Fiera del Restauro - Ferrara 2011 Fiat Virtual Lux Illuminazione dell’Aula Gotica del complesso dei “Santi Quattro Coronati” Roma Arch. Giuseppina Filippi Prof. Stefano Levialdi, IEEE Fellow Prof. Carlo Maria Medaglia Dott. Eugenio Passacantilli Fiera del Restauro - Ferrara 2011

Il complesso e l’Aula Gotica Realizzazione e implementazione di un modello 3D dell’Aula Gotica collocazione degli affreschi ottenuti dal restauro, realizzazione di una simulazione dell’illuminazione originale risalente all’epoca della costruzione dell’Aula, grazie alla apertura virtuale delle antiche lucifere. Fiat Virtual Lux

Il processo di ricostruzione L’intero progetto è stato eseguito in tre fasi distinte: Modellazione architettonica, Gestione delle texture, Illuminazione. Fiat Virtual Lux

Modellazione architettonica Con ArchiCAD (Graphisoft) e Blender (open source) si sono ricostruite le 2 ≠ versioni dell’Aula, in due differenti periodi storici: Modello del XIII secolo: versione architettonica originale dell’ Aula. Modello del XVII secolo: con le modifiche seicentesche strutturali dell’Aula corrispondente allo stato attuale. Fiat Virtual Lux

Gestione delle trame (texture) Il progetto ha utilizzato due tipologie di texture differenti: Texture ripetibili Affreschi Entrambe le immagini sono state collocate nel modello attraverso il software Blender. Campioni ottenuti da fotografie della Aula stessa, digitalizzate e rese replicabili grazie al software open source Gimp. Sono state applicate per la riproduzione di: Pavimenti Pareti Crociere Fiat Virtual Lux

uv mapping uv maping: processo di modellazione 3D per ottenere una immagine in 2D (Wikipedia) without and with uv mapping 3D model uv map Fiat Virtual Lux

Gestione degli affreschi UV mapping Questa tecnica di lavoro permette di “mappare”, immagini 2D su modelli 3D. Il processo avviene attraverso la trasformazione della superficie del modello 3D in una griglia bidimensionale, all’interno della quale viene collocata l’immagine. Due metodi di collocazione degli affreschi: Planare: per gli affreschi sulle pareti, Curva: per gli affreschi sulle volte. Fiat Virtual Lux

3 point linghting illumination setup Blender Tutorial by Ben Simonds bensimonds.com Fiat Virtual Lux

3 point illumination setup: example Conrad Veidt as Major Strasser in Casablanca Fiat Virtual Lux

Illuminazione Fase gestita dal software LuxRender che simula il flusso della luce (secondo equazioni) di qualita’ fotografica, tramite un rendering unbiased. Lo sviluppo del rendering da parte del programma avviene in due fasi sequenziali: importazione, gestita dal plug-in di Blender LuxBlend, renderizzazione, gestita da LuxRender vero e proprio. Fiat Virtual Lux

Issue 1 - Oculi Riproduzione degli oculi fondamentale per la simulazione dell’illuminazione, ma difficile perche murati nell’Aula originale. Parziale rimozione della tamponatura, Rilievo Laser, Trasferimento dei dati ottenuti nel modello. Fiat Virtual Lux

Issue 2 - Superfici riflettenti All’interno di un modello 3D, la camera percepisce le aperture del modello come superfici emittenti. Questo comportamento è causato dal contrasto tra la luce ambientale interna (statica) del modello e la luce esterna che “entra” dalle aperture. In questo modo, quindi, sia l’apertura sia lo spessore dell’apertura stessa, diventano una sorta di lampada che emette luce, eliminando ogni informazione visiva riguardo il panorama esterno del modello e la presenza degli strombi. Per ovviare a questo problema si è abbassata l’illuminazione interna (dove possibile) ed inserito degli infissi per tagliare la luce, cosi da palesare la presenza degli strombi. Fiat Virtual Lux

Issue 3 - Volta a crociera Le crociere: Irregolarità strutturale dovuto alla forma non esattamente rettangolare della campata sud. Presenza di affreschi sulla volta Addolcimento manuale della deformazione strutturale della campata e della volta. Lavorazione manuale sulla superficie affrescata della volta per la mappatura degli affreschi. Fiat Virtual Lux

Confronto1 – Parete Nord Fiat Virtual Lux Fiat Virtual Lux 14

Confronto2 – Parete Sud Fiat Virtual Lux Fiat Virtual Lux 15 15

Render finali – prospetto nord Fiat Virtual Lux Fiat Virtual Lux Fiat Virtual Lux 16 16

Render finali – prospetto est Fiat Virtual Lux Fiat Virtual Lux Fiat Virtual Lux 17 17

Render finali – prospetto sud Fiat Virtual Lux Fiat Virtual Lux Fiat Virtual Lux 18 18

Render finali – prospetto ovest Fiat Virtual Lux Fiat Virtual Lux Fiat Virtual Lux 19 19

Render finali – generale Fiat Virtual Lux Fiat Virtual Lux Fiat Virtual Lux 20 20

il lavoro di ricostruzione virtuale e’ complesso e molto lento Conclusioni il lavoro di ricostruzione virtuale e’ complesso e molto lento richiede svariate competenze l’utilizzo della luce virtuale consente una re-interpretazione del sito di come era stato progettato di come veniva osservato in epoca passata Fiat Virtual Lux