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#1 – Il rilievo archeologico con Scan in a Box, uno scanner 3D low-cost

2020-01-03T10:31:29+01:00Di |Scanner 3D|

Ultimo aggiornamento il 3 Gennaio 2020 by Giulio Bigliardi

Gli scanner con tecnologia a luce strutturata permettono di ottenere rilievi 3D di grande dettaglio e in tempi ridotti, ma purtroppo il costo elevato ne ha spesso ostacolato la diffusione. Questa situazione è andata finora a vantaggio dei software di fotogrammetria automatica, che consentono di realizzare modelli 3D da semplici immagini digitali e di cui ho già ampiamente discusso in altri tutorial.

In questa guida vi parlo di uno scanner 3D a luce strutturata che unisce prestazioni elevate a un costo veramente competitivo. Lo scanner si chiama Scan in a Box ed è prodotto in Italia da FARO Technologies Inc., uno dei maggiori produttori mondiali di sistemi scansione.

Dentro la scatola c’è un treppiede Manfrotto che arriva quasi a 2 m di altezza, un proiettore ASUS HD, due fotocamere b/n, cavo HDMI placcato in oro, pannello per la calibrazione, chiavetta hardware USB con il manuale in inglese e in italiano, oltre all’alimentatore del proiettore e ai cavi USB per collegare le fotocamere al PC. Si tratta ovviamente di uno scanner desktop, e questo è ovviamente un vantaggio se si devono scansionare oggetti di piccole dimensioni o con particolari molto piccoli, perché la precisione e la risoluzione sono più elevate rispetto a uno scanner portable.

Personalmente ritengo che il vero punto di forza di Scan in a Box sia il software IDEA che viene fornito insieme allo scanner. IDEA oltre a gestire lo strumento, consente di elaborare i dati con molte funzioni, tra quelle più utili e più interessanti ci tengo a segnalare:

  • allineamento delle nuvole di punti con indicazione della Deviazione Standard e dell’RMSE;
  • creazione della mesh con profili già preimpostati a seconda del tipo di oggetto che si sta rilevando (è comunque possibile impostare tutti i parametri manualmente);
  • funzione di close holes molto precisa anche in presenza buchi molto ampi e in grado di interpolare la corretta geometria della mesh anche nel caso di oggetti particolarmente complessi;
  • numerose funzioni di post-processing della mesh.

Per quel che riguarda l’hardware, le caratteristiche tecniche di Scan in a Box dichiarate dal produttore sono:

  • Tempo di Scansione: circa 4 secondi a scansione;
  • Risoluzione/Precisione: fino a 0.1% di accuratezza rispetto all’oggetto scansionato;
  • Densità Mesh: fino a 10 milioni di vertici per modello;
  • Formati di Esportazione documento: OBJ, STL, PLY, OFF;
  • Sistemi operativi supportati: Windows (requisiti minimi: sistema operativo Windows 7 or 8 – 64 bit, CPU 2 Quad Core GHz, 4 GB RAM, VGA NVIDIA GeForce, Risoluzione schermo minima 1280×720);
  • Gestione del colore: colore per-vertex;
  • Costo: 2.390 euro + IVA.

La scansione che vi presento qui è avvenuta all’interno del Museo Archeologico Nazionale di Ferrara, nell’ambito di un progetto che prevedeva la creazione di un Museo 3D online e di un percorso tattile per ciechi e ipovedenti con riproduzioni di reperti realizzate in stampa 3D (maggiori info nella sezione “Lavori”). Si tratta di una maschera funeraria punica in terracotta, proveniente dal sito archeologico di Spina e databile attorno al 330-325 a.C.

Il reperto non era dei più semplici da rilevare e le difficoltà principali erano due:

  • rilevare con precisione tutti i fori presenti (bocca, occhi e orecchie);
  • rilevare e unire correttamente fronte e retro.

Lo scanner non acquisisce in continuo, ma è necessario fare una scansione per volta: cioè si scansiona l’oggetto da un punto di vista, poi lo si ruota e si torna ad acquisire, e così via finché non si è rilevata l’intera superficie. Man mano che si procede con il rilievo è possibile allineare le singole nuvole di punti acquisite, in modo da avere sempre ben chiaro a che punto è la scansione dell’oggetto e la presenza di eventuali lacune.

Per rilevare questo reperto, di 25 cm di altezza, ho impiegato circa 40 minuti, più altri 10 minuti per l’elaborazione della mesh e il post-processing; quindi in meno di un’ora il modello era pronto.

Ecco il modello 3D finale.

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Scritto da:

Laureato in Conservazione dei Beni Culturali – Ind. Archeologico nel 2003 (Univ. di Parma), ho conseguito un Master di II Livello in Geotecnologie per l’Archeologia nel 2006 (Univ. di Siena) e un Dottorato di Ricerca in Scienze della Terra nel 2010 (Univ. di Siena). Dopo aver lavorato quasi 10 anni su scavi archeologici in Italia e all’estero, dal 2012 mi occupo di tecnologie digitali applicate al settore dei Beni Culturali. Ho fondato 3D ArcheoLab, un laboratorio con sede a Parma specializzato nella stampa 3D per l’arte, l’archeologia, l’architettura e il restauro. Oltre a 3D ArcheoLab, ho fondato e gestisco 3D Virtual Museum, un portale web che ospita modelli 3D di opere provenienti dai Musei italiani.