Fotoraddrizzamento. Con CD-ROM

Il software allegato contiene tutte le funzionalità necessarie per minimizzare la deformazione presente nelle immagini digitali: tanto quella ottica dovuta agli obiettivi quanto quella prospettica (il raddrizzamento delle immagini) derivante dalla posizione della fotocamera. Le immagini raster possono essere acquisite tramite scanner o fotocamere digitali.

Sono implementate: - la trasformazione affine a n punti - le trasformazioni omografica e bilineare esatte a 4 punti.

L'unione di due immagini contigue avviene applicando la trasformazione affine esatta: è sufficiente individuare due punti omologhi sulle immagini da unire.

Il software contiene inoltre un modulo per la vettorizzazione di immagini in bianco e nero, derivato dal CD-Book VETTOR, che permette di estrarre polilinee CAD esportabili in formato DXF e quindi utilizzabili da qualsiasi applicativo CAD. Il modulo di vettorizzazione permette di estrarre il centrolinea (scheletro) da disegni al tratto e il bordo dagli oggetti pieni. Questo volume contiene la descrizione teorica degli algoritmi utilizzati e suggerisce il modus operandi per ottenere dal software allegato il miglior risultato.

POTENZIALITA' DEL PROGRAMMA ALLEGATO - Importazione e salvataggio dei formati raster (TIF, JPG, BMP, con esclusione della compressione LZW) - Acquisizione diretta da scanner e fotocamera digitale - Processamento di immagini di grandi dimensioni (fino a 16 Megapixels) - Filtri per la ottimizzazione delle immagini: smooth, contrasto, trasformazione da colore in bianco e nero - Comandi CAD per il disegno di punti, linee, archi, cerchi e polilinee - Comandi di Clip Copy e Clip Paste di porzioni della immagine - Interfaccia multidocument per caricare più files contemporaneamente.

INDICE Introduzione - VII

PARTE PRIMA - LA TEORIA Capitolo 1 - Le immagini digitali 1.1. Concetti base - 3 1.2. Dispositivi di acquisizione digitale - 7 1.2.1. Scanner - 7 1.2.2. Fotocamere - 8

Capitolo 2 - La deformazione delle immagini - 13

Capitolo 3 - Le trasformazioni geometriche piane 3.1. Concetti base - 15 3.2. La trasformazione affine - 17 3.3. La trasformazione omografica - 19 3.4. La trasformazione bilineare - 20

Capitolo 4 - Cenni di cartografia 4.1. Cartografia tradizionale e cartografia numerica - 23 4.2. Proiezioni - 24 4.3. Le coordinate UTM - 25 4.4. Le coordinate Gauss-Boaga - 26

Capitolo 5 - La vettorizzazione 5.1. Concetti base - 29 5.2. Tipi di vettorizzazione - 30

PARTE SECONDA - L'IMPLEMENTAZIONE SOFTWARE Capitolo 6 - Il raddrizzamento veloce di prospetti architettonici 6.1. Riduzione della deformazione ottica - 35 6.2. Il rettangolo di raddrizzamento - 36 6.3. La trasformazione omografica esatta - 37 6.4. Immagini in scala e rotazioni - 38

Capitolo 7 - Unione di immagini 7.1. La trasformazione affine esatta - 41

Capitolo 8 - La georeferenziazione di mappe 8.1. I punti di inquadramento 8.2. Le coordinate pixel e le coordinate metriche, geografiche - 45 8.3. La trasformazione affine per N punti, i minimi quadrati - 46

Capitolo 9 - Vettorizzazione di disegni in bianco e nero 9.1. Suggerimenti operativi - 49 9.2. Esportazione verso altri CAD - 51

PARTE TERZA - DESCRIZIONE DEL SOFTWARE Capitolo 10 - Installazione del software 10.1. Generalità - 55 10.2. Installazione - 56 10.2.1. Attivazione del programma - 56 10.2.1.1. Il sistema di protezione 56 10.2.1.2. Istruzioni per l'attivazione via Internet - 57 10.2.2. La chiave software - 57 10.2.2.1. Come collegare la chiave per la prima volta - 58 10.2.2.2. Come scollegare la chiave - 58 10.2.2.3. Come collegare una chiave scollegata - 58 10.2.2.4. Esempi riepilogativi sull'utilizzo della chiave software - 58 10.3. Assistenza tecnica - 59 10.4. Dimensionamento e requisiti del software - 59 10.5. Guida veloce al software di fotoraddrizzamento - 60 10.5.1. Ambiente di lavoro: i menu - 60 10.5.1.1. Il menu FILE - 60 10.5.1.2. Il menu MODIFICA - 61 10.5.1.3. Il menu VISUALIZZA - 63 10.5.1.4. Il menu CALIBRAZIONE - 64 10.5.1.5. Il menu RADDRIZZAMENTO - 66 10.5.1.6. Il menu CAD - 69 10.5.1.7. Il menu INFO - 71 10.5.1.7. Il menu ?
10.5.2. Ambiente di lavoro: le toolbar - 73

