Istituto Statale d'Arte di Palermo
e nuovo Liceo Artistico
“Vincenzo Ragusa e Otama Kiyohara”
La Prototipazione Rapida e l’Ingegneria Inversa
per i Beni Culturali
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“Vincenzo Ragusa e Otama Kiyohara”
Ingegneria Inversa
Prototipazione Rapida
Cosa Sono?
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Ingegneria Inversa
e astronavi aliene?
L’ingegneria Inversa
(RE – Reverse Engineering)
può essere definita come
il processo inverso della
ideazione e creazione di un
manufatto
Ingegneria inversa
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La geometria della Ingegneria Inversa
L’Ingegneria Inversa consente, partendo da un oggetto reale, di risalire alla descrizione matematica della
forma. La forma viene descritta attraverso una nuvola di punti giacenti sulla superficie del manufatto.
• Il punto è l’elemento geometrico che individua una posizione nello spazio
• La nuvola di punti è composta da migliaia di punti
• ogni punto è il vertice di un poligono
Nuvola di punti
Triangolazione
della nuvola
Superficie ottenuta
Ingegneria inversa
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La Nuvola di Punti
I sistemi a scansione generano nuvole di punti posizionate sulle superfici degli oggetti da rilevare.
Il rilievo degli oggetti avviene in maniera non invasiva senza che la superficie degli oggetti venga toccata.
Per ogni punto si conoscono le coordinate spaziali e i valori di colore secondo la sintesi rosso, verde e blu.
• questa nuvola è nuvola composta da 1.800.000 punti
• ogni stringa di testo indica X – Y – Z – R – G – B
Ingegneria inversa
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Visione binoculare e stereoscopia
Un triangolo è completamente
determinato da un lato e dai due
angoli a esso adiacenti
Attraverso una tripletta di foto, il sistema di scansione ottica imita
la stereoscopia oculare e per ogni pixel della foto restituisce un
punto sulla superficie da descrivere.
Ingegneria inversa
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Nuvole collimate
L’immagine rappresenta la collimazione di più nuvole di punti. La collimazione avviene attraverso
l’individuazione di punti omologhi nella zona di sovrapposizione di due o più nuvole di punti.
Ingegneria inversa
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Triangolazione delle nuvole e modello digitale
Dopo varie operazioni di correzione delle nuvole è possibile effettuare la triangolazione e la creazione di un
modello digitale virtuale molto fedele al manufatto originale
Ingegneria inversa
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Prototipazione del modello digitale virtuale
Affinchè sia possibile realizzare il modello fisico, la superficie virtuale deve essere chiusa, impermeabile e
senza difetti. La prototipazione avviene grazie a macchine che ricevono istruzioni da un software
specificamente progettato.
Ingegneria inversa
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C.A.D., C.A.M. e Prototipazione Rapida
•Computer Aided Design,
cioè progettazione assistita dall'elaboratore
•Computer Aided Manufacturing
che significa fabbricazione assistita da computer
Prototipazione rapida
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Modello virtuale digitale
Modello fisico da prototipazione
La prototipazione rapida è l’insieme delle tecniche e delle tecnologie digitali che
consentono di ottenere da un modello virtuale tridimensionale un modello fisico,
reale. Tale modello può essere considerato il primo prototipo di una serie o un
modello unico.
Prototipazione rapida
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Ingegneria Inversa
Prototipazione Rapida
Perché una scuola
d’arte si è dotata di
tali sistemi?
perchè
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DIDATTICA
Conoscenza e comprensione
le attività connesse con il R.E. eil R.P. migliorano i
processi cognitivi consentendo di accelerare
l’acquisizione del sapere.
Multi e interdisciplinarietà
le attività connesse con il R.E. eil R.P. favoriscono le
implementazioni multimediali e i collegamenti tra
discipline scientifiche, di indirizzo artistico e umanistiche.
Rielaborazione e creatività
la duttilità della modellazione CAD, la possibilità di
indagare intimamente forme anche complesse che
l’ingegneria inversa rende possibile, i veloci feedback sul
progetto realizzabili grazie alla prototipazione rapida, si
rispecchiano positivamente sui processi creativi.
perchè
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RICERCA
Le metodologie di indagine delle forme connesse
alla ingegneria inversa e alla prototipazione rapida
favoriscono la scoperta l’interpretazione e la
revisione dei fatti, degli eventi o delle teorie
relative alla natura delle opere d’arte, dei beni
culturali e dei processi creativi connessi al design.
perchè
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CULTURA PROFESSIONALIZZANTE
L’ingegneria inversa e la prototipazione rapida sono
tecniche nate per la produzione industriale che oggi
vengono applicate ad un gran novero di ambiti
professionali:
• Architettura e design industriale
• Archeologia sperimentale
• Restauro
• Artigianato artistico
• Promozione, divulgazione e comunicazione dei beni culturali
• Biomeccanica
• Divulgazione scientifica
perchè
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Che cosa si può fare con queste tecnologie?
Alcuni esempi:
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Modalità innovative di documentazione dei beni culturali
Archivi 3D delle forme
Percorsi percettivi tattili per non vedenti
Copie di opere dichiarate inamovibili
Percorsi museali “impossibili”
Copie di manufatti in restauro
Copie sacrificali per prove distruttive
Copie di manufatti “inaccessibili”
Ricostruzioni virtuali e animazioni 3D
Percorsi didattici interattivi di realtà virtuale
Merchandising
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Tutte le elaborazioni qui illustrate riguardano
attività didattiche o ricerche condotte presso il
laboratorio di prototipazione rapida e ingegneria
inversa dell’Istituto Statale d’arte di Palermo e
nuovo Liceo Artistico “V. Ragusa e O. Kiyohara”.