetrica da immagini scattate a diverse angolature (Autodesk 123D Catch). In fig. 2 i due modelli descritti.
Fig. 2: I modelli 3D del vecchio e dell’attuale edificio.
Creazione del target di riferimento
Per la fase di creazione del target di riferimento, sono state scattate circa 30 foto in prossimità dell’area da cui si voleva abilitare l’esperienza AR. Quest’area è situata sul lato sinistro del fiume Liri vicino il ponte di Napoli, a distanza ottimale dall’edificio che si trova dalla parte opposta del corso d’acqua. Le foto sono state scattate in modo da ottenere un set congruente di immagini con posizione ed angolature diverse nell’intorno del punto di visualizzazione.
Associazione tra punti 2D e 3D per il tracking
La piattaforma Hyperspaces contiene un modulo che offre un potente algoritmo di real-time 3D object tracking, utilizzato per tracciare il modello 3D del Palazzo Ducale sul modello dell’attuale edificio. Con tale tool è possibile individuare in modo semi-automatico e guidato, delle associazioni tra oggetti 3D ed oggetti 2D (fig. 3), una volta che il modello 3D del vecchio Palazzo è stato opportunamente allineato e sovrapposto alla mesh dell’attuale edificio. Il corretto allineamento è stato verificato con l’ausilio di una mappa recante la sovrapposizione delle due fasi storiche dell’edificio, fine ’800 ed attuale.
Fig. 3: Associazione tra punti 2d e 3D per il tracking.
Risultato finale
Una volta caricati tutti i dati sulla piattaforma, è stata testata la corretta visualizzazione dei dati via web, la sovrapposizione e la resa del contenuto digitale in modalità AR ed infine si è verificata l’influenza dell’illuminazione della luce solare sul tool che utilizza l’algoritmo di tracking impiegato. La sovrapposizione è risultata molto buona e l’influenza della luce poco determinante, anche se tali fattori sono suscettibili di ulteriori miglioramenti realizzabili semplicemente replicando il setup con un numero di punti di osservazione e di foto maggiore di quello qui utilizzato. Inoltre, impiegando immagini prese a diverse ore della giornata, cioè in condizioni diverse di illuminazione solare, si aumentano le prestazioni del modulo di tracking anche nelle ore più buie. Anche la visualizzazione del modello 3D del Palazzo Ducale, nonostante la semplicità delle texture utilizzate, ha dato buoni risultati. In fig. 4 è riportato il risultato finale dell’esperienza AR, con la visualizzazione del vecchio edificio del Palazzo Ducale, sovrapposto all’edificio attuale, come mostrato dallo schermo di un iPad e dal relativo screenshot.
Fig. 4: L’esperienza AR da iPad.
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