PARTE QUARTA - ESEMPI DI UTILIZZO DEL SOFTWARE Capitolo 11 - Raddrizzamento della facciata di un edificio - 83 Capitolo 12 - Raddrizzamento di una parete interna - 89 Capitolo 13 - Raddrizzamento di una dima - 93 Capitolo 14 - Unione di immagini - 95 Capitolo 15 - Georeferenziazione di una tavoletta IGM (coordinate Gauss-Boaga) - 101 Capitolo 16 - Calibrazione di un foglio catastale - 105 Capitolo 17 - Vettorizzazione di una porzione di foglio catastale - 109 Capitolo 18 - Vettorizzazione di un bozzetto - 113

Bibliografia - 117

INTRODUZIONE In questo testo vengono affrontati i problemi relativi alla presenza di deformazioni nelle immagini e si propongono le soluzioni matematiche, geometriche e computazionali più adatte per ridurle o, in alcuni casi, eliminarle del tutto. Infatti, quando in una immagine sono presenti significative deformazioni, la sua fruizione può essere considerata meramente estetica o pittorica per via della mancanza di un preciso contenuto metrico che è necessario per soddisfare finalità pratiche e professionali.
Le possibilità offerte dalle tecniche di calcolo descritte nel presente testo conferiscono valore a quelle immagini poiché permettono di recuperare informazioni geometriche ed effettuare misurazioni.
I contenuti della trattazione sono sia di tipo teorico (descrizione dei concetti base), sia di tipo operativo (guida all'uso del software allegato).
In questo CD-BOOK sono altresì presenti fotografie digitali contenenti prospetti architettonici nonché scansioni di mappe cartografiche.
Il software allegato contiene tutte le funzionalità necessarie per ridurre al minimo attraverso il raddrizzamento delle immagini i due tipi di deformazione che spesso ricorrono nelle immagini digitali: la deformazione ottica dovuta agli obiettivi e la deformazione prospettica che dipende dalla posizione della fotocamera.
In ambito cartografico, il programma consente di compiere la calibrazione o la georeferenziazione di immagini digitali: dalle mappe catastali alle ortofoto aeree.
Nella prima parte della trattazione vengono descritte l'origine delle deformazioni e le trasformazioni geometriche piane (affine, omografica, bilineare) che permettono di minimizzare l'errore; successivamente vengono individuati gli elementi di cartografia necessari per comprendere le proiezioni cartografiche e si riassumono i concetti base della vettorizzazione: dalle mappe cartografiche in bianco e nero è possibile estrarre informazioni geometriche (polilinee).
Nella seconda parte vengono fornite al lettore utili indicazioni sulla implementazione dei vari approcci matematici nel software allegato che può essere considerato uno strumento assai utile e con molteplici applicazioni nell'ambito di uno studio tecnico.
Il raddrizzamento veloce di fotografie di facciate di edifici si effettua applicando alle immagini la trasformazione omografica esatta, individuando a schermo il rettangolo di raddrizzamento e fornendo al programma il valore della dimensione dei lati del rettangolo. Queste procedure possono essere impiegate per eliminare la deformazione in qualsiasi tipo di immagine contenente una superficie piana in prospettiva: una parete interna, ma anche una dima con profilo complesso.
L'unione di due immagini contigue si ottiene applicando la trasformazione affine esatta e individuando due punti omologhi sulle immagini da unire.
Con la trasformazione affine per n punti è possibile georeferenziare immagini con contenuto cartografico, minimizzando gli errori con la tecnica dei minimi quadrati: sull'immagine verranno individuati punti di inquadramento dei quali si conosce il valore delle coordinate metriche o geografiche (Gauss-Boaga, ad esempio).
Il modulo per la vettorizzazione di immagini in bianco e nero, derivato dal CDBOOK Vettor, permette di estrarre polilinee CAD.
Infine, nella terza e nella quarta parte del libro viene illustrato il corretto modus operandi per ottenere il massimo profitto dall'uso del software allegato: numerosi esempi completamente svolti potranno essere proficuamente utilizzati dal lettore come traccia per processare le proprie immagini.
Nel software sono implementati alcuni comandi per il disegno di primitive CAD (punti, linee, archi, polilinee), e per compiere operazioni specifiche su porzioni delle immagini.
Il software produce file di report in formato Word contenenti informazioni sull'immagine processata e sulle primitive CAD disegnate e file di testo sulle trasformazioni geometriche e sulle immagini derivate dalla loro applicazione.
Il programma legge e scrive i principali formati raster .TIFF, .JPG, .BMP ma non il formato .GIF e la compressione LZW.
La esportazione in formato .DXF rende fruibile il risultato della vettorizzazione da parte di qualsiasi CAD.