Il dirigibile appena gonfiato nel suo hangar pronto
per alzarsi in volo. |
Che la fotografia dal
momento della sua scoperta sia sempre stata obiettiva
compagna della ricerca
scientifica è un fatto noto: pensiamo
solo a cosa sarebbe stata la missione dell'Apollo
XI se gli astronauti non avessero potuto documentare
la loro experience (vera experience…) con l'ausilio
delle macchine fotografiche. Sì, sono tornati
a casa con tanti bei sassolini, ma personalmente abbiamo
sempre trovato molto più affascinanti le foto
che hanno portato indietro piuttosto che i frammenti
di suolo lunare.
Dall'introduzione della fotografia digitale
le sinergie tra ricerca
e fotografia non hanno
fatto altro che aumentare, questo grazie all'immediatezza
del digitale: non dimentichiamo che la Polaroid per
decenni ha sviluppato progetti di applicazione della
pellicola istantanea in campo scientifico e oggi a
raccogliere questa sfida è il digitale.
Il dirigibile fissato sul sito con tre ancoraggi
pronto per realizzare le coppie di stereofotografie
eseguite dalle Coolpix 3100. |
Dirigiamoci verso l'experience.
Questo è un'experience diverso dal solito,
dove non siamo noi per una volta ad essere i protagonisti:
il protagonista questa volta è il Prof. Massimo
Gallorini, docente di ingegneria elettronica,
sistemi automatici, telematica ed informatica; ci
fermiamo qui, perché i titoli accademici potrebbero
riempire mezzo sito.
Il Prof. Gallorini, grazie alle sue conoscenze di
elettronica ed automatizzazione, unite a un desiderio
primo di ricercare nuove soluzioni è anche
un "ponte" teso tra la sua esperienza e
quella di molti colleghi iperspecializzati in qualche
branca universitaria ma con nessuna conoscenza specifica
né di tecnologia di automatizzazione né
di fotografia.
Qui ci concentreremo su un recente progetto messo
a punto dal prof. Gallorini: si trattava di fotografare
i fronti rocciosi delle cave di marmo del carrarese
e del senese per lo studio della stabilità;
era quindi necessario fotografare da una certa altezza
i fronti rocciosi in stereoscopia per poi permettere
attraverso uno studio fotogrammetrico di rilevare
lo stato di questi siti.
Il progetto è stato realizzato assieme all'Università
di Siena - Geotecnologie con il Prof.
Fantozzi e l'Istituto
Tecnico Industriale di Arezzo Galileo Galilei
- Classe 5C Elettronico Informatico dove il Prof.
Gallorini insegna Sistemi Automatici.
La coppia di Nikon Coolpix 3100 pronte per le
riprese. |
Due parole sulla stereoscopia.
La stereoscopia è nata quasi contestualmente
alla fotografia, alla fine dell'800: già allora
era stato dimostrato che se un oggetto fosse stato
fotografato da due fotocamere o da due obiettivi distinti,
contemporaneamente, e se le due immagini ottenute
fossero state osservate in modo che l'occhio sinistro
avrebbe potuto vedere la sola immagine scattata dalla
macchina o dall'obiettivo di sinistra e l'occhio destro
quella destra, l'osservatore avrebbe percepito, esattamente
come nella realtà, anche la "profondità
del soggetto inquadrato", in una parola, il rilievo.
Proprio a causa del fatto che i sistemi per tenere
separate le due immagini per gli occhi sono decisamente
più macchinosi rispetto alla visione classica
di una fotografia, la stereoscopia non ha mai avuto
grandi consensi di pubblico, neppure quando Edwin
Land, con l'invenzione delle lenti
polarizzanti, riuscì ad applicare la
stereoscopia anche alla cinematografia: i grandi fruitori
furono soprattutto gli americani (ricordate il View
Master?) e ancora oggi la stereoscopia è vista
come un curioso entertaiment, ed è applicata
soprattutto alla cinematografia con il puro fine della
spettacolarità.
Da terra si comanda l'altezza ed il posizionamento
del dirigibile via filo e gli scatti delle Coolpix
via radio. |
Nel mondo scientifico una delle applicazioni tutt'ora
in essere è quello della stereofotogrammetria:
si fotografa dall'alto un sito, piuttosto che una
montagna, montando le fotocamere a una certa distanza
una dall'altra o facendo scattare una singola fotocamera
con un intervallo tra uno scatto e l'altro sufficiente
a consentire lo scatto, poniamo della stessa montagna,
con due punti di vista sufficientemente diversi da
permettere poi di rivedere le due immagini accoppiate
restituendo la tridimensionalità
alla situazione fotografata; in questo modo è
possibile per esempio misurare con precisione l'altezza
assoluta di una montagna e le differenti quote nei
vari punti della stessa.
