La stereoscopia è una tecnica di combinazione visiva di immagini che consente di percepire la profondità dell’immagine e la distanza tra i vari elementi che la compongono come se tali oggetti fossero realmente di fronte all’osservatore.
Si tratta di una tecnica molto antica, che nelle sue versioni più rudimentali è stata diffusamente utilizzata come strumento di intrattenimento.
Naturalmente, rispetto ai primi anni del Novecento – epoca in cui la stereoscopia, inventata alla fine del secolo precedente, cominciò a diffondersi e a essere utilizzata su larga scala – la tecnologia ha fatto passi da gigante.
L’ambito militare è stato fin da subito uno dei settori principali di applicazione di questa tecnica e ancora oggi gli eserciti utilizzano la stereoscopia per operare decisioni informate in merito a importanti operazioni logistiche.
Con lo sviluppo della tecnologia GIS la stereoscopia ha mostrato nuove potenzialità e ha fornito alle forze militari nuovi importantissimi strumenti di analisi e pianificazione.
Cosa si può fare grazie alla combinazione di dati GIS e strumenti i più moderni strumenti per la stereoscopia? Molto più di quanto si possa immaginare.
Indice dei Contenuti
Breve storia della stereoscopia
L’invenzione della stereoscopia si deve a Sir Charles Wheatstone nel 1832, inventore di origine britanniche che svolse un ruolo chiave nel progresso delle conoscenze scientifiche del suo tempo. Oltre allo stereoscopio, Sir Wheatstone diede un fortissimo impulso allo sviluppo della telegrafia e, come se non bastasse, inventò una nuova tecnica crittografica e l’antenato della concertina, uno strumento musicale simile all’armonica in uso ancora oggi.
Nonostante il suo vasto campo di interessi e le sue rilevanti scoperte scientifiche, Wheatstone passò alla storia per aver inventato lo stereoscopio, ovvero di uno strumento simile a un rudimentale binocolo che permette di osservare due immagini pressoché identiche e affiancate poste a poca distanza dalle lenti.
Inizialmente le immagini per lo stereoscopio erano principalmente disegni realizzati a mano e spesso in bianco e nero, ma si capì immediatamente che quelli colorati erano in grado di offrire un maggiore senso di realismo.
Le immagini per i primi visori erano realizzate con una tecnica che permetteva di riprodurre le leggere differenze che intercorrono tra le immagini della realtà percepite da ognuno dei due occhi di un essere umano.
Questo consentiva di attivare la visione binoculare anche su immagini in due dimensioni, ricreando in tutto e per tutto l’effetto di profondità che permette agli occhi di percepire correttamente lo spazio intorno all’individuo e la posizione degli oggetti all’interno di tale spazio.
Grazie all’avvento della fotografia, e nello specifico di un apparecchio in grado di scattare contemporaneamente due immagini stereoscopiche dello stesso oggetto, la stereoscopia ottenne un enorme successo e un’immensa diffusione.
Le fotografie permettevano infatti di realizzare rapidamente una grande quantità di immagini e offrivano inoltre un risultato finale molto più realistico.
Vennero successivamente inventate stampe di fotografie su lastre di vetro, le antenate delle moderne diapositive su pellicola fotografica, che potevano essere dipinte a mano per ottenere risultati ancora più realistici e impressionanti.
Fino a questo punto della sua evoluzione però la stereoscopia venne utilizzata esclusivamente come strumento di intrattenimento. Allo scoppio della prima guerra mondiale, però la stereoscopia venne utilizzata per la prima volta in ambito bellico e si è trasformata rapidamente in uno strumento insostituibile per la progettazione e l’ottimizzazione di attività militari estremamente diverse tra loro.
L’evoluzione dell’impiego della stereoscopia in ambito bellico
Nel corso della Prima Guerra Mondiale si cominciò a scattare fotografie aeree con apparecchi stereoscopici. Una volta a terra, le fotografie venivano osservate con gli appositi strumenti e venivano utilizzate per identificare con la massima precisione possibile i bersagli dell’artiglieria o per mappare le trincee delle Fiandre.
Questo sistema permetteva di analizzare il suolo su cui si sarebbero svolte le successive operazioni militare in maniera assolutamente rivoluzionaria e più efficace di quanto fosse mai stato possibile fare con le tecniche a disposizione dei militari fino a quel momento.
L’analisi delle geomorfologia e delle condizioni del suolo, l’individuazione dei punti di valore strategico e naturalmente la disposizione di un eventuale schieramento nemico sono ancora oggi gli elementi di maggior interesse per la pianificazione di operazioni militari, quindi l’acquisizione di questo genere di dati è ancora uno degli obiettivi principali della logistica bellica.
Naturalmente la complessità e l’efficacia degli strumenti tecnologici a disposizione dei militari è aumentata a dismisura negli ultimi anni, e l’applicazione della GEOINT alle attuali tecnologie di visualizzazione stereoscopica hanno permesso di ottenere risultati eccezionali nell’ambito della progettazione e dell’attuazione di un’ampia gamma di operazioni.
Oggi è possibile:
- visualizzare in stereoscopia immagini satellitari ad alta risoluzione e multispettrali, anche di quelle in grado di offrire una risoluzione al suolo di 30 cm e che oggi molte aziende mettono a disposizione della comunità scientifica attraverso l’istituzione di open database
- eseguire ricognizioni tattiche con sistemi di sensori aviotrasportati
- realizzare e visualizzare texture realistiche di edifici per singoli soggetti ma anche modelli 3D di ambienti complessi come intere città.
- integrare dati spaziali 3D in ambienti GIS per lo sviluppo di app militari per l’utilizzo da mobile, utilizzando visori con schermi stereoscopici di piccolo formato
- visualizzare in tempo reale immagini video stereoscopiche in prima persona realizzate grazie all’utilizzo di droni da ricognizione o sistemi telecomandati
- visualizzare un terreno in 3D e ad alta risoluzione, integrando l’immagine di superfici con texture di immagini ortorettificate e oggetti rilevanti per la GEOINT. Tra le applicazioni della visualizzazione di un terreno in 3D ci sono:
- analisi di massima precisione della visibilità
- valutazione dell’accessibilità e delle condizioni dei binari per lo spostamento delle unità di terra
- programmazione di missili o UAS con dati di navigazione accuratamente misurati, arricchiti dal punto di vista semantico e multimodali (visivi, RADAR, LiDar)
- progettare e costruire infrastrutture temporanee per i campi militari e in altre sedi temporanee delle forze armate.
Utilizzo dei motori di gioco per la realizzazione di scenari realistici
Oggi non è raro che vengano impiegati in ambito bellico motori grafici normalmente utilizzati per il settore videoludico: questi motori sono in grado operare un rendering ultra veloce di scenari in 3D e fornire un output stereoscopico di set di dati geospaziali di natura ibrida.
I motori di gioco consentono anche di integrare modelli realistici in 3D di veicoli militari di aria, di mare o di terra per simulare in realtà virtuale una rappresentazione completa e realistica di scenari bellici in cui sia possibile sviluppare approcci tattici per valutarne l’efficacia e i margini di miglioramento.
Oggi la possibilità di trasmettere gigantesche quantità di dati crittografati in tempi estremamente ridotti consente di eseguire la visualizzazione stereoscopica in tempo reale e all’interno di reti sicure e accessibili potenzialmente da ogni angolo del mondo.
Visualizzazione in stereoscopia: dai caschi VR alle grotte per la realtà virtuale
In tempi recenti sono state anche messe a punto varie soluzioni di visualizzazione per venire incontro a esigenze di tipo profondamente diverso.
Per la visualizzazione individuale in stereoscopia sono stati messi a punto caschi e occhiali per la realtà aumentata e display monoschermo autostereoscopici (da utilizzare senza occhiali, ma che riducono la risoluzione dell’immagine stereoscopica del 50%).
Per la visualizzazione sul posto di lavoro sono stati realizzati monitor stereo 3D ad alta risoluzione che possono essere utilizzati permanentemente da analisti e operatori del settore GEOINT per l’acquisizione di dati e l’interazione con set di dati geospaziali. Questa soluzione può essere adottata efficacemente anche da piccoli gruppi di spettatori che dovranno indossare occhiali stereo passivi polarizzati.
Per la fruizione di immagini stereoscopiche da parte di grandi gruppi di persone sono stati realizzati invece Monitor LCD passivi di grande formato, fino a 100 pollici.
Un’alternativa estremamente ambiziosa è invece l’installazione di pareti stereoscopiche di grande formato e “grotte” per la realtà virtuale che consentono di ottenere un effetto completamente immersivo: l’osservatore è letteralmente circondato dalle immagini che è chiamato ad analizzare ed elaborare.Quali saranno le prossime evoluzioni dello strettissimo rapporto tra stereoscopia e GEOINT? Nel 1832 Sir Wheatstone non avrebbe potuto immaginare che dal suo modesto apparecchio si sarebbero generate le meraviglie tecnologiche della realtà virtuale.. Alla stessa maniera non c’è alcun modo di prevedere dove arriverà lo sviluppo tecnologico in questo settore nell’arco del prossimo secolo: non rimane che attendere e prepararci ad essere stupefatti, ancora una volta.
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