Multimedialità ed immagini di sintesi: un'applicazione nell'ambito dei beni culturali e architettonici

  
 
 
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ipermediale nel quale abbiamo inserito le immagini sintetiche 
generate, ed infine viene presentato il linguaggio autore 
utilizzato per la presentazione multimediale: Toolbook 1.53 della 
Asymmetrix, spiegando come esso sia stato utile nel collegare le 
nostre immagini (la piantina bidimensionale, le viste 
tridimensionali e le animazioni grafiche generate su queste viste) 
al sistema multimediale creato per il Museo Archeologico 
Provinciale di Salerno. Il quarto capitolo descrive l'applicazione 
effettuata. In questa sezione viene illustrata dapprima l'indagine 
storica e poi l'indagine grafica effettuata in modo da 
comprendere come tradurre un'opera architettonica in immagini 
di sintesi elaborate da un computer. Abbiamo esposto quindi, le 
tecniche C.A.D. (Computer Aided Design) utilizzate per la 
riproduzione dell'ambiente interno del Museo, chiarendo come 
sono stati modellati gli oggetti tridimensionali e le strutture 
presenti nel Museo; e illustrando ancora come utilizzare la 
possibilità presentataci dal nostro sistema C.A.D. di generare 
numerose viste del disegno in dipendenza del punto di 
osservazione. Successivamente, nel quinto capitolo, abbiamo 
visto il modo di dare una restituzione realistica al disegno 
(rendering) in forma "wireframe" (a fil di ferro), assegnando dei 
materiali e delle tessiture agli oggetti e alle strutture del disegno, 
posizionando delle sorgenti luminose scegliendole da un'ampia 
gamma di tipologie di illuminazione differenti, con il risultato di 
creare effetti ombra e fasci di luce solare nell'ambiente chiuso 
del Museo ed inoltre in questa sezione abbiamo descritto le fasi 
di realizzazione dei file animati, prodotti sulle viste 
"renderizzate" che mostrano l'ambiente interno del Museo. 
L'appendice conclude la terza parte del nostro lavoro con 
  
 
 
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l'esposizione del pacchetto grafico utilizzato per la nostra 
applicazione e cioè AutoCad release 12 della Autodesk, le sue 
principali caratteristiche e le motivazioni che ci hanno spinto a 
non usare altri pacchetti grafici disponibili sul mercato. 
L'appendice contiene inoltre la descrizione del software 
multimediale utilizzato per effettuare il rendering e l'animazione 
delle viste tridimensionali create: 3D Studio release 3.0 (sempre 
della società americana Autodesk) con le principali 
caratteristiche di questo software multimediale. 
  
 
 
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INTRODUZIONE 
 
Nell'affrontare questo nostro lavoro di tesi ci siamo mossi in 
campi, per una serie di motivi (che si potranno desumere), attuali 
come: la multimedialità e la grafica prodotta da elaboratore. Per 
quanto riguarda la multimedialità, in questo periodo uno dei 
settori trainanti dell'Information technology, ci siamo limitati a 
descrivere le più attuali tecnologie multimediali; quelle digitali 
naturalmente, dove "l'informazione multimediale" è conservata 
in forma digitale e quindi manipolabile più facilmente. Ci è 
sembrato molto utile analizzare questo campo, con i vari 
strumenti tecnologici impiegati ed i possibili settori di 
applicazione, perché le immagini e le animazioni prodotte 
andavano ad "impattare" con questo settore tecnologico, 
integrando le immagini prodotte, nel contesto di un sistema 
multimediale specifico (riguardante il patrimonio artistico e 
culturale). Le tecnologie multimediali attuali fanno largo uso di 
immagini e di grafica, per cui nella stesura delle problematiche 
connesse alla multimedialità, si sono avute molte intersezioni di 
argomenti legati alle immagini e alla grafica; quindi è avvenuto 
molto naturale il passaggio da un primo stadio del lavoro, 
riguardante la multimedialità e le immagini nella comunicazione 
multimediale, allo stadio successivo riguardante la produzione di 
grafica e di immagini realistiche, anche se come già accennato, 
questi due livelli non sono molto netti e separati, ma vi sono 
influenze di un campo applicativo nell'altro e viceversa. Per 
quanto riguarda il campo applicativo della grafica generata da 
elaboratore, ci siamo mossi, dapprima, in ambito dei sistemi 
C.A.D. con lo sguardo rivolto alla progettazione architettonica, 
  
 
 
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descrivendo la "filosofia di costruzione" degli oggetti e delle 
strutture tridimensionali (presenti nelle scene riprodotte) del 
sistema C.A.D. utilizzato da noi, poi alla produzione di immagini 
realistiche, da cui abbiamo generato le animazioni grafiche, 
analizzando le principali tematiche connesse alla produzione di 
immagini realistiche. 
 
