Underwater Photogrammetric Documentation as a Testbed for 3DF Zephyr Software: An Evaluation Study in the Search for an Alternative to Agisoft Metashape
Spinta dalla necessità di trovare alternative ad Agisoft Metashape a causa delle restrizioni geopolitiche, questo studio valuta la capacità di 3DF Zephyr nella fotogrammetria subacquea e conferma la sua abilità nel produrre modelli 3D di alta qualità paragonabili agli standard del settore, dimostrando che la qualità della ricostruzione dipende principalmente dai dati di input piuttosto che dai limiti del software.
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La macchina del tempo digitale sotto le onde
Immaginate di essere un archeologo, ma invece di scavare nella terra secca con una paletta, state esplorando un mondo sommerso nascosto sotto la superficie di un lago. Il problema? L'acqua è un vicino complicato. Inghiotte la luce, trasformando i rossi vibranti in fantasmatici blu e grigi, ed è piena di polvere sospesa che rende tutto sfocato. Per studiare questi tesori subacquei — come vecchi relitti di navi o antri strumenti perduti — gli scienziati usano una tecnica chiamata fotogrammetria. Pensatela come a un trucco di magia digitale: scattate centinaia di foto sovrapposte da diverse angolazioni e un computer le cuce insieme per costruire un modello virtuale 3D perfetto dell'oggetto. È come prendere un puzzle piatto e trasformarlo in una statua solida che potete far ruotare sul vostro schermo.
Per anni, il software "standard di riferimento" per compiere questa magia subacquea è stato un programma chiamato Agisoft Metashape. È il cavallo di battaglia affidabile che quasi tutti utilizzano perché si è dimostrato efficace in innumerevoli immersioni difficili. Ma recentemente, le cose si sono complicate. Poiché l'azienda dietro Metashape ha sede in Russia, e a causa delle attuali tensioni globali e delle restrizioni commerciali, molti ricercatori in Occidente non possono più acquistarlo o utilizzarlo facilmente. Questo ha lasciato la comunità dell'archeologia subacquea in un certo panico: "Se non possiamo usare il nostro strumento preferito, come continuiamo a documentare la storia?". Hanno bisogno di un nuovo software affidabile che sia in grado di gestire la realtà disordinosa e a bassa visibilità degli abissi senza battere ciglio.
Il grande cambio di software: testare il nuovo contendente
Questa è esattamente la domanda che Wojciech Gajtkowski si è proposto di rispondere nella sua ricerca. Voleva vedere se 3DF Zephyr, un software prodotto da un'azienda italiana, potesse subentrare e svolgere il lavoro che di solito gestisce Metashape. Invece di eseguire solo un test comparativo affiancato utilizzando le stesse foto (che è un modo per confrontare gli strumenti), Gajtkowski ha deciso di testare la "muscolatura" di 3DF Zephyr nel mondo reale. Voleva vedere se fosse in grado di gestire un'immersione reale e disordinata in autonomia, indipendentemente dal tipo di fotocamera che il subacqueo stesse impugnando.
Per mettere alla prova il software, Gajtkowski si è immerso nel Lago Kłodno in Polonia, un luogo con acque torbide dove la visibilità era compresa solo tra 1,2 e 1,6 metri. Il suo obiettivo era il relitto di una barca da pesca in legno, lunga circa 4,93 metri, che riposava a una profondità di circa 6,6 metri. Non ha usato una sola fotocamera; ne ha fissate due di tipo diverso a un unico supporto per catturare la scena simultaneamente. Una era una fotocamera d'azione Insta360 Ace Pro di consumo (il tipo che potreste agganciare a un elmetto), e l'altra era una professionale Sony A7IV mirrorless full-frame.
Ha creato quattro diverse "ricette" per il software da provare:
- Modello A: Video 4K standard dalla fotocamera d'azione.
- Modello B: Video raw, con profilo piatto, dalla fotocamera d'azione (per dare al software più dati con cui lavorare).
- Modello C: Foto ad alta risoluzione dalla fotocamera professionale con un obiettivo grandangolare da 16 mm.
- Modello D: Foto ad alta risoluzione dalla fotocamera professionale con un obiettivo da 35 mm, oltre a una correzione del colore extra.
I risultati sono stati come guardare uno chef cucinare con ingredienti diversi. Quando 3DF Zephyr ha cercato di costruire il modello partendo dalle riprese della fotocamera d'azione (Modelli A e B), ha fatto un lavoro discreto nel mostrare la forma della barca, ma i dettagli erano un po' sfocati e il tutto presentava una forte tonalità verde, proprio come guardare attraverso l'acqua torbida. Tuttavia, quando il software ha utilizzato le foto della fotocamera professionale (Modelli C e D), i risultati sono stati sbalorditivi. I modelli erano incredibilmente nitidi, mostrando minuscole crepe nel legno e dettagli chiari della struttura della barca. La versione con l'obiettivo da 35 mm (Modello D) era la più nitida di tutte, sebbene apparisse un po' meno "subacquea" perché i colori erano stati corretti perfettamente.
La scoperta più importante qui è che 3DF Zephyr non è fallito. È riuscito a costruire modelli 3D di alta qualità sia dalle riprese della fotocamera d'azione economica che dall'attrezzatura professionale costosa. Lo studio suggerisce che la qualità del modello 3D finale dipende molto di più dalla qualità delle foto che scattate (la fotocamera e l'illuminazione) che dal software stesso. In altre parole, 3DF Zephyr è uno strumento capace che non vi limita; se gli date buoni dati, crea un ottimo modello.
Tuttavia, l'autore fa attenzione a non dire che questo sia un "sostituto perfetto" in ogni singolo aspetto. Nota che non ha eseguito una sfida diretta e rigorosa contro Metashape usando le stesse foto per misurare le minime differenze di accuratezza geometrica. Evidenzia anche alcuni ostacoli pratici: la versione gratuita di 3DF Zephyr non può importare modelli 3D esistenti e la licenza completa è piuttosto costosa. Inoltre, i file per questi modelli ad alto dettaglio sono così grandi che non è facile caricarli sui popolari siti web di condivisione.
In definitiva, questo studio conferma che 3DF Zephyr è uno strumento pienamente funzionale e affidabile per l'archeologia subacquea. Dimostra che i ricercatori che non possono accedere a Metashape a causa delle restrizioni hanno un'alternativa valida in grado di gestire le difficili condizioni di bassa visibilità degli abissi. Sebbene siano necessari confronti più diretti per vedere se corrisponde alla precisione di Metashape fino al millimetro, 3DF Zephyr ha superato il primo grande test: funziona, è ripetibile e può trasformare un'immersione sfocata e di colore verdastro in un chiaro tesoro digitale.
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