Oggi grazie al digitale si riescono a ottenere copie perfette degli oggetti.
Cominciamo allora vedendo come viene realizzata la copia digitale di un oggetto speciale, anzi straordinario: il David di Michelangelo.

La scansione del David di Michelangelo  consiste essenzialmente nella riproduzione digitale e tridimensionale dell'opera tramite uno strumento di altissima tecnologia che arriva direttamente dall’Università di Stanford.

Questo progetto è stato nominato Digital Michelangelo Project ed è diretto da Marc Levoy.
Scopo: costruire un archivio digitale di immagini tridimensionali delle opere principali di Michelangelo conservate a Firenze e a Roma.

Dal 1873 l’originale di uno dei capolavori del nostro patrimonio artistico, il David di Michelangelo, è collocato in una tribuna all'interno della Galleria dell'Accademia di Firenze appositamente costruita per tenerlo al riparo da intemperie e aggressioni esterne.

Per realizzare la scansione digitale dell'opera, di fronte alla statua, è stata eretta una torre di ferro.
"Abbiamo impiegato circa due anni a progettare questa torre - ha detto Levoy - e abbiamo anche costruito alcuni prototipi. La difficoltà maggiore è consistita nel fatto che il David è alto un metro in più rispetto a quanto indicato nei libri di storia dell’arte, e per questo inizialmente avevamo costruito una torre alta a sufficienza per una statua di quattro metri, più i due metri di piedistallo. Poi però abbiamo scoperto, una volta entrati nella galleria, che la statua era alta più di cinque metri, e di conseguenza abbiamo dovuto ridisegnare la torre e aggiungere un pezzo".

La torre è provvista di un braccio meccanico che è comandato a distanza da un computer e ha alle sue estremità uno scanner laser e una telecamera digitale a colori.

Lo scanner laser è in grado di misurare tridimensionalmente le forme della superficie di marmo. Il laser, spostandosi sulla superficie della statua, registra elettronicamente le incisioni lasciate sul marmo dallo scalpello di Michelangelo, con un margine di errore di appena un quarto di millimetro. La curva rossa del laser che si appoggia sulla superficie della statua, viene ripresa dalla telecamera digitale e inviata ad un computer che memorizza e raccoglie tutti i punti della statua illuminati dal laser. Si stima che per giungere al risultato completo, alla scansione di tutta la statua, sia necessario raccogliere circa un miliardo di punti.

"In sostanza dirigendo un raggio laser contro l’oggetto - ha spiegato Levoy - e riprendendo la striscia segnata dal laser di lato sulla superficie, facciamo una triangolazione che ci consente di determinare l’esatta posizione di ciascun punto della statua. Mentre il laser si sposta ripetiamo l’operazione, e collochiamo la torre in diverse posizioni. Confrontando le informazioni raccolte otteniamo una maglia di triangoli che ricoprono interamente la statua. Per un’opera come il David ci vogliono oltre un miliardo di triangoli".

Tutta questa sofisticata strumentazione è costata quasi mezzo miliardo di lire ed è stata finanziata dalla Paul Allen Foundation per scopi esclusivamente scientifici. Il David così come le altre statue di Michelangelo verranno riprodotte virtualmente. Attraverso il computer sarà dunque possibile esaminare le sculture da tutte le angolazioni.

Abbiamo appena visto strumenti da centinaia di milioni costruiti per fare delle copie. Eppure "non copiare" è una delle prime regole che ci insegnano a scuola. A volte si sottovaluta che ottenere copie precise di sculture, di immagini, di scritti o di suoni è sempre stata una questione molto importante. Gran parte dell’eredità del passato è giunta fino a noi grazie al lavoro certosino di abilissimi, chiamiamoli così, copiatori.

