Presa dei fotogrammi

Per effettuare un rilievo fotogrammetrico occorre in prima fase realizzare le le coppie di prese fotografiche.
E' bene comunque far precedere questa fase da una programmazione preliminare delle attività e della posizione e direzione di presa, in modo da poter ottenere un ricoprimento completo dello spazio da rilevare con le giuste sovrapposizioni tra le stereo-coppie e con i giusti parametri geometrici e fotografici (distanza di presa, base, illuminazione, esposizione, tipo di camera, ecc.).
In tal senso si potrà redigere un progetto con la rappresentazione delle stazioni di presa con i rispettivi coni ottici.

La presa fotografica dovrà essere accompagnata da rilievi di tipo tradizionale utili per il rilievo di zone non ricopribili, per il controllo dei dati restituiti e per l'orientamento esterno dei fotogrammi. Per ogni coppia di fotogrammi, almeno 6 punti dovranno essere di coordinate spaziali note; solitamente si fa riferimento ad un sistema di assi cartesiani ortogonali con origine nel punto di presa della fotocamera a sinistra dell'operatore.

Per ottenere un modello stereoscopico osservabile e dunque rilevabile con precisione, occorre tenere conto del rapporto base/distanza delle coppie fotogrammetriche, in modo che quando andiamo a visualizzarle in rilievo questo sia pari al rapporto tra la distanza interpupillare e la distanza di osservazione. Considerando che la distanza minima di osservazione dell'occhio umano è di 25 cm, la sua distanza interpupillare da 6,5 a 7 cm e che la visione avviene solitamente entro i limiti di 1 m, ne consegue che il rapporto potrà variare da 1/5 e 1/20.

Particolare attenzione andrà posta anche alla direzione reciproca tra le due fotocamere, ovvero alla direzione dei due assi principali dell'obiettivo nelle due posizioni di presa.
Le due camere potranno essere disposte essenzialmente con gli assi principali convergenti o paralleli.

Assi Convergenti. Si che cerca di emulare l'osservazione naturale dell'uomo, questo metodo tuttavia può non dare risultati eccezionali per le differenze tra l'occhio e la fotocamera.
Mentre nell'occhio umano viene messa a fuoco una piccola parte dell'immagine, che si forma in una zona elissoidale sulla retina del diametro di circa 2,5 mm chiamata fovea centralis e man mano che ci si allontana da questa l'immagine va sempre più sfocandosi, nella camera da presa viene messo a fuoco anche lo sfondo dell'oggetto creando disturbi percettivi nella visione del modello.
Altro inconveniente è anche la complessità delle formule da applicare nell'orientare la coppia di immagini.

Assi ortogonali alla base o caso normale. E' il più vantaggioso per la semplicità delle sue formule, ma possiede lo svantaggio di diminuire la superficie di ricoprimento longitudinale dei fotogrammi con l'aumentare della base.

Assi obliqui paralleli. Questo metodo viene usato quando la distanza di ripresa è piccola rispetto alla base. In tal senso la base non sarà più quella misurata tra i centri di proiezione, ma risulterà essere la distanza tra i due assi principali.

Per quanto riguarda gli strumenti, possiamo utilizzare camere metriche o comuni fotocamere. Nelle prime, più adatte allo scopo, si ha un maggiore potere risolutivo degli obiettivi, bassa distorsione, conoscenza della focale con precisione di 1/100 di mm, individuazione del punto principale mediante quattro marche riprodotte sui fotogrammi.
Le camere metriche possono essere binate, denominandosi in tal caso camere stereometriche o semplicemente stereocamere, consentendo la ripresa con un unico scatto, o unite ad un teodolite (fototeodolite), permettendo in tal caso il rilevamento topografico dalla stessa postazione.

L'uso della macchina fotografica comune in luogo delle camera metrica presenta lo svantaggio di non avere ben determinati i valori della focale, del punto principale e dell'orientamento dell'asse ottico principale rispetto alla superficie fotosensibile che risulta spesso non perfettamente piana; inoltre l'obiettivo può presentare distorsioni fuori dai limiti di errore ammissibile.
Si consideri che l'errore sul fotogramma, riportato sull'oggetto varia in modo proporzionale alla distanza di ripresa e inversamente proporzionale alla focale.
Gli elementi di errore, per quanto detto, possono ridursi adottando particolari accorgimenti:

• utilizzare sempre la stessa tecnica di ripresa;
• testare il fotogramma mediante software specifici che ne determinano le caratteristiche;
• eseguire riprese breve distanza.

Le fotocamere digitali meritano invece discorso a parte. Ai vantaggi già citati per la macchina fotografica, si aggiunge la perfetta planarità della superficie fotosensibile (sensore CCD) nonchè l'eliminazione delle fasi di sviluppo delle pellicole e di acquisizione mediante scanner.
Al fine di garantire una qualità soddifacente ai fini del rilievo architettonico è bene fare attenzione alla risoluzione massima delle fotocamere (espressa in pixel o Mega-pixel), ovvero alla densità e alla qualità di informazioni percepibili da queste. Di regola non dovrebbe scendere al di sotto dei 2Mpx.
Altro fondamentale aspetto è quello relativo alla compressione delle immagini; molti formati delle immagini digitali (come per esempio JPG) portano infatti alla perdita di qualità e dunque di informazioni. Buoni risultano i formati BMP e TIF con una profondità di colore true color 24 bit (16,7 milioni di colori). In questi formati non compressi le immagini risulteranno ovviamente molto più capienti, dunque è bene non acquisire con risoluzioni sovrabbondanti e tenere conto della precisione richiesta in funzione anche della scala di rappresentazione.