Sono rilievi fotografici eseguiti con riprese aeree e/o da terra, di aree naturali e/o antropizzate (anche di vaste superfici), di costruzioni e di impianti, elaborati per essere visualizzati in ambiente 3D. Gli elaborati tecnici così ottenuti si caratterizzano da una composizione omogenea e continua di immagini fotografiche che qualificano la intrinseca presenza di informazioni tecniche, topografiche, metriche, tipologiche, fisiche e materiche. Queste caratteristiche qualificano gli elaborati tecnici come 4D.

Dai file generati dall’elaborazione delle immagini fotografiche si ottengono modelli dettagliati in 4D da cui è possibile estrarre sezioni verticali, sezioni orizzontali, curve di livello, calcolo dei volumi, coordinate geografiche, ecc..

Lavorare con modelli riferibile alla tecnica del rilievo 4D ha il vantaggio di manipolare elaborati tecnici estremamente ricchi di informazioni utili alla progettazione, alla simulazione ed al monitoraggio del territorio e delle costruzioni.

I file fornito alla committenza sono tali per cui è possibile leggerli con i più comuni software di progettazione e di grafica, quali:

– Autocad

– Cinema 4D

– Revit

– Edificius

– Alplan

– Recap

– 3DS Max

– Rhinoceros

– Sketchfab

E’ una tecnica che consente di ricostruire tridimensionalmente parti di territorio, costruzioni e oggetti e, pertanto, di caratterizzarne la forma, l’aspetto esteriore, la posizione e di misurarne ogni dimensione con un alto grado di precisione.

La ricostruzione tridimensionale avviene mediante l’elaborazione di immagini con specifici software.

La differenza fondamentale è nella tecnologia utilizzata per il rilievo di aree, edifici e impianti.

Con la fotogrammetria la restituzione digitale del rilievo avviene mediante l’elaborazione, con specifici software, di set fotografici. Le sequenze fotografiche possono essere riprese sia in volo che da terra. La ricchezza di particolari e di informazioni, nonché la precisione del rilievo, è condizionata dalle caratteristiche della macchina fotografica e dall’esperienza dell’operatore.

Con la tecnica del laser-scanning la restituzione digitale del rilievo avviene mediante l’elaborazione, con specifici software, di singoli punti distribuiti sul soggetto da rilevare secondo un passo angolare regolare assegnato, ma di fatto assolutamente indifferente rispetto alla geometria dell’oggetto stesso. La ricchezza di informazioni metriche, nonché la precisione del rilievo, è condizionata principalmente dalla qualità del laser-scanner e dalla distanza da cui esso è posizionato rispetto al soggetto da rilevare.

Le elaborazioni delle immagini avvengono attraverso 4 step:

1. nuvola di punti sparsa o sparse point cloud: elaborazione delle immagini fotografiche al fine di orientare e di posizionare nello spazio i punti di presa fotografici. Una nuvola sparsa generalmente non viene utilizzata per la determinazione dimensionale o spaziale degli oggetti inquadrati;
2. nuvola di punti densa o dense point cloud: ulteriore elaborazione delle immagini fotografiche finalizzata a dare maggiore densità e raffinatezza alle informazioni dimensionali ricavate con la nuvola sparsa. Una nuvola densa può già rappresentare in modo eccellente la conformazione 3D di ciò che è stato oggetto della campagna fotografica e può essere utilizzata per determinarne le dimensioni e la posizione spaziale;
3. mesh: collegamento dei punti spaziali, generati dalla nuvola densa, che individuano superfici triangolari continue i cui vertici sono definiti da coordinate tridimensionali. Il collegamento reciproco e continuo delle superfici genera un solido 3D su cui è presente una colorazione approssimata (viene colorato ogni triangolo che compone la mesh mediando tra i colori corrispondenti ai vertici del triangolo stesso);
4. texture: colorazione della mesh attribuendo variazioni cromatiche realistiche al solido 3D. La texture ricopre il reticolo della mesch con le immagini fotografiche opportunamente unite e adattate alla conformazione del solido 3D.

E’ possibile produrre i seguenti elaborati tecnici:

• ortofoto;
• prospetti complanari di costruzioni;
• quantificazione di volumi e superfici ed, in particolare, variazioni quantitative tra volumi pre e post intervento;
• modelli tridimensionali di porzioni di territorio naturale e/o antropizzato;
• modelli tridimensionali di costruzioni e/o impianti;

Quest’ultimi modelli possono essere riferiti a rilievi esterni e/o di interni.

Da ogni elaborato è possibile estrapolare misure, angoli, sezioni, superfici e volumi.

E’ una rappresentazione bidimensionale in scala corretta su cui è possibile determinare misure lineari e superfici. Una ortofoto, di una porzione di territorio o di un prospetto di edificio, si ottiene mediante l’elaborazione di una serie di fotografie (aeree o da terra) opportunamente sovrapposte e geometricamente corrette (eliminazione delle distorsioni e delle deformazioni prospettiche) e georeferenziate.

E’ una ortofoto in cui sono interrogabili informazioni relative alla terza dimensione. Muovendo sull’immagine il cursore del mouse vengono visualizzate le coordinate tridimensionali del punto selezionato, è possibile, pertanto, eseguire misure di distanza tra punti, sia in proiezione che su quote diverse

Generalmente i file prodotti dai software per la fotogrammetria hanno le seguenti estensioni:

– OBJ

– LOZ

– PLY

– E57

– POINT.CLOUD.TXT

– STL

– LOS

– FBX

Gli stessi file vengono poi predisposti al fine di fornire gli elaborati tecnici richiesti dalla committenza, essi sono utilizzabili con i più comuni software, quali ad esempio:

– Autocad

– Cinema 4D

– Revit

– Edificius

– Alplan

– Recap

– 3DS Max

Il grado di precisione è inversamente proporzionale alla distanza con cui vengono riprese le fotografie. In condizioni di campagne fotografiche standard l’errore può variare da alcuni millimetri ad alcuni centimetri. L’errore può essere gestito, in relazione alle esigenze della committenza, disciplinando la distanza di ripresa e aumentando i punti di controllo.

La pesantezza dei file generati dai software che elaborano i set fotogrammetrici varia notevolmente in funzione del tipo di file. I file generati per essere letti ed elaborabili dai più comuni software di progettazione e di grafica sono agevolmente manipolabili dagli stessi.

Nei vari formati disponibili vi sono anche file compatibili con stampanti 3D. Le mesh generate dal software di elaborazione fotogrammetrica sono la base ideale per la costruzione di oggetti mediante la stampante 3D.

Con i file generati dall’elaborazione delle immagini fotogrammetriche è possibile creare scenari immersivi e interattivi da eseguire in ambiente AR (realtà aumentata) e VR (realtà virtuale), sul proprio PC, su dispositivi mobili o sul browser Web.

La realtà aumentata è una tecnologia che permette di inserire elementi generati digitalmente all’interno di immagini reali. Mentre nella realtà virtuale tutti gli elementi che fanno parte dell’ambiente sono creati digitalmente. Di fatto l’utente viene trasportato in un luogo creato digitalmente e visualizzato mediante ausili come, ad esempio, i visori per smartphone.