Uno scatto della Coolpix posizionata a sinistra…
… e lo scatto di destra. Per questa
coppia di immagini sono state utilizzate due
Coolpix 5000
|
Nel caso dei fronti rocciosi delle cave di marmo
il prof Gallorini ha innanzitutto fatto realizzare
da una ditta specializzata un dirigibile
lungo 8 metri e di 3 metri di diametro con una portata
massima di 10Kg.; ha poi montato a prua e a poppa
una fotocamera Nikon Coolpix
3100. Le macchine venivano radiocomandate
via terra con un'interfaccia
meccanica installata su ciascuna macchina,
che provvedeva allo scatto della fotografia; si sarebbe
anche potuto agire in modo meno meccanico e più
elettronico, smontando le fotocamere e collegando
i radiocomandi direttamente al sistema elettronico
delle fotocamere stesse ma, per evitare comunque di
cannibalizzare le stesse si è optato per la
soluzione del "dito meccanico".
Il dirigibile è stato posto sulla
verticale della zona degli scavi, semplicemente
sfruttando la forza ascensionale del gas elio con
cui era stato gonfiato, ed è stato poi fissato
con delle cime a tre punti che formavano tra loro
i vertici di un triangolo. Poiché il triangolo
è una figura geometrica indeformabile il dirigibile
poteva essere posizionato con precisione matematica
in qualsiasi punto dello spazio e fatto traslare in
ogni direzione con movimenti micrometrici, il tutto
senza che i venti in quota lo potessero spostare o
imbardare durante le riprese. E' possibile naturalmente
scattare sia fotografie "in pianta", sia
parallele al sito, disponendo le fotocamere di volta
in volta in modo che si trovino parallele alla superficie
da analizzare, sia essa orizzontale – suolo
– che verticale – montagna -.
Le immagini poi sono state opportunamente elaborate
sia per la restituzione di proiezioni
fotogrammetriche che per la visione stereoscopica
dei vari punti dei siti. La visione stereoscopica
in questo caso viene ricavata attraverso la trasformazione
delle immagini originali in anaglifi:
ogni coppia di immagini sinistra/destra viene elaborata
in modo che una risulti in visione rielaborata con
una dominante tendente al rosso, verde l'altra, le
due immagini vengono poi fuse in una sola immagine
e osservate attraverso un paio di occhiali che hanno
una lente colorata in verde e l'altra in rosso; in
questo modo, se l'occhio di sinistra osserva attraverso
la lente rossa, potrà vedere dell'immagine
solo le parti rosse, quindi quelle attribuite all'immagine
di sinistra, il destro, attraverso la lente verde,
vede dell'immagine solo i particolari verdi e legge
dell'immagine solo le parti verdi, quindi quelle attribuite
all'immagine di destra, le due immagini vengono poi
elaborate a livello neurologico – esattamente
come avviene quando si guarda la realtà –
e il risultato finale è un'immagine dove oltre
alla percezione della larghezza e della lunghezza
si ha anche la percezione della profondità,
della terza dimensione, quindi. Utilizzando poi specifici
programmi di fotogrammetria è possibile calcolare
perfettamente tutte e tre le dimensioni rappresentate
nell'immagine finale, e quindi studiare la zona del
territorio ripresa.
Ed ecco l'anaglifo risultante dalla fusione
delle
due immagini; da questo punto è possibile
un'analisi scientifica dell'immagine
per rilevare tutti i dati necessari allo studio
ed alla monitorizzazione
del sito. |
Lavorando direttamente in digitale si ottengono molti
vantaggi: innanzitutto
l'autonomia di scatto
aumenta in proporzione alla capacità della
scheda di memoria della macchina, non è quindi
necessario far atterrare il dirigibile e cambiare
la pellicola come avviene con le fotocamere analogiche;
inoltre le coppie di immagini digitali possono venire
immediatamente elaborate
con il programma di fotoritocco e trasformate in anaglifi,
mentre partendo da coppie di diapositive queste devono
prima essere scannerizzare. Fatto decisamente inconsueto
– ma questo è il bello del digitale –
è che le fotocamere impiegate, due Coolpix
3100, sono due compatte digitali amatoriali, ma opportunamente
preparate hanno permesso di essere impiegate con ottimi
risultati in una ricerca rigorosamente scientifica.
Il prof. Gallorini non ha intenzione di fermarsi
qui: ha già in progetto un sistema
di monitoraggio e studio di libri antichi con tecniche
di diagnostica e addirittura di restauro non invasive,
partendo anche in questo caso dall'impiego di una
fotocamera digitale, due per la precisione, una Coolpix
per le riprese video e una Nikon D70 per gli scatti
fotografici in alta risoluzione interfacciando la
fotocamera ad un endoscopio.
di Gerardo Bonomo
