La sfida affrontata è stata la ricostruzione 3D di due cherubini a rilievo opera dello scultore Fossati e datati al 1684, sottratti illecitamente dalla balaustra dell’altare maggiore della chiesa di San Luca a Pavia all’inizio degli anni ‘90 dello scorso secolo e mai ritrovati.
L’idea di ricostruire le due statue con la computer grafica 3D è nata durante l’anno accademico 2018/19, da un incontro casuale tra Luisa Erba e Virginio Cantoni. In un primo momento tale compito è stato assegnato a due studentesse del corso di Laurea in Matematica, Giulia Braghini e Nicole Cardili, le quali – seguendo a Ingegneria il corso di Computer Vision – hanno applicato le tecniche di modellazione 3D per sviluppare una rappresentazione matematica del rilievo di uno dei due cherubini attraverso software specializzato (Adobe Fuse) per modellare la testa e, quindi, completarla con la modellazione geometrica di base, la modellazione poligonale e la scultura digitale attraverso un secondo software specializzato (Blender).
Al risultato ottenuto è applicabile un renderizzatore che, definita la posizione spaziale delle luci e il punto di vista dell’osservatore sulla base delle leggi dell’ottica e della percezione visiva, genera una resa grafica virtuale 2D del cherubino.
Per la riproduzione tramite stampanti 3D i modelli devono essere convertiti in una configurazione che una stampante 3D possa interpretare. In questa fase è partita una seconda attività con la tesi “La fotogrammetria per l’arte: i Cherubini di San Luca”, svolta da Adriano Cotta Ramusino presso il laboratorio di Computer Vision and Multimedia (relatore Virginio Cantoni). Obiettivo la ricostruzione di entrambe le statuette seguita poi dalla stampa 3D delle stesse. Giacché solo due degli otto cherubini che adornavano originariamente l’altare sono stati vittima del furto, è stato possibile ricostruirli con metrica fedeltà partendo proprio dalle statue superstiti. Le otto statue, difatti, sono uguali a due a due, con le coppie posizionate specularmente rispetto alla navata centrale. I due rilievi rubati erano fortunatamente diversi, pertanto una copia esatta di ciascuno è rimasta intonsa, consentendo l’intero processo di ricreazione.
La moderna tecnica di computer vision utilizzata si chiama fotogrammetria, nome che deriva dai vocaboli greci “photos”, ossia luce, “gramma”, cioè disegno, e “metròn”, misura. La fotogrammetria, infatti, è una tecnica che consente di passare da un insieme di immagini bidimensionali (disegni, fotografie, diagrammi…) a una forma tridimensionale che replica esattamente le proporzioni e le misure dell’oggetto rappresentato.
La sua formulazione matematica risale addirittura al 1867, nell’opera “Die photogrammetrie” dell’architetto prussiano Albrecht Meydenbauer, ed è stata usata nei secoli passati per diversi scopi, principalmente cartografici e architettonici. Oggi, grazie all’utilizzo dei computer moderni e della potenza di calcolo a disposizione, le applicazioni di questa tecnica sono diventate molto più varie e versatili, portando risultati eccezionali quasi alla portata di tutti.
Nel caso specifico degli angioletti di San Luca, sono state scattate un gran numero di fotografie degli originali secondo una disposizione molto specifica, posizionando la fotocamera su un’immaginaria superficie sferica e scattando una foto ogni 15° circa. Questa impostazione consente di catturare con precisione ogni minimo dettaglio dell’oggetto, garantendo una riuscita ottimale del processo.
Tutte queste immagini sono poi state inserite in un software, Meshroom, che utilizza complessi algoritmi di computer vision per ricostruire la geometria della scena immortalata, e restituisce un file contenente un modello tridimensionale che riproduce perfettamente l’oggetto originale.
I modelli dei due angioletti così ottenuti, tuttavia, erano ancora grezzi e lontano dal file necessario per la stampa finale; pertanto, sono stati elaborati manualmente per affinare la definizione dei dettagli più minuti e per assicurare che non ci fossero inestetismi o errori nella riproduzione delle forme.
Questi file, pronti per lo step finale, sono stati portati nei laboratori di prototipazione rapida dell’associazione comPVter di Pavia: con l’esperta consulenza del gruppo è stata scelta una macchina di ultima generazione, che utilizza una stampa FDM (fused deposition model), ossia deposita sottilissimi strati di plastica fusa uno sopra l’altro, creando gradualmente la forma finale. Il materiale scelto è una plastica particolare, che resiste molto bene alla luce e allo stress, così che queste copie possano durare nel tempo.
Le riproduzioni così ottenute sono estremamente fedeli alle statuette originali, rappresentando fedelmente i dettagli delicati creati dall’artista, e sono pronte per essere restituite alla comunità di San Luca per poter tornare a adornare l’altare maggiore.
L’inaugurazione della riproduzione delle due formelle si è tenuta sabato 24 settembre 2022, alle ore 11:00, presso la chiesa di San Luca, a Pavia in Corso Garibaldi.
La riproduzione tramite stampanti 3D è stata portata avanti su iniziativa del Rotary Club Pavia.
