SCIENZA, ARTE, TECNOLOGIA

DHiLab | Digital Heritage Innovation Lab

Il DHiLab è un punto di riferimento nazionale e internazionale su rilievo digitale, musei virtuali, tecnologie interattive multimediali, digital storytelling, computer animation, realtà virtuale, aumentata e immersiva; educational videogames; ambienti 3D di simulazione, digital libraries e modelli semantici finalizzati alla conoscenza, conservazione e fruizione del Patrimonio Culturale.

Le attività si sviluppano sull’intero territorio nazionale, nelle sedi di Catania, Firenze, Lecce e Roma.

La nostra storia

Il Digital Heritage Innovation Lab è nato dalla fusione dei laboratori e delle competenze sulle tecnologie digitali applicate al Patrimonio Culturale attivi prima della nascita del nuovo CNR ISPC: Virtual Heritage Lab (VHLab) dell’ITABC, Roma; Information Technology Lab (ITLab) dell’IBAM, Lecce; IBAM team, Catania; ICVBC team, Firenze.

Tali laboratori si sono occupati di documentazione, digitalizzazione, modellazione 3D, ricostruzioni virtuali e valorizzazione del patrimonio culturale. Il DHiLab ne eredita dunque risorse umane, competenze, strumenti, capacità progettuali e reti di collaborazione, e si propone dal 2020 in una nuova sinergia.

Di cosa ci occupiamo

Progettiamo e sviluppiamo applicazioni e strumenti innovativi per il design dei sistemi interattivi, il restauro e le ricostruzioni virtuali, la mappatura semantica, la visualizzazione interattiva, attraverso la sperimentazione di nuove forme narrative e linguaggi audiovisivi. Ne valutiamo infine l’impatto sul pubblico in termini di esperienza (User eXperience), potenziale educativo, sociale e cognitivo, secondo una filosofia che privilegia l’accessibilità, interoperabilità e riuso dei dati scientifici (data FAIRness).

Le nostre sperimentazioni ci hanno portato verso una progressiva convergenza dei media (Virtual Reality, videogame, cinema, teatro, effetti di proiezione olografica, Mixed Reality, Hybrid Reality) con lo scopo di aumentare il coinvolgimento (engagement ed embodiment) e la conoscenza/riflessione dell’utente attraverso l’integrazione tra narrazione, immersione ed interazione. Scienza, arte e tecnologia si legano dunque indissolubilmente nelle attività del laboratorio.

I Beni Culturali su cui ci focalizziamo includono il patrimonio tangibile ed intangibile, dal paesaggio al sito archeologico o monumentale, fino al singolo manufatto, dalle tradizioni culturali alle espressioni creative e comunicative.

Organizziamo attività di divulgazione e valorizzazione anche attraverso mostre temporanee, installazioni permanenti nei musei, convegni, conferenze, webinar e altri eventi pubblici.

Chi siamo

Il nostro team di ricerca interdisciplinare è composto da archeologi, conservatori, storici dell’arte, architetti, ingegneri, informatici, designers, esperti in scienze della comunicazione, di accessibilità e open data, modellatori 3D, artisti in computer grafica, scrittori, musicisti, fotografi e documentaristi.

Operiamo in accordo con le principali Istituzioni governative e culturali, a livello nazionale e internazionale, in un’ottica progettuale e realizzativa.

Come contattarci

dhilab@ispc.cnr.it

Le nostre principali linee di ricerca

  • Metodologie integrate di rilievo finalizzate alla creazione di modelli 3D ed elaborati 2D del patrimonio;
  • Modellazione 3D reality-based;
  • Ricostruzioni 3D source-based del patrimonio in determinate epoche storiche;
  • Restauro virtuale;
  • Fotogrammetria sferica, panoramiche, acquisizioni foto/video 360;
  • Documentazione fotografica e video anche da Drone;
  • GIS 2D/3D e ricostruzione del paesaggio antico;
  • Strumenti di mappatura 2D e 3D di dati e paradata inerenti i modelli 3D e le ricostruzioni virtuali (fonti e processi interpretativi);
  • Metodologie per l’ottimizzazione di modelli 3D finalizzate al VR o alla produzione video;
  • Ambienti di realtà virtuale (single/multi user);
  • UX, UI e Interaction Design;
  • Valutazione della UX;
  • Game Design e prototipazione applicazione interattive;
  • Sviluppo software e impiego di motori grafici per applicazioni 3D real time (Unity 3D, Unreal, OpenSceneGraph, Blender engine);
  • Proiezioni olografiche e vetrine olografiche per musei;
  • Gesture-based interaction con sensori per motion capture;
  • Programmazione di sensoristica per musei e siti (Arduino e Raspberry PI, e altri);
  • Sistemi immersivi di realtà virtuale (Head Mounted Display);
  • Guide virtuali su dispositivi mobili multipiattaforma;
  • Servizi Cloud per la generazione automatica di terreni 3D da dati GIS navigabili on line;
  • Applicazioni WebVR/WebXR per l’esplorazione di paesaggi e modelli 3D;
  • Depth Panoramic Frame (DPF);
  • Paesaggi sonori, anche in Dolby Surround 5.1;
  • Storytelling e comunicazione scientifica, con particolare riferimento all’uso dei nuovi linguaggi digitali e alle tecniche di rappresentazione 3D fotorealistica in filmati divulgativi;
  • Definizione di modelli e tecnologie di e-learning per il Patrimonio culturale;
  • Definizione di modelli e architetture sw per l’interoperabilità di dati tra sistemi informativi eterogenei;
  • Analisi, descrizione e rappresentazione formale dei processi operativi finalizzati alla conoscenza, conservazione e fruizione del Patrimonio;
  • Big Data analysis e Machine Learning;
  • Sistemi e applicazioni dell’Internet of Things (IoT);
  • Studio di modelli e soluzioni tecnologiche a supporto dell’accessibilità, interoperabilità e riuso dei dati scientifici (data FAIRness).

La sede di Firenze

Strumentazione 

  • Attrezzatura fotografica e video; 
  • Attrezzatura per fotogrammetria close-range; 
  • Software di elaborazione elaborazione fotogrammetrica di immagini digitali.

La sede di Lecce

Strumentazione

  • UAS Italdron Scrabble 4HSE con camera Panasonic GH4 4K stabilizzata con gimbal a tre assi, sistema con doppi operatori;
  • Laser scanner Leica Geosystem P20;
  • Workstation per il calcolo;
  • Attrezzatura Fotografica. 

La sede di Roma

Strumentazione

  • 1 Drone DJI S1000 con Gimbal;
  • 1 Drone Dji Phantom 2;
  • 1 Insta 360 Pro 2;
  • 1 Fotocamera Canon Eos 6D;
  • 1 Fotocamera Nikon D3S;
  • 1 Fotocamera Nikon D800;
  • 1 Videocamera Canon Xf-305;
  • Obiettivi: 1 Nikkor 2.8/35-70 mm; 1 Nikkor 2.8/12-24 mm, 1 Nikkor 2.8/105 mm micro; 1 Canon 1.8/35 mm; 1 Sigma 1.8/14 mm;
  • 1 Treppiede Manfrotto con testa a 3 vie;
  • 2 kit Oculus Rift 2;
  • 1 kit Oculus Quest;
  • Vetrina olografica;
  • Sensori ad infrarossi (Kinect, leap Motion, etc.).

Progetti e attività di ricerca

  • Brancacci Project. Dall’accordo di collaborazione tra il CNR ISPC, il Comune di Firenze e la Soprintendenza Archeologia, Belle Arti e Paesaggio per la città metropolitana di Firenze e le province di Pistoia e Prato (SABAP), nasce il Brancacci Project per la tutela, salvaguardia e valorizzazione degli affreschi di Masaccio, Masolino e Filippino Lippi che impreziosiscono la Cappella Brancacci a Firenze.
  • EFFORT | Efficientamento della salvaguardia e valorizzazione dei giardini storici. L’approccio interdisciplinare è la chiave del progetto per affrontare le problematiche di conservazione della vegetazione e degli arredi lapidei in ottica di gestione del loro equilibrio all’interno del giardino. Video
  • EPISTEME | Esplorazioni e Percorsi Integrati tra Storia TEcnologia e MEmoria. Il Lab si sta occupando del design delle installazioni interattive previste, nell’ambito del percorso Umanesimo e Scienza.
  • Reveal 2. Follow up di Reveal Realising Educational Virtual Environments and Augmented Locations (H2020). Il caso di studio realizzato, il videogioco “A Night in the Forum” per Playstation VR, è in corso di valutazione. 
  • SPICE. Social cohesion, Participation, and Inclusion through Cultural Engagement (H2020).
  • MUSEO TO MITREO – Allestimento multimediale (2 – Progetto Distretto Tecnologico per le Nuove Tecnologie applicate ai Beni e alle Attività Culturali).  Il laboratorio è impegnato nella realizzazione di modelli fotorealistici dei reperti conservati nella galleria del Mitreo e nel Museo Civico “U. Mastroianni”.
  • La tomba della Montagnola Virtual Tour. Un progetto di: Comune di Sesto Fiorentino, Sesto Fiorentino Associazione Turistica Proloco, SABAP – Soprintendenza Archeologia Belle Arti e Paesaggio per la città metropolitana di Firenze e per le province di Pistoia e Prato. Realizzato da: Istituto di Scienza e Tecnologie dell’Informazione “A. Faedo” ISTI-CNR e Istituto di Scienze del Patrimonio Culturale ISPC-CNR. Rilievo 3D: Sistemi Integrati di Monitoraggio Architettonico: SI∑MA. Con il contributo di Publiacqua S.p.A.
  • HerMes | HERitage sMart social mEdia aSsistant (POR FESR Lazio 2014-2020). Il progetto fornisce una serie di strumenti e servizi avanzati per la valorizzazione e la fruizione del Patrimonio Culturale, materiale e immateriale del Lazio. Hermes si propone di connettere le esigenze, i bisogni, gli interessi eterogenei dei possibili attori interessati adottando un approccio basato su un modello di partecipazione bottom up e con il supporto di tecnologie IT avanzate, quali gli algoritmi di Intelligenza Artificiale.
  • IDEHA | Innovazioni per l’elaborazione dei dati nel settore del patrimonio culturale (PON Ricerca e Innovazione 2014-2020).
  • ALETIUM 2020 – Campagna di scavo archeologico presso la necropoli messapica di Monte d’Elia in Alezio (Lecce), in collaborazione con il Dipartimento di beni culturali dell’Università del Salento, responsabile scientifico dello scavo (diretto dal prof. Giovanni Mastronuzzi). Video
  • E-RIHS-PP | European Research Infrastructure for Heritage Science – Preparatory Phase. Nella sede di Lecce è ospitato un nodo della nascente piattaforma DIGILAB dell’infrastruttura E-RIHS.
  • SSHOC– Social Sciences & Humanities Open Cloud. Task 5.7 Open Linked Data. Archaeology Case Study: Ricostruzione 3D del Teatro romano di Catania con applicazione di moderne metodologie di documentazione del processo ricostruttivo.
  • Parco Archeologico di Naxos. Realizzazione di otto filmati commissionati dal Parco archeologico di Naxos-Taormina in occasione del vertice del G7 tenutosi a Taormina il 26-27 maggio 2017 e studio ricostruttivo su Naxos (Me), prima colonia greca in Sicilia.
  • DiCeT – PON Ricerca e Competitività 2007-2013. Realizzazione di tre filmati stereoscopici, visibili nel LivingLAB del Museo Storico di Lecce – MUST, aventi come oggetto le ricostruzioni digitali dell’Anfiteatro, del Teatro romano e dell’Ipogeo Palmieri di Lecce.
  • Progetto SMART CITIES – PON “Energia da Fonti Rinnovabili e ICT per la Sostenibilità Energetica”. Ricostruzione tridimensionale del Teatro greco di Siracusa, del Tempio di Apollo, dei templi di Piazza Duomo (2015).
  • MArTA racconta. Storie virtuali di tesori nascosti è nato con l’obiettivo di rendere ‘accessibili’ e fruibili nel Museo Nazionale Archeologico di Taranto (MARTA), attraverso un’installazione di Realtà Virtuale, alcuni monumenti funerari ipogei della città antica.I tre monumenti scelti sono stati le Tombe Gemine di via Sardegna, l’Ipogeo dei Festoni di via Crispi e l’Ipogeo delle Gorgoni di via Otranto (2014).
  • Museo Egizio di Torino – Realizzazione di cinque video in Computer Graphic (La Tomba di Kha, La cappella di Maia, La tomba di Nefertari, La casa del Bracciale d’Oro e La casa di Octavius Quartio) per il nuovo allestimento museale e in occasione della mostra ‘Il Nilo a Pompei Visioni d’Egitto nel mondo romano’ (2015).
  • e-Archeo | Progettazione multimediale e servizi di ricerca finalizzati al progetto di valorizzazione e fruizione di 8 aree archeologiche del territorio nazionale (Sirmