Leopoli-Cencelle beyond virtual reality Documentazione, interpretazione e comprensione di una città medievale

La città medievale di Leopoli-Cencelle (fondata da Papa Leone IV nell‘854 d.C. non lontano da Civitavecchia) è stata oggetto di studio e di periodiche campagne di scavo a partire dal 1994. Le stratigrafie investigate con metodi tradizionali, hanno portato alla luce le numerose trasformazioni che la città ha subìto nel corso della sua esistenza in vita. Case, torri, botteghe e strati di vissuto, sono stati interpretati sin dall’inizio dello scavo basandosi sulla documentazione tradizionale e bi-dimensionale, legata al dato cartaceo e al disegno. Il presente lavoro intende re-interpretare i dati di scavo con l’ausilio delle tecnologie digitali. Per il progetto sono stati utilizzati un laser scanner, tecniche di Computer Vision e modellazione 3D. I tre metodi sono stati combinati in modo da poter visualizzare tridimensionalmente gli edifici abitativi scavati, con la possibilità di sovrapporre semplici modelli 3D che permettano di formulare ipotesi differenti sulla forma e sull’uso degli spazi. Modellare spazio e tempo offrendo varie possibilità di scelta, permette di combinare i dati reali tridimensionali, acquisiti con un laser scanner, con semplici modelli filologici in 3D e offre l’opportunità di valutare diverse possibili interpretazioni delle caratteristiche dell’edificio in base agli spazi, ai materiali, alle tecniche costruttive. Lo scopo del progetto è andare oltre la Realtà Virtuale, con la possibilità di analizzare i resti e di re-interpretare la funzione di un edificio, sia in fase di scavo che a scavo concluso. Dal punto di vista della ricerca, la possibilità di visualizzare le ipotesi sul campo favorisce una comprensione più profonda del contesto archeologico. Un secondo obiettivo è la comunicazione a un pubblico di “non-archeologi”. Si vuole offrire a normali visitatori la possibilità di comprendere e sperimentare il processo interpretativo, fornendo loro qualcosa in più rispetto a una sola ipotesi definitiva.

I manufatti egizi ed egittizzanti in Sicilia

Il progetto di ricerca si è posto l'obiettivo di analizzare una serie di manufatti egizî e di tradizione egizia della Sicilia preromana e di evidenziare le eventuali sopravvivenze della cultura egittizzante sull’isola fino all'età tardoantica. La realizzazione di un corpus, aggiornato sulla scorta di nuovi rinvenimenti, di recenti riletture e di studi su materiali inediti custoditi nei musei siciliani, ha contribuito a tracciare una mappa distributiva delle aree di rinvenimento e di attestazione, con particolare riferimento alle diverse etnie che recepiscono tali prodotti e alla possibilità di ricostruire l’ambientazione storica della domanda diretta o indiretta. Si è scelto di privilegiare lo studio tipologico, iconografico e iconologico di alcune “categorie” di materiali maggiormente documentati sull’isola, quali amuleti, scarabei e scaraboidi, cretule, ushabti, gioielli, bronzi figurati, gemme, con l’individuazione di riscontri in ambito mediterraneo. La documentazione delle testimonianze antiquarie contenenti notizie su reperti oggi non più reperibili ha permesso, infine, non solo l’acquisizione d’informazioni spesso ritenute perse, ma anche una comprensione storicizzata delle dinamiche del collezionismo siciliano e del suo ruolo nel più vasto ambito europeo dal XVII al XIX secolo. È stato importante, infatti, chiarire anche alcuni aspetti della cultura egittologica del periodo, legata in genere alla circolazione di stereotipi e alla mancanza di una conoscenza diretta della realtà faraonica.

Paleosol-based stratigraphy of late Quaternary deposits from the Po basin, between Bologna and the Po river (Northern Italy)

Stratigraphic studies carried out over the last decades in Italy and elsewhere testify a growing interest in Quaternary deposits and in the influence of climate change on their architecture. The subsurface of the Po Plain, in its topmost portion, is made up of alluvial deposits organized in depositional cycles at different scales. This PhD thesis provides millennial-scale stratigraphic reconstruction of the Late Pleistocene-Holocene deposits beneath the southern Po Plain, based on basin-scale correlation of laterally-extensive buried soil horizons. Far from the aim of characterizing palaeosols from a mineralogical and geochemical point of view, we focused on the physical and stratigraphic significance of these horizons. In the Bologna urban area, which hosts an abundance of stratigraphic data, the correlation between seventeen continuously-cored boreholes led to the identification of five vertically-stacked palaeosol-bounded sequences within the 14C time window. In a wide portion of the alluvial plain north of Bologna, far away from the Apenninic margin and from the Po River, where subsurface stratigraphic architecture is dominated by markedly lenticular sediment bodies, palaeosols revealed to be the only stratigraphic marker of remarkable lateral continuity. These horizons are characterized by peculiar resistance values, which make them easily identifiable via pocket penetration tests. Palaeosols reveal specific geometric relationships with the associated alluvial facies associations, allowing reliable estimates of soil development as a function of alluvial dynamics. With the aid of sixty new radiocarbon dates, a reliable age attribution and likely time intervals of exposure were assigned to each palaeosol. Vertically-stacked palaeosols delimitate short-term depositional cycles, likely related to the major episodes of climatic change of the last 40 ky. Through integration of stratigraphic data with 750 archaeological reports from the Bologna area, the impact of human settlements on depositional and pedogenic processes during the late Holocene was investigated.

