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Realizzazione del digital twin della statua del San Giuseppe di Macerata

Realizzazione del digital twin della statua del San Giuseppe di Macerata

Nuove tecnologie e nuovi metodi di rappresentazione portano alla nascita della 4Dservice guidata dall’ingegnere Carlo Muffato, libero professionista specializzato in rilievi laser scanner, fotogrammetria terrestre ed aerea, modellazione 3d, rendering, tour virtuali e BIM. Nel 2021 l’artista Madrileno Jesus Arevalo Jimenez, specializzato nella scultura in legno e operante principalmente in Spagna, Regno Unito (County Hall, Londra) e Israele (Domus Galilaeae International Center), aveva realizzato per il Seminario Diocesano Redemptoris Mater di Macerata la statua del San Giuseppe.

La caratteristica principale delle opere dell’artista è l’intaglio di pezzi direttamente su grandi tronchi di cedro, l'intaglio diretto su tronchi d'albero e blocchi di pietra, attivando e sviluppando enormemente la naturalezza dell'arte sacra attraverso la composizione scultorea ottenuta anche dai frammenti più minuti e riconnettendo la stratificazione dei materiali prelevati nei due emisferi. Insieme alla modellazione degli agenti naturali, la memoria dell'evoluzione conservata nei materiali della ricerca dell'artista è fondamentale per l'evoluzione umana, incalcolabilmente anteriore all'uomo stesso.

Il 7 febbraio 2022 il Vice Rettore del Seminario ha affidato l’incarico di svolgere la scansione della statua per creare un file.stl alla 4Dservice.Il lavoro si è basato principalmente sulla realizzazione di un digital twin modello 3d fedele all’originale - della statua del S. Giuseppe. La statua in legno alta 1.92 m, raffigura il  S. Giuseppe che regge con la mano destra il Gesù bambino e con la mano sinistra un bastone. Per la scansione è stata utilizzata la tecnica della fotogrammetria digitale e per evitare errori di modellazione il bastone è stato rimosso per essere poi modellato successivamente.

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Fig. 2 - Set fotografico con posizionamento target e luci

Nella prima fase sono state scattate numerose foto da angolazioni diverse della statua e la creazione di un set di luci che ha permesso una perfetta ed omogenea illuminazione da tutti i lati. Successivamente sono stati posizionati dei punti di riferimento (target) intorno all’oggetto, con lo scopo di avere nelle foto dei punti riconoscibili, risultati utili in una fase successiva, ovvero per scalare il modello in maniera precisa.

elaborazione_3d.jpg

Fig. 3- Elaborazione 3d, viste del modello 3d senza texture

La seconda fase si è basata sul processo di ricostruzione ed elaborazione tramite il software Reality Capture, che, in automatico, ha generato nuvole di punti delle varie porzioni della statua. Tali porzioni sono state unite in seguito tra loro tramite punti omologhi impostati dall’operatore per avere un unico modello sul quale calcolare la mesh, ovvero un insieme di poligoni che formano il modello 3D.

 

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Fig. 4  -  Stampe 3d FDM,  altezza  20 cm, realizzate con filamento PLA bianco e simil legno

L’oggetto virtuale così ottenuto è stato quindi “semplificato”, riducendone i vertici eccessivi e poi ottimizzato per la stampa 3D, chiudendo tutti i buchi eventualmente presenti nella mesh e rimodellando aree dove la fotogrammetria non è riuscita a creare superfici (ad esempio il buco nella mano che teneva il bastone).

 

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Fig. 5 - San Giuseppe 3D

La fase finale è stata quella della texturizzazione, dove al modello sono stati applicati i materiali per una resa fotorealistica. Tale processo ha reso possibile la fedele riproduzione dell’oggetto, permettendone poi la stampa in 3D.


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