LA RIPRESA FOTOGRAMMETRICA
La ripresa fotogrammetrica si effettua rispettando le due condizioni seguenti:
- la possibilità di ricostruire il fascio di raggi con cui viene proiettata l'immagine fotografica in ciascuna ripresa (orientamento interno);
- la possibilità di collegare i due fasci nel pieno rispetto delle condizioni esistenti durante la ripresa (orientamento esterno).
Per ottenere che il modello ottico sia rilevabile con precisione accettabile, occorre poi effettuare la ripresa in modo che il rapporto base/distanza sia contenuto entro i valori 1/5 e 1/20. Così facendo, il modello ottico ci apparirà sempre di dimensioni tali da poter essere osservato con una distanza non inferiore a 25cm e non superiore al metro.
Per quanto riguarda l'orientamento delle camere al momento della ripresa, si può scegliere tra le tre seguenti alternative.
Assi convergenti. Con tale disposizione si cerca di riprodurre le stesse condizioni con cui gli occhi osservano la realtà. Infatti quando si guardano oggetti posi ad una distanza superiore a 25cm ed inferiore a 1m, i raggi visuali descrivono fasci di rette i cui assi sono convergenti. La similitudine della macchina fotografica all'occhio umano è però solo teorica; questa infatti non presenta l'automatismo di cui invece gode l'occhio. Per esempio, quando osserviamo un oggetto, l'occhio seleziona solo ciò che interessa. La camera fotografica al contrario riproduce nitidamente anche ciò che è posto dietro l'oggetto, per cui con le riprese ad assi convergenti lo sfondo può essere differente sui due fotogrammi e disturbare la visione stereo. Esiste poi l'inconveniente della particolare disposizione dei fotogrammi in fase di restituzione. Tali considerazioni sconsigliano l'uso di questo orientamento.
Assi ortogonali alla base.Tale orientamento è detto "caso normale". I vantaggi che esso presenta sono:
- semplicità delle formule matematiche con cui è possibile ricavare le coordinate spaziali dei punti;
- disposizione dei fotogrammi in fase di restituzione.
Rispetto alle riprese ad assi convergenti, presenta l'inconveniente di non utilizzare l'intera superficie dei fotogrammi; tale problema può essere parzialmente ridotto ricorrendo al decenteamento laterale.
Assi obliqui e paralleli.Questa disposizione è utilizzata quando la distanza di ripresa è piccola rispetto alle dimensioni dell'oggetto ed alla focale della camera impiegata. In questo caso il valore della base non è più la distanza tra i due punti di stazione, ma quella fra gli assi.
OPERAZIONI DI RIPRESA
La sequenza delle operazioni di ripresa è:
- individuazione dell'oggetto da fotografare ed analisi dello stesso;
- scelta dei punti-stazione e della base;
- sistemazione della camera nei punti prescelti e verifica dell'inquadratura;
- scatto fotografico, simultaneo o successivo, da entrambi i punti;
- rilievo dei punti di controllo, per via diretta o con distanziometro (i punti di controllo consentono l'orientamento relativo dei fotogrammi; nella pratica si sceglie una qualsiasi terna di segmenti ortogonali fra loro tali da interessare la parte comune dei fotogrammi).
Ottenuta la coppia di fotogrammi stereometrici, l'immagine dell'oggetto ripreso può ovviamente essere archiviata ed utilizzata a distanza di tempo, per essere analizzata in stereovisione o rappresentata nel linguaggio grafico o numerico.
LA CAMERA METRICA
L'apparecchio fotografico utilizzato per la ripresa fotogrammetrica è la "camera metrica"; essa si differenzia dalle comuni macchine fotografiche per le seguenti caratteristiche:
- la distanza principale (distanza fra il centro di proiezione e il piano dell'immagine proiettata) è nota con la precisione del centesimo di millimetro;
- l'obiettivo presenta un elevato potere risolutivo e una distorsione trascurabile;
- il quadro d'appoggio, contro cui viene pressato il materiale sensibile, è munito di due o quattro riferimenti, riproducibili sul fotogramma, che individuano con precisione il punto principale (punto intersezione del fotogramma con la perpendicolare condotta dal centro di proiezione).
La camera metrica viene montata su di un supporto che consente la determinazione dell'orientamento esterno. Per l'esatta determinazione del punto di ripresa si utilizza il filo a piombo del supporto. Per l'orientamento rispetto all'altro punto stazione si fa ricorso ad un cannocchiale presente nel basamento.
Nel "caso normale" le operazioni di ripresa con tale camera risultano particolarmente semplici. La scelta dei punti-stazione vafatta tenendo presente:
- la distanza, che deve essere compresa fra 1/5 e 1/20 della distanza media di ripresa;
- l'inquadratura, che non deve contenere primi piani che possano disturbare la visione stereoscopica;
- il piano di proiezione, che deve essere ortogonale all'asse ottico della camera e contenere entrambi i punti di ripresa.
Nel caso di rilievi a breve distanza le misure, sia della base che dei punti di controllo, possono essere rilevati direttamente. In quelli a grande distanza ricorrendo al rilievo topografico.
LA CAMERA STEREOMETRICA
Una particolare camera metrica è la "camera stereometrica", costruita, nel pieno rispetto del "caso normale", collegando rigidamente due camere metriche uguali agli estremi di una base, che può essere fissa o variabile. Essa ci fornisce con un solo scatto l'immagine stereo. Scopo di questo tipo di apparecchiatura è realizzare rilievi rapidi e con buone garanzie di precisione. Non consente però di adattare la base alla distanza di ripresa, se non per piccole variazioni.
Il sistema di riferimento in cui viene fissata l'immagine ha l'origine nel centro di proiezione della camera di sinistra, l'asse x nella direzione della base, l'asse y lungo l'asse di ripresa di sinistra e l'asse z nella rimanente direzione, verso l'alto.
L'operazione di ripresa con questa camera si riduce a: scelta del punto stazione; messa in stazione della stereocamera; verifica dell'inquadratura e scatto fotografico. La stereocamera consente l'eliminazione del rilievo dei punti di controllo poichè l'orientamento relativo dei fotogrammi è noto grazie ad una taratura periodica effettuata sul campo di prova.
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