  
 
 
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PARTE  PRIMA 
  
 
 
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CAPITOLO PRIMO 
 
I SISTEMI MULTIMEDIALI 
 
1.1 LA MULTIMEDIALITA' 
 
1.2 TECNOLOGIA DEI SISTEMI MULTIMEDIALI 
      1.2.1 Hardware di base  
      1.2.2 Hardware specifico 
      1.2.3 Software specifico 
      1.2.4 Rete locale 
      1.2.5 Rete ampia 
 
1.3 APPLICAZIONI DEI SISTEMI MULTIMEDIALI 
       1.3.1 Computer Based Training  
       1.3.2 Comunicazione  E\O Informazione 
       1.3.3 Archivi Di Immagini (Image Archiving) 
 
1.4 ORGANIZZAZIONE DEI SISTEMI MULTIMEDIALI 
 
  
 
 
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1.1 LA MULTIMEDIALITA' 
 
Da qualche anno a questa parte uno degli aspetti che la 
tecnologia informatica sta curando e sta sviluppando 
particolarmente è la cosiddetta "tecnologia multimediale" che, se 
usata a pieno, come è previsto che avverrà nei prossimi anni, 
sconvolgerà non solo il rapporto uomo/macchina in senso lato, 
ma trasformerà la macchina, il computer, da strumento di 
elaborazione a veicolo di comunicazione.  
Il concetto di multimedialità è molto intuitivo per quanto 
riguarda la comunicazione. Io sto scrivendo delle parole su un 
foglio, sto comunicando dei messaggi, per fare ciò utilizzo un 
solo mezzo (medium), quindi il mio messaggio su carta stampata 
è un messaggio "monomediale". Se aggiungessi suoni ed 
immagini al mio messaggio originale non farei altro che 
utilizzare "molti" e diversi "mezzi", in una maniera coerente e 
naturale, in modo da dare più completezza al mio messaggio, 
creando così una vera comunicazione "multimediale”. In realtà la 
tecnologia multimediale in senso lato non è una novità, in quanto 
il telefono, la televisione, il cinema sono tutti strumenti 
multimediali, ma la tecnologia multimediale che tratteremo è 
quella applicata al trattamento digitale e all'integrazione di più 
fonti informative. Anche l'uomo, sostanzialmente ed 
effettivamente, è un apparato multimediale; egli genera e 
riconosce parole, numeri, immagini, suoni, li associa tra loro, li 
manipola, li memorizza, è capace cioè di compiere determinate 
azioni su oggetti (informazioni in realtà) di natura 
intrinsecamente diversa tra loro. Da un punto di vista 
strettamente tecnologico, la multimedialità può essere definita 
  
 
 
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come la possibilità di codificare e decodificare in un formato 
digitale più fonti di informazione (di natura alfa numerica, 
grafica, fotografica, suoni, video in animazione) integrandole in 
maniera coerente tra loro, cosicché possano essere 
contestualmente manipolate. Quindi informazione in formato 
digitale vuole dire trasformare i suoni e le immagini, che sono 
onde di natura analogica, in segnali digitali, cioè in sequenze di 
zeri e di uni. I segnali digitali sono una pura invenzione 
dell'uomo, per poterli usare come mezzo di comunicazione si è 
dovuto imparare a convertire segnali analogici in segnali digitali 
e viceversa (vedi figura 1). Tutto ciò perché un segnale digitale 
offre una grande flessibilità di trattamento e di elaborazione (in 
pratica sono una sequenza di cifre binarie sulle quali si può 
interferire a piacimento secondo delle regole matematiche) [1]. 
Nota esplicativa sulle figure 1a e 1b della pagina seguente: 
Ad ogni  intervallo di campionamento corrisponde un numero 
binario che esprime l'altezza media dell'onda originaria 
nell'intervallo di tempo considerato, espresso come numero di 
step. 
Il numero di intervalli al secondo è la frequenza di 
campionamento. 
Maggiore è il numero di step possibili (per una 
rappresentazione con parole di 8 bit sono 256) e maggiore è la 
frequenza di campionamento, migliore è la fedeltà di 
rappresentazione rispetto all'onda originaria.  
  