Abitati rupestri e citta' fortificate nella Sicilia occidentale dai bizantini ai normanni

La ricerca effettuata, analizza in modo razionale ma contestualmente divulgativo, le dinamiche insediative che hanno caratterizzato il paesaggio della Sicilia occidentale dall'occupazione bizantina al dominio da parte dei Normanni ( 535-1194 d.C. circa ). Il volume presenta una chiara raccolta dei documenti e delle fonti letterarie che riguarda gli abitati rurali ed i borghi incastellati della Sicilia occidentale e pone l’interesse sia per la cultura materiale che per la gestione ed organizzazione del territorio. Attraverso i risultati delle attestazioni documentarie, unite alle ricerche archeologiche ( effettuate nel territorio preso in esame sia in passato che nel corso degli ultimi anni ) viene redatto un elenco dei siti archeologici e dei resti monumentali ( aggiornato fino al 2013-14 ) in funzione della tutela, conservazione e valorizzazione del paesaggio. Sulla base dei documenti rinvenuti e delle varie fonti prese in esame ( letterarie, archeologiche, monumentali, toponomastiche ) vengono effettuate alcune considerazioni sull’insediamento sparso, sull’incastellamento, sulle istituzioni e sulla formazione delle civitates. L’indagine svolta, attraverso cui sono stati individuati i documenti e le fonti, comprende anche una parziale ricostruzione topografica dei principali centri abitativi indagati. Per alcune sporadiche strutture medievali, talvolta raffigurate in fortuite stampe del XVI-XVII secolo, è stato possibile, in aggiunta, eseguire un rilievo architettonico. La descrizione degli abitati rurali e dei siti fortificati, infine, è arricchita da una serie di schede in cui vengono evidenziati i siti archeologici, i resti monumentali ed i reperti più interessanti del periodo bizantino, arabo e normanno-svevo della Sicilia occidentale.

The reconstruction of skeletal movement: the soft tissue artefact issue

In 3D human movement analysis performed using stereophotogrammetric systems and skin markers, bone pose can only be estimated in an indirect fashion. During a movement, soft tissue deformations make the markers move with respect to the underlying bone generating soft tissue artefact (STA). STA has devastating effects on bone pose estimation and its compensation remains an open question. The aim of this PhD thesis was to contribute to the solution of this crucial issue. Modelling STA using measurable trial-specific variables is a fundamental prerequisite for its removal from marker trajectories. Two STA model architectures are proposed. Initially, a thigh marker-level artefact model is presented. STA was modelled as a linear combination of joint angles involved in the movement. This model was calibrated using ex-vivo and in-vivo STA invasive measures. The considerable number of model parameters led to defining STA approximations. Three definitions were proposed to represent STA as a series of modes: individual marker displacements, marker-cluster geometrical transformations (MCGT), and skin envelope shape variations. Modes were selected using two criteria: one based on modal energy and another on the selection of modes chosen a priori. The MCGT allows to select either rigid or non-rigid STA components. It was also empirically demonstrated that only the rigid component affects joint kinematics, regardless of the non-rigid amplitude. Therefore, a model of thigh and shank STA rigid component at cluster-level was then defined. An acceptable trade-off between STA compensation effectiveness and number of parameters can be obtained, improving joint kinematics accuracy. The obtained results lead to two main potential applications: the proposed models can generate realistic STAs for simulation purposes to compare different skeletal kinematics estimators; and, more importantly, focusing only on the STA rigid component, the model attains a satisfactory STA reconstruction with less parameters, facilitating its incorporation in an pose estimator.

Scene Reconstruction And Understanding By RGB-D Sensors

This thesis investigates interactive scene reconstruction and understanding using RGB-D data only. Indeed, we believe that depth cameras will still be in the near future a cheap and low-power 3D sensing alternative suitable for mobile devices too. Therefore, our contributions build on top of state-of-the-art approaches to achieve advances in three main challenging scenarios, namely mobile mapping, large scale surface reconstruction and semantic modeling. First, we will describe an effective approach dealing with Simultaneous Localization And Mapping (SLAM) on platforms with limited resources, such as a tablet device. Unlike previous methods, dense reconstruction is achieved by reprojection of RGB-D frames, while local consistency is maintained by deploying relative bundle adjustment principles. We will show quantitative results comparing our technique to the state-of-the-art as well as detailed reconstruction of various environments ranging from rooms to small apartments. Then, we will address large scale surface modeling from depth maps exploiting parallel GPU computing. We will develop a real-time camera tracking method based on the popular KinectFusion system and an online surface alignment technique capable of counteracting drift errors and closing small loops. We will show very high quality meshes outperforming existing methods on publicly available datasets as well as on data recorded with our RGB-D camera even in complete darkness. Finally, we will move to our Semantic Bundle Adjustment framework to effectively combine object detection and SLAM in a unified system. Though the mathematical framework we will describe does not restrict to a particular sensing technology, in the experimental section we will refer, again, only to RGB-D sensing. We will discuss successful implementations of our algorithm showing the benefit of a joint object detection, camera tracking and environment mapping.