Conosciamo molte delle statue dell’antica Grecia solo grazie alle copie che ne fecero i romani. La scrittura ebbe una diffusione molto più rapida dopo che Gutenberg inventò la stampa. Insomma, in qualche caso la copia è importante quanto l’originale. E questo è uno dei motivi che ha decretato il successo del mondo digitale. E spiega come mai, ogni volta che è possibile, le cose vengono convertite in sequenze di bit, digitalizzate. Infatti il mondo digitale è il regno delle copie perfette.

Nel mondo reale, ricopiare è un'arte difficile e laboriosa. Per esempio, la semplice duplicazione di una fotografia richiede un procedimento abbastanza complesso: camera oscura, filtri, bagni di sviluppo e così via. In altri casi nella duplicazione si perde una parte delle qualità dell’originale, come nella registrazione di un'audiocassetta.

Invece nel mondo digitale tutto cambia. Le infinite sfumature e le delicate sfaccettature che rendono difficile costruire una copia nel mondo reale, vengono trasformate in bit: lunghissime catene di 0 e 1. A questo punto fare una copia non significa più riprodurre i colori di un disegno o i toni di un suono, ma solo ricopiare una sequenza di 0 e di 1, che è un’operazione molto più semplice e, alla fine, più precisa. Naturalmente tutto il problema sta nell’ottenere una buona sequenza di 0 e 1, cioè una buona digitalizzazione di un’immagine, di una canzone o di una statua. E’ appunto ciò che stanno facendo Marc Levoy e la sua squadra a Firenze.
Costruire la copia digitale accurata e precisa di un oggetto non è semplice. Negli anni Ottanta, i primi scanner tridimensionali usavano un sensore che sfiorava la superficie da scansionare trasformando in bit le sue forme. Era un procedimento molto lungo, poco preciso e ancor meno versatile.

Da allora si sono fatti progressi enormi e oggi i ricercatori di Stanford che lavorano sul David usano, come abbiamo visto, uno scanner laser accoppiato a una telecamera che riproduce l’oggetto originale con una precisione di meno di un quarto di millimetro.

"I punti acquisiti dallo scanner - ha precisato Levoy - vengono trasmessi a un computer, dove un membro della mia squadra allineerà i segmenti ottenuti dalle diverse angolazioni, e stabilirà se abbiamo dei buchi o se dobbiamo rifare una scansione da un altro angolo. In tal modo lavoriamo tutta la notte. Io ho il comando dello scanner, e un mio collaboratore mette insieme i vari pezzi e cerca eventuali vuoti".

Dunque oggi si ottengono immagini tridimensionali molto precise. E una volta immagazzinate nella memoria di un computer queste immagini si possono ruotare, ingrandire, rimpicciolire. La computer grafica utilizza sempre più spesso le scansioni tridimensionali di oggetti reali.
Alcune applicazioni sono piuttosto ludiche, come nei videogiochi. Per esempio, in alcune gare automobilistiche virtuali di ultima generazione, le automobili sono state costruite a partire dalla scansione di un modellino molto accurato. Un sistema più economico e che garantisce tra l’altro un risultato assai più realistico.

Una delle applicazioni più interessanti della scansione 3D, sperimentata ancora una volta dal gruppo di Levoy, è il fax tridimensionale. L’immagine digitale di un oggetto può essere inviata, diciamo così, via fax. L’apparecchio ricevente riesce poi a ricostruire l’oggetto reale usando resine speciali. Per ora l’operazione è un po’ lunga: scansionare, faxare e riscolpire una statuetta di Buddha alta circa venti centimetri ha richiesto circa dieci ore.

Levoy ha anche un altro progetto: ricostruire la Forma Romae Urbis. Si tratta di un muro su cui era scolpita la pianta della Roma antica. Il muro andò distrutto e ora giace in circa un migliaio di pezzi che nessuno è mai riuscito a rimettere assieme. Levoy intende scansionarli e poi affidare a un computer il compito di ricostruire questo gigantesco puzzle tridimensionale.

Insomma, da quanto abbiamo visto,le applicazioni della scansione 3-D sono tante dal gioco, alla tutela e conservazione dei beni storici e artistici, alla medicina.

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