 
 
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000010100001000100001100 
Ricostruzione dell'onda in base alla sua descrizione digitale 
 
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
Intervallo di Campionamento
Step
 
Figura 1      Conversione di un segnale da analogico a 
digitale; onda sinusoidale, discretizzazione  
  
 
 
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I segnali digitali inoltre garantiscono una fedeltà di riproduzione 
assoluta ed inalterabile nel tempo, cioè una certa sequenza di 
cifre una volta letta ed interpretata da un computer mi permetterà 
di ottenere sempre una certa nota musicale, ora, come tra cento 
anni. Volendo essere più precisi e volendo usare una 
classificazione possiamo catalogare le fonti di informazione di 
un sistema multimediale in sette classi differenti: 
1) TESTI 
2) IMMAGINI A BASSA DEFINIZIONE (DISEGNI, 
GRAFICA  RASTER) 
3) IMMAGINI AD ALTA DEFINIZIONE (FOTOGRAFIE) 
4) SUONI A BASSA FEDELTÀ (BANDA VOCALE) 
5) SUONI AD ALTA FEDELTÀ 
6) ANIMAZIONI GRAFICHE 
7) VIDEO IN MOVIMENTO 
I sistemi multimediali esistenti sono già in grado di acquisire, 
archiviare, in un formato universalmente valido testi, grafica ed 
immagini sui quali in una seconda fase è possibile eseguire 
operazioni di ricerca, inserimento, cancellazione e di modifica. A 
breve tempo tutte le stazioni multimediali, non solo quelle dei 
grandi laboratori di ricerca, ma anche quelle dei centri più 
piccoli, grazie all'avvento dei nuovi processori (Pentium, nuovi 
standard Risc) schede grafiche, schede vocali a prezzi più bassi 
potranno disporre di sistemi multimediali in grado di effettuare 
le stesse operazioni su fonti informative più complesse, quali il 
messaggio vocale, immagini dinamiche acquisibili con 
telecamera o immagini grafiche statiche od in movimento 
costruite con tecniche vettoriali di computer grafica. Gli esperti 
quindi prevedono per i sistemi multimediali grandissima 
  
 
 
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diffusione, data la loro pressoché universale ed illimitata 
applicabilità (dal sofisticato laboratorio di ricerca, dove mediante 
la multimedialità si rende possibile la simulazione di ambienti 
fisicamente non riproducibili, all'ufficio, all'ente pubblico, agli 
hobby domestici); si parla proprio in questo periodo di "realtà 
virtuale" basata sulla computer grafica, destinata a diventare, 
grazie alle nuove tecnologie una realtà equipotente e sostitutiva 
della realtà tradizionalmente considerata e concepita come 
"concreta". Si intravede, volendo essere lungimiranti, una 
possibile e grande mutazione genetico-culturale dell'essere 
umano sempre più condizionato, nella costruzione e 
rappresentazione del mondo, da mediazioni tecnologiche basate 
su immagini e suoni sempre più realistici generati dalla computer 
grafica, da computer animation e da ricostruzione di suoni. 
Ritornando al mondo della realtà virtuale, che è una delle 
applicazioni che fa grande uso di computer grafica e di computer 
animation, dobbiamo dire anche che è una delle applicazioni 
multimediali dove più forte è l'interazione tra uomo e macchina, 
come nel caso del simulatore di guida. Esso insegna a condurre 
un'automobile all'utente del sistema trasmettendo le stesse 
sensazioni della realtà circostante: rombo del motore, sobbalzi 
dovuti alle condizioni stradali, brusche frenate, immergendo 
quindi, l'utente del sistema, in una realtà sostitutiva riprodotta 
nelle quattro pareti di un laboratorio. 
 
  
 
 
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1.2 TECNOLOGIE DEI SISTEMI MULTIMEDIALI  
 
Adesso andremo ad affrontare le problematiche riguardanti la 
tecnologia di base per realizzare sistemi multimediali, facendo 
riferimento a ciò che i laboratori delle grandi "corporations" del 
settore ci riservano nell'immediato futuro, poi vedremo i vari 
settori di utilizzo di questi sistemi multimediali e come sono 
organizzati. Questa innovazione tecnologica può essere vista 
sotto una duplice angolatura: la prima sotto forma di una 
estensione della telematica al trattamento, non solo di meri dati 
sotto forma di caratteri e numeri, ma anche al trattamento di altri 
tipi di dati sotto forma di immagini, suoni, grafica 
computerizzata, animazioni grafiche, la seconda come 
inserimento in un unico sistema integrato di questi "diversi 
mezzi" (multi media). Tutte queste innovazioni tendono a 
rendere trasparente la presenza di un elaboratore fino quasi a 
renderlo inesistente, invisibile all'utente, sempre più attratto dalla 
presenza di immagini, suoni e animazioni grafiche ed altro. La 
multimedialità è oramai uscita dai laboratori di ricerca e 
sviluppo, si è già ai progetti e alle concrete scommesse degli 
operatori dei mercati dell'informatica, ha notevole rilevanza nella 
realtà delle economie nazionali, e poiché la progettazione e lo 
sviluppo di sistemi multimediali richiede anche caratteristiche di 
creatività che hanno sempre (in un passato non tanto remoto) 
contraddistinto "l'azienda Italia", crediamo che la tecnologia 
multimediale si presenti molto interessante al fine di scalare i 
vertici di questi nuovi settori dell'informatica. 
La tecnologia dei primi sistemi multimediali è stata soprattutto la 
tecnologia analogica, cioè un sistema formato da un computer 
  
 
 
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che gestisce e controlla, mediante interfacce hardware e software 
unità analogiche come videoregistratori, laser-disk analogici per 
la gestione delle informazioni video e lettori Cd per le 
informazioni audio (ricordiamo che in quest'ultimo caso le 
informazioni sono si registrate in formato digitale, ma l'uscita del 
dispositivo è analogica). E' stata proprio questa la tecnologia 
usata sui primi sistemi multimediali, dove ogni dispositivo di 
lettura audio\video ha un suo dispositivo di uscita delle 
informazioni. A causa della natura intrinsecamente digitale dei 
computers, la ricerca nell'ambito multimediale si è orientata 
verso tecnologie digitali, cioè nel cercare di memorizzare gli 
oggetti multimediali in un formato digitale, (come già detto 
precedentemente) cosicché questi oggetti multimediali sono 
trattabili e manipolabili più facilmente dall'unità di controllo. 
Vedremo ora in maniera più dettagliata le varie componenti dei 
sistemi multimediali delle ultime generazioni basati su 
tecnologie digitali. Le componenti di un sistema multimediale 
sono: l'hardware di base, l'hardware specifico, il software di 
base, il software specifico o applicativo ed inoltre se si vuole 
utilizzare un sistema multimediale non solo in un nodo ma su 
una rete è necessario tenere in considerazione anche le 
componenti di rete locale e rete ampia per questo tipo di 
applicazione. 
 
  
 
 
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1.2.1 Hardware di base 
 
Per quanto riguarda l’hardware di base di un personal computer 
o di una work station troviamo dispositivi di ingresso\uscita per 
tutte le periferiche che compongono i vari "media" del sistema, 
processori per i suoni, schede video avanzate, schermi ad alta 
definizione e sensibili al tocco, dischi rigidi con sufficienti 
capacità, Cd-Rom (unità periferiche ottiche), scanner a colori per 
digitalizzare immagini, videocamere per l'acquisizione di 
immagini. 
 
1.2.2 Hardware specifico 
 
Per l'hardware specifico di un sistema multimediale vengono 
utilizzati o dei videodischi o dei Cd-Rom, per immagazzinare i 
dati "tradizionali" di un sistema multimediale e cioè testi o 
grafica a basso livello, vengono utilizzati hard-disk tradizionali. 
I continui successi delle ricerche nel settore delle memorie 
ottiche hanno determinato la progettazione e successivamente la 
industrializzazione di diversi tipi di dispositivi che utilizzano la 
tecnologia laser per la lettura delle informazioni; alcuni di questi 
dispositivi vengono destinati ad applicazioni specifiche, ma 
sempre in maniera crescente si rendono disponibili sul mercato 
dispositivi per applicazioni più generali.