#22 - Il manuale d'uso

Uno stereomicrometro è uno strumento di precisione che serve a misurare la differenza di parallasse tra elementi di una coppia di fotogrammi, ma come si usa un oggetto del genere in un laboratorio?

In realtà il funzionamento di uno stereomicrometro è molto semplice, ma la preparazione di tutte le parti coinvolte nel processo di misura influisce direttamente sulla qualità del risultato della fase di restituzione: dopo aver posizionato le foto su un piano perpendicolare all'asse ottico dello stereoscopio in modo da formare una singola immagine all'occhio dell'osservatore, si posiziona una delle due marche di riferimento su un punto fisso nell'immagine.

Esempio di posizionamento di uno stereomicrometro

Una volta fissato il punto che verrà considerato lo zero della misurazione, si fa in modo di posizionare la seconda marca di riferimento lungo la barra dello stereomicrometro in modo da "fondere" le due marche e ottenere la marca mobile: a questo punto si conosce il valore della profondità del punto applicando il valore della distanza tra le due marche, leggibile sullo stereomicrometro stesso, al modello geometrico usato nelle prime fasi dell'analisi fotogrammetrica e si può procedere a segnare tutti i punti nella fotografia analizzata che hanno la stessa profondità semplicemente spostando la coppia di fotogrammi e mantenendo la distanza delle marche di riferimento costante.

#21 - Il fumetto

 La produzione fumettistica internazionale è un ottimo trampolino di lancio per grandi storie, ma viene anche sfruttata, spesso involontariamente, a scopi didattici: tra le pagine di un fumetto infatti si possono trovare fatti storici, competenze scientifiche e tecniche semplificate per far capire al lettore il funzionamento di uno strumento ma anche per stuzzicarne la curiosità nel caso volesse approfondire.

È il caso di Batman, supereroe della DC Comics che fa largo uso della tecnologia a sua disposizione per condurre indagini parallele a quelle della polizia per aiutare a catturare i criminali più incalliti e pericolosi presenti a Gotham.

In particolare a pagina 13 del secondo volume della serie Gates of Gotham (2016), nel mezzo di un'indagine per fermare un giro di contrabbando di esplosivi nella città di Gotham, si vede Tim Drake nei panni del Red Robin eseguire un'analisi fotogrammetrica sulla tuta dell'Architetto a partire da fotogrammi di un video di sorveglianza che lo ritrae.

"Sto provando a generare un modello 3D
 sulla base di diverse angolazioni, più facile a dirsi che a farsi"

Naturalmente lo stereomicrometro non è direttamente rappresentato nel pannello riportato ma viene riportata la forma più recente di analisi fotogrammetrica: l'analisi computerizzata di immagini è una realtà presente nei satelliti moderni e in molti sistemi adibiti alla creazione di modelli 3D di oggetti e persone, spesso al fine di riutilizzare questi dati nei film, per la realizzazione di scene pericolose o non riproducibili nella realtà (come può essere una scena di un film fantasy o fantascientifico).

Questo pannello dunque ci fornisce uno spaccato su come si realizza un'analisi fotogrammetrica oggi, con un po' di semplificazioni, rispetto agli anni '50 e '60 in cui la presenza dello stereomicrometro era fondamentale.

#20 - Il marchio

 Il marchio di fabbrica è considerato a livello commerciale e sociale una garanzia di qualità (o altre caratteristiche associate a un prodotto) utile anche in ambito pubblicitario.

Uno stereomicrometro marchiato Casella London

Naturalmente anche gli strumenti scientifici sono soggetti a questa regola e lo stereomicrometro non è da meno come si può vedere dall'immagine in calce al post, in quanto un marchio permette di associare semplicemente il contenuto di un'inserzione pubblicitaria alle proprietà dello strumento.

Inoltre, un'altra forma di marchio che rinforza la posizione commerciale di un'azienda di strumenti scientifici è legata alla scienza in cui vengono impiegati, nello specifico vicina a tutte quelle società create per riunire i massimi esperti del settore sotto un'unica bandiera e in questo modo perfezionare non solo gli strumenti, ma anche le competenze legate ad essi per promuovere il coinvolgimento di sempre più persone nella comunità scientifica. 

La fotogrammetria in particolare è molto legata all'architettura e alla topografia e non a caso tutte quelle organizzazioni internazionali promuovono lo studio e l'analisi di luoghi di interesse del patrimonio artistico, naturalistico e culturale di tutto il mondo e si impegnano nella preservazione di tutti quei siti a rischio di distruzione o alterazione.

#19 - L'abbecedario

A - Architettura, disciplina che sfrutta in gran misura il contributo dello stereomicrometro.

B - Bari, citata più volte, nello specifico il laboratorio di fotogrammetria del Politecnico di questa città.

C - Canaletto, al secolo Bernardo Bellotto, grazie ai suoi dipinti della città vecchia di Varsavia ne permise la ricostruzione tramite analisi fotogrammetrica.

D - Dislivello, in topografia è il valore misurato a partire da una coppia di fotogrammi aerei dallo stereomicrometro.

E - Ermenegildo Santoni, grande esperto di aerofotogrammetria in Italia, fece largo uso dello stereomicrometro nella realizzazione di macchine per l'indagine topografica basata sulla fotogrammetria.

F - Fotogramma, fotografia sulla quale si basa l'analisi fotogrammetrica, ne servono almeno due per il corretto funzionamento dello stereomicrometro.

G - Geometria, branca della matematica su cui si basa il principio di funzionamento dello stereomicrometro.

H - Heinrich Wild, grande concorrente del già citato Santoni, questo inventore tedesco fu l'artefice della creazione di un gran numero di apparecchi per l'analisi fotogrammetrica.

I - Isprs, International Society of Photogrammetry and Remote Sensing.

L - Léon Suzin, architetto che aiutò nella ricostruzione di Varsavia dopo la Seconda Guerra Mondiale tramite disegni, progetti e tecniche di analisi fotogrammetrica.

M - Marca Mobile

N - Napoleone III, Imperatore dei francesi e comandante dell'esercito francese nella battaglia di Solferino, uno dei primi esempi di analisi fotogrammetrica applicata in ambito militare (antecedente all'invenzione dello stereomicrometro ma un fondamentale passo avanti per la definizione della disciplina della fotogrammetria).

O - Officine Galileo, con l'aiuto di Santoni realizzarono e distribuirono a diversi laboratori i dispositivi di analisi fotogrammetrica più recenti in tutta Italia.

P - Pilota, addetto alla manovra di un aereo, nella Prima Guerra Mondiale nascono come esploratori in grado di osservare dall'alto le linee nemiche.

Q - Quota, distanza dal terreno dalla quale si scattano i fotogrammi usati in fase di restituzione.

R - Restituzione, ultima fase del processo di analisi fotogrammetrica in cui entra in gioco lo stereomicrometro per fornire i dati sulle differenze di parallasse dei vari elementi in analisi.

S - Stereomicrometro

T - Topografia, altra tecnica che beneficia della fotogrammetria aerea e del contributo dello stereomicrometro

U - Umberto Nistri, detentore di uno dei primi brevetti della storia basati sullo stereomicrometro

V - Varsavia, capitale della Polonia, fu gravemente danneggiata durante la prima invasione tedesca nel 1939 e quasi distrutta dopo la Rivolta di Varsavia nel '44. Il suo centro storico è stato ricostruito in gran parte basandosi sull'analisi fotogrammetrica di fotografie e dipinti oltre che su tutti i progetti sopravvissuti alla guerra.

Z - Zeiss, azienda che con il contributo di Carl Pulfrich produce il primo stereomicrometro e dà inizio alla storia che stiamo analizzando

#18 - Il Francobollo

 I francobolli sono una forma molto interessante di documento storico: alcuni li collezionano, altri ne studiano il disegno e altri ancora non ne hanno mai usato uno, ciò non toglie che prima dell'avvento della comunicazione in tempo reale su sistemi informatici collegati in rete, questi piccoli oggetti portavano con loro un grande significato, non solo per motivi postali ma anche di carattere storico.

Un francobollo sullo stereomicrometro tuttavia è molto difficile da reperire in quanto non è uno strumento di utilizzo comune, ma senza dimenticare la storia dell'azienda Zeiss è possibile ritrovare alcuni esemplari molto interessanti per quanto riguarda la presenza dello stereomicrometro negli anni delle due Germanie.

Francobollo del 1956 della DDR

Il primo esemplare è un pezzo del 1956 diffuso nella Repubblica Popolare Tedesca che rappresenta le industrie Zeiss di Jena, città sotto il controllo sovietico, in tutta la loro estensione, riportando anche il logo della compagnia sul lato sinistro. Questo francobollo ci mostra come le aziende più prospere ed all'avanguardia della Germania post bellica furono rimesse in sesto da entrambe le parti della cortina di ferro per non concedere al nemico nessun vantaggio e al tempo stesso cercare di ottenerne il più possibile nel peculiare contesto della Guerra Fredda.

Il secondo esemplare invece, rilasciato per commemorare il centenario della nascita della Fondazione Carl Zeiss, vede due strumenti ai due lati che rappresentano i traguardi dello sviluppo tecnologico dell'azienda. In particolare sulla destra si vede uno stereocomparatore, l'ultimo gradino dell'evoluzione degli strumenti nel campo della fotogrammetria, nonché diretto discendente del ruolo dello stereomicrometro nell'analisi fotogrammetrica.

#17 - Il brevetto

Fin dal 1901, anno della sua invenzione, lo stereomicrometro è stato uno strumento utile per l'analisi architettonica, topografica e geologica, tuttavia uno strumento del genere ha bisogno di integrazione da parte di altri strumenti ottici (uno tra tutti lo stereoscopio) e per questo soggetto di ricerca e innovazione nel corso degli anni.

Illustrazione in calce al brevetto di Umberto Nistri

Partiamo dal 1920 con un brevetto italiano concesso a Umberto Nistri che prevede l'utilizzo dei nuovi strumenti sviluppati da Zeiss in un progetto che vede la nascita dell'idea dietro lo stereocomparatore, assegnato nel novembre 1921 e sancendo il via alla "corsa alla fotogrammetria" che vede la sfida tra Santoni in Italia e Heinrich Wild in Germania, che diventeranno i due protagonisti nel settore dei dispositivi cartografici.

Schema dello stereocomparatore illustrato
nel progetto della Zeiss

Avanti veloce fino al 1937 quando Zeiss sfrutta la propria esperienza in fatto di strumenti ottici, il suo progetto per lo stereomicrometro e la scadenza del brevetto di Nistri nel 1938 per assicurarsi l'esclusiva sul primo stereocomparatore analogico nonché il primato su tutti i concorrenti nel campo della fotogrammetria.

Illustrazione del sistema di integrazione
del computer con uno stereocomparatore

L'ultimo progetto di cui parleremo in questa sede è un dispositivo che sancisce il declino dello stereomicrometro in quanto vede integrare un computer ad uno stereocomparatore, non solo per migliorare la precisione del sistema di misura, ma anche per permettere all'utilizzatore di tenere in considerazione variabili più complesse e compensarle con modelli matematici caricati nella memoria elettronica, riducendo ulteriormente l'errore legato al supporto fotografico.

Per una lettura più approfondita:

Un resoconto dello sviluppo e produzione degli strumenti ottici legati alla cartografia alla Zeiss: https://www.isprs.org/society/history/Hobbie-The-development-of-photogrammetric-instruments-and-methods-at-Carl-Zeiss-in-Oberkochen.pdf

Una ricerca più sintetica della storia dei dispositivi di fotogrammetria in un contesto internazionale: https://www.researchgate.net/profile/Gordon_Petrie/publication/325425242_Classical_Photogrammetric_Equipment/links/5b0d5883a6fdcc8c25387ce3/Classical-Photogrammetric-Equipment.pdf?origin=publication_detail

#16 - L'anatomia

 Nel corso del Novecento, molti strumenti di cartografia sono stati aggiornati e migliorati (specialmente nel dopoguerra) per una migliore integrazione con le tecnologie moderne, tuttavia lo stereomicrometro ha mantenuto tutti gli elementi fondamentali praticamente invariati.

Stereomicrometro, dettaglio della barretta che unisce le due marche (1)

Il principio di funzionamento infatti non richiede componenti particolari al di fuori dei due riferimenti ottici, che andranno a costituire la marca mobile in fase di misura, connessi da una barra graduata utilizzata per la misurazione della distanza, perciò tutte le appendici aggiunte allo strumento hanno il semplice e preciso scopo di migliorarne l'efficacia.

La manopola dentata sulla destra ha precisamente questa funzione: ruotandola si può modificare leggermente la distanza tra i due riferimenti e, seguendo la scala numerata associata si può tenere conto della variazione sopra citata permettendo un controllo maggiore sulle modifiche apportate, oltre che una maggiore precisione nella lettura della misurazione. Il dispositivo di blocco (opzionale) inoltre permette di mantenere fissa la lunghezza desiderata per verificare la presenza di più punti sulla stessa coordinata della profondità nella medesima coppia di fotogrammi, funzione particolarmente utile per il tracciamento di curve di livello in topografia, oltre che evitare possibili movimenti involontari dei riferimenti.

Dettaglio della manopola e delle relative scale
di misura associate al riferimento destro