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PROCESSING

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 ELABORAZIONE

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Processing phase

After the film development (it was made during the execution of the job to verify the good quality of the photos) we went on with the film scanning.

Fase di elaborazione

Dopo lo sviluppo delle pellicole, operazione che veniva fatta durante l'esecuzione del lavoro per verificare che non vi fossero problemi, si è proceduto all'acquisizione delle stesse per la digitalizzazione delle informazioni raccolte.

fig.01 – some scanned negatives fig.01 - alcuni negativi acquisiti

The film scanning was executed by the Scala Group company using a flat bed high quality scanner. The goodness of scanner suggested us to bring the scanning resolution to 1400 dpi (instead of 800dpi as from project parameters), this decision was supported also from the fact that we verified that many additional information could be drawn out from a so high resolution.

In order to maintain a perfect adhesion of the film to the glass of the scanner the film itself was plunged in an oil bath and therefore it was put on the glass taking special care in eliminating all the air bubbles.

 

L'acquisizione delle pellicole è stata realizzata dal gruppo Scala con uno speciale scanner piano con prestazioni professionali di elevata qualità. La risoluzione di acquisizione è stata elevata a 1400 dpi, (rispetto agli 800dpi di progetto), vista la notevole qualità dello strumento e dopo alcune prove che hanno dimostrato che la pellicola poteva offrire altre informazioni a risoluzioni così elevate.

Per mantenere la pellicola ben aderente al piano di acquisizione dello scanner le acquisizioni sono state realizzate in bagno d'olio, ovvero immergendo le stesse in olio e facendole aderire completamente al vetro fino all'eliminazione di tutte le bolle d'aria.

fig.02 some scanned negatives fig.02 - alcuni negativi acquisiti

Concerning the topographic data, they were transferred from the Total Station to a PC and after they were adjusted in order to distribute the incidental residual errors; a change of the reference system was also made in order to align it along the shape of the church. This assured us a minimum rotation during the final process.

Digital images have also been submitted to a calibration procedure in order to correct some possible geometric deformations brought in by the scanner. The calibration was made using the software MASTERSCAN by Siscam; it works exploiting the calibrated precision grid impressed on the film and doing a comparison between the position of the crosses as obtained from the digital image and the theoretical position provided by the camera manufacturer.

After this sessions of data preparing, it was possible to start with the rectification process using the ARCHIS software, a package developed by Siscam which, starting from control points co-ordinates, it is able to operate an homographic transformation on the original images.

 

Per quanto riguarda i dati del rilievo topografico, questi sono stati riversati dalla stazione totale ad un PC e successivamente elaborati per ricostruire la rete di punti facendo le dovute verifiche e mediazioni dell'errore. È stata inoltre variato il sistema di riferimento relativo attraverso una rotazione in modo che fosse quanto più possibile coerente all'andamento medio della chiesa, questo allo scopo di minimizzare le rotazioni degli elaborati finali.

Le immagini digitali sono state calibrate per eliminare le eventuali deformazioni geometriche introdotte dallo scanner con il software di produzione aziendale MASTERSCAN - Galileo Siscam Technology. Tale calibrazione avviene sfruttando il reticolo di repairs, (rete di croci sovrimpresse sulla pellicola), che viene verificato con i tabulati delle corrispondenti misure provenienti dalla calibrazione della fotocamera semi-metrica, come da certificato rilasciato dal produttore.

Terminata la fase di preparazione dei dati acquisiti, (sia delle immagini che delle coordinate), è stato possibile inserirli nel software di produzione aziendale denominato ARCHIS - Galileo Siscam Technology che è in grado, sulla base delle coordinate oggetto, di operare una trasformazione omografica delle immagini provenienti dalla fotocamera semi-metrica.

fig.03 – rectification process using the ARCHIS software fig.03 - fase di elaborazione fotogrammetrica nel software ARCHIS

Each pixel of the photo image is displaced from its original position (perspective position) and put in a new position proper of an orthogonal projection.

If the image covers entirely a portion of the floor representing a panel complete and logically defined by a frame, the process can terminate with a radiometric parameters balance. If, instead, owing to the wide dimension of the represented subject, it is interested by more than one image, we carried out a digital mosaic with an automatic numerical adjustment of the final product.

Such a procedure can be very complicate since it is necessary to choose the cut line (the line joining two adjacent images) in such a way to minimise the radiometric differences. Established the above mentioned lines and the priority order, we make the cut on the upper image. The mosaiking is carried out on the base of reciprocal position of images which are always referred to the reference system defined by the topographic measurement of control points.

 

Ogni punto (pixel) dell'immagine, relativo al piano del pavimento, viene quindi spostato dalle sue coordinate originarie andando ad occupare una nuova posizione che è propria di una proiezione ortogonale e non della proiezione centrale, (prospettiva), tipica di una presa fotogrammetrica o, più in generale, fotografica.

Dopo l'omogeneizzazione dei parametri radiometrici sulle singole porzioni dell'elaborazione, il procedimento sopra descritto risulta conclusivo qualora la presa copra interamente una porzione di pavimento raffigurante un quadro completo e logicamente definito da un sistema di cornici. Qualora invece, per la vasta estensione della raffigurazione questa sia coperta da una o più prese, si è proceduto ad un'operazione di mosaicatura digitale a controllo numerico delle elaborazioni finali.

Tale procedura risulta molto complessa in quanto è necessario programmare la linea di taglio, ovvero la linea di congiunzione fra le immagini adiacenti, in maniera che siano minimizzate le differenze di esposizione e temperatura colore. Stabilita detta linea e la propedeuticità fra le immagini, si opera il taglio digitale sull'immagine che occuperà la posizione superiore. La mosaicatura avviene infine sulla base delle posizioni reciproche degli elaborati che risultano sempre vincolati al rilievo topografico di appoggio.

fig.04 – two adjacent images cut for mosaiking and the final product fig.04 - due immagini adiacenti tagliate per la mosaicatura e l'immagine finale mosaicata

As we already said, all phases of images processing with ARCHIS package are carried out in the local reference system, the system defines during the topographic survey: each image produced by this software is always joined with an "orientation file" allowing its position in the space and its scaling in the adopted unit of measure (metres).

All this information, according with project requirements, had to be transferred in a geographic information system (GIS - ARCVIEW ESRI) for other future processes (project responsible Dr. Bocci). As the above mentioned systems have a different format for images orientation file, a possible procedure to import our image in the GIS was that one which foreseen a new orientation of the images inside the GIS with the risk of a deterioration of the image quality and an increase of the errors.

In order to avoid this we developed a software able to transform the ARCHIS orientation files in those of ARCVIEW (in other words we passed from the .ORI files to .TFW files).

 

Come più volte evidenziato tutte le varie fasi di elaborazione in ambiente ARCHIS sono sempre referenziate al sistema di riferimento locale prescelto per il rilievo topografico, ed ogni immagine digitale che viene generata dal software è accompagnata da un relativo file di orientamento che consente la collocazione della stessa nello spazio e la sua scalatura nell'unità di misura adottata (metri).

Tali informazioni, come previsto nel presente progetto, dovevano però essere trasferite in un sistema informativo geografico, (GIS - ARCVIEW - Esri), per successive elaborazioni (responsabile del progetto Dott.Bocci). Il software menzionato per la gestione del sistema informativo ha, tuttavia, dei formati di files di orientamento differenti, ed a causa di questa incompatibilità si prospettava la necessità di operare una nuova referenziazione del materiale prodotto all'interno del GIS aumentando però l'errore e deteriorando la qualità delle immagini prodotte.

Per evitare quanto sopra si è proceduto all'elaborazione di una routine di calcolo (piccolo software) che trasforma i files di orientamento prodotti da ARCHIS in quelli utilizzati da ARCVIEW, ovvero dall'estensione ORI all'estensione TFW.

fig.05 – user interface of the software for orientation files transformation fig.05 - interfaccia utente della routine di trasformazione dei files

After orientation files transformation we imported in the GIS all the images produced in ARCHIS environment, allowing the experts in petrography to carry out their investigations (the responsible of this activity is Dr. Giamello).

Eseguita la trasformazione dei files di orientamento il lavoro prodotto è stato interamente importato nel GIS per le successive tematizzazioni degli esperti in petrografia (responsabile progetto Dott.Giamello).

author of the text: arch. Manfredo Romeo - tech. Giovanni Checcucci - ing. Giancarlo Capanni autore del testo: arch. Manfredo Romeo - tech. Giovanni Checcucci - ing. Giancarlo Capanni
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