Ricostruzione al computer di un reperto archeologico con 3d Studio
di Sebastiano Leggio
L'articolo originale è consultabile su questa pagina
PREMESSA
I sofisticati software oggi disponibili sia in versione commerciale che in versione open source aprono nel campo dell’archeologia, una nuova prospettiva virtuale, impensabile fino a qualche anno fa. In questo breve tutorial si è tentata una ricostruzione tridimensionale di un reperto archeologico, un bacino di epoca preistorica. Lo scopo non era solo l’estetica ma soprattutto la precisione scientifica. Forme, proporzioni, colori, decorazioni dovevano il più possibile corrispondere a criteri di rigorosità scientifica.
Il bacino lebetiforme
Per tale scopo si è scelto un reperto appartenente alla cultura di Thapsos della media età del bronzo siciliana. Si tratta di un bacino su alto piede come se ne sono trovati tanti nei siti associati a questa facies. Il bacino ha una piastra fittile saldata su un lato dell’orlo. Nei cataloghi viene anche definito come bacino lebetiforme o bacino lustrale. La sua destinazione d’uso è tuttora incerta.Il reperto è oggi esposto al museo archeologico regionale di Siracusa, nel settore A, dedicato alla preistoria, nel sottosettore di Thapsos
LA DOCUMENTAZIONE CARTACEA E FOTOGRAFICA
Il primo passo è stato reperire quanta più documentazione cartacea e fotografica possibile, operazione tutt’altro che semplice per un lavoro amatoriale, considerando anche il fatto che nel museo che ospita il nostro oggetto vige il divieto di effettuare fotografie.Riferimento principale è stato un disegno del reperto reperito nel completissimo volume del Tusa (vedi bibliografia) e che rappresentava fronte, profilo e sezione del bacino. Questo è stato scansionato. Ulteriore riferimento è stata una fotografia trovata su una pubblicazione del museo che mostra il bacino anche se abbastanza distante. Non è stato praticamente utilizzato altro materiale. Questo ha creato alcune difficoltà nella realizzazione di alcune zone “non coperte” quali l’aggancio tra la piastra fittile ed il corpo del bacino. Considerando però che l’immagine finale non avrebbe inquadrato nel dettaglio quella zona, questo dettaglio era ovviabile.
IL SOFTWARE UTILIZZATO
Per la ricostruzione si è utilizzata una vecchia versione del software 3D Studio Max 8. Questo software risulta essere uno dei principali nel campo delle ricostruzioni virtuali e delle animazioni. Per i nostri scopi occorrono soltanto una minima parte delle funzionalità del programma. In molte fasi si è considerato che lo scopo era quello di ottenere una ricostruzione del bacino da vedere come istantanea e non come animazione. Probabilmente, quindi, alcuni passi adottati, divergono da quelli comunemente adottati per ricostruzioni di genere puramente ricreativo anche perché, come detto, lo scopo principale era restare il più possibile aderenti alla realtà.
RASTER DI SFONDO
Il primo passo è stata una semplice operazione di “ricalco”. L’interfaccia di 3DS Max mette a disposizione una visuale da diverse angolazioni, ad es. fronte, lato ecc.E’ stato scansionato il disegno del bacino che poi è stato importato su un software di fotoritocco. Il lavoro sulle immagini cosiddette raster è stato effettuato con Adobe Photoshop CS2 e parzialmente col più leggero ed agile Photofiltre, un piccolo software free di fotoritocco.Il nostro raster è stato importato su 3DS ma risultava troppo piccolo ed indefinito per l’operazione di ricalco, per tale motivo si è optato di ingrandirlo (in una scala 2:1, un disegno di 12 cm di lato).
Si è poi proceduti alla vera e propria operazione di ricalco del profilo del bacino. Qui si è fatta una prima scelta allo scopo di facilitare il lavoro successivo. Anziché ricalcare l’intero profilo con un’unica spline, a tavolino, il disegno è stato diviso in varie sezioni, corrispondenti alle varie fasce decorative presenti sull’oggetto. Si sono create varie spline, aderenti tra loro, ognuna grande quanto una fascia decorativa. Questo allo scopo di facilitare in un secondo momento l’applicazione dei motivi decorativi tramite texture.
Una volta ottenuti i contorni generali, questi sono poi stati corretti con la funzione modifica sui vertici. Questo sia allo scopo di seguire al meglio la linea del disegno che per dare maggiore plasticità e non rendere “spezzato” l’andamento delle curve. Questo effetto si noterebbe poi sul solido finale.
LA TORNITURA
Una volta ottenuto un profilo soddisfacente si può passare allo strumento lathe, il tornio. Selezionando ad una ad una le spline e applicando il modificatore lathe con un angolo di 360°, il bacino ha cominciato a prendere forma. Tra le utili applicazioni, in alcuni casi si può pensare anche di non “tornire” i nostri progetti di 360° ma meno, per avere una vista sezionata, utile da un punto di vista didattico.
Se alcune porzioni non risultassero sufficientemente “plastiche”, con un’apposita opzione è possibile aumentare il numero di segmenti. Questo aumenterà i tempi di calcolo ma renderà ancora più realistica l’immagine.
Il risultato finale sarà già il nostro bacino sebbene ancora privo della sua “piastra bifida” e di tutte le decorazioni incise. I falsi colori, al momento, ci aiutano meglio a distinguere le varie sezioni dell’oggetto.In una porzione libera del disegno si è poi passati a “ricalcare” la piastra bifida. L’operazione con la spline è identicata alla prima solo che, questa volta, per dare spessore, anziché il tornio è stato utilizzato il modificatore “estrudi”, extrude. Un punto di difficoltà è stato capire in che modo fosse fatto il “punto di aggancio” tra la piastra e il bacino. Purtroppo la documentazione grafica in possesso non era sufficientemente chiara. In ogni caso si tratterebbe della parte più complessa della realizzazione. Il collegamento tra un oggetto piano con un oggetto curvo richiede il ricorso alla modellazione tridimensionale. Considerando il fatto che le visioni dell’oggetto che ci interessano non puntano però a quel dettaglio, si è potuta evitare questa fase. Quella porzione rimarrebbe comunque “coperta” dal corpo del bacino stesso. Sono poi stati aggiunti ancora i due “coni” saldati sulla piastra. Infine il tutto è stato inclinato come mostrato nel disegno dell’oggetto.
MATERIALI E TEXTURE
Terminata la parte solida si è passati ai colori e alle decorazioni dell’oggetto. 3DS Max mette a disposizione una complessa interfaccia per la creazione dei materiali da utilizzare nei propri progetti. La prima texture da ottenere era quella relativa alla ceramica priva di decorazioni. A tal fine si è utilizzato un “ritaglio” dell’unica foto a nostra disposizione.
La texture è stata utilizzata come bitmap per tutto lo sfondo del bacino. 3DS Max permette di impostare anche il colore della luce ambientale e diffusa e di quella riflessa specularmene. Di tali colori, con lo strumento contagocce sono stati presi i valori RGB per poi riportarli nell’editor di immagine e miscelare al meglio la visibilità tra “colore puro” e texture.
La texture relativa all’argilla è stata mantenuta costante in quanto identica in tutto il bacino. E’ stata copiata più volte con gli stessi parametri.Le decorazioni sono tutte incise e non vi sono segni di pittura. Per questo motivo è importante dare un aspetto “tridimensionale” alle decorazioni che andremo ad applicare. Sono stati creati tanti materiali quanto erano le diverse fasce decorative. Per la mappa relativa alla luce ambientale e diffusa si è sempre ripetuta la texture di base dell’argilla.Tra le funzionalità dei materiali di 3DS Max vi è anche un canale bump, la rugosità. In questo canale si carica un bitmap in bianco e nero. I punti chiari vengono letti come punti da estrudere, quelli scuri come punti da incavare. Tramite un’apposita scala è poi possibile accentuare o diminuire tale effetto.Dal nostro disegno quindi si sono ritagliate le texture con i vari motivi decorativi. Per questa operazione è sufficiente prendere una sola volta il motivo che verrà ripetuto e fare attenzione che sia “collegabile” con la propria copia. Inoltra il motivo va preso nella parte centrale del disegno, ove non intervengono deformazioni prospettiche. Ecco a titolo di esempio le texture ottenute:
Adattare la texture alle varie porzioni è una della parti più difficoltose. Bisognerà giocare un po’ con il modificatore UVW Map, il più delle volte proiettando un’immagine cilindrica e con i parametri quali il tiling. La mappa più semplice da applicare è sicuramente la decorazione della piastra in quanto piana, avendo l’accortezza di inclinare la proiezione piana.Accentuiamo poi il canale bump fino ad ottenere un effetto realistico. Un aiuto per impostare correttamente i parametri delle mappe è quello di crearsi prima un parallelepipedo su cui applicare la texture e una volta regolato questo, trasferirla sulla superficie curva
CONCLUSIONI
Una volta applicate le texture si può concludere il progetto e passare al rendering, l’operazione che ci consente di ottenere di nuovo un’immagine raster. In alternativa si possono compiere delle ulteriori migliorie. Si può ad esempio introdurre l’illuminazione allo scopo di evidenziare meglio le parti che maggiormente ci interessano. 3DS Max introduce un’illuminazione di default ma possiamo liberamente introdurre faretti spot e omnidirezionali oltre che luce ambientale.Un ulteriore scelta può riguardare lo sfondo: fermarsi al solo oggetto preso in esame o valorizzarlo con uno sfondo quale la vetrina di un museo o la ricostruzione del sito di ritrovamento ? 3DS Max non ci pone limiti in tal senso.La ricostruzione ottenuta, sebbene passabile di numerose migliorie è sicuramente soddisfacente. Il bacino risulta sufficientemente realistico anche se tanto si potrebbe ancora fare. Il bacino è stato rappresentato ricostruito “per intero” anche se nella realtà risulta frammentario. Le decorazioni risultano ben leggibili ma con opportune regolazioni del canale di bump e dell’illuminazione si potrebbe ottenere di meglio. Per il momento si è scelto di non “risolvere”il problema della modellazione dell’attacco tra la piastra ed il bacino, anche per mancanza di immagini. Rendendo realistico anche questo dettaglio è possibile avere nuove interessanti vedute del bacino così come si può pensare di convertirlo in un modello vrml per visualizzarlo ondine come modello virtuale. Insomma, le possibilità ancora aperte sono tante.In questo breve articolo si è data solo qualche traccia per una possibile applicazione dell’archeologia virtuale. Ciò non toglie che possano esservi soluzioni migliori e più efficienti. Commenti e suggerimenti sono sempre benvenuti.
Software utilizzati
- 3D Studio Max
- 8Adobe Photoshop CS2
- Photofiltre 6.2.5
Bibliografia
- S. Tusa, La Sicilia nella preistoria, Palermo 1999
- G. Voza, Museo archeologico regionale “Paolo Orsi”, Siracusa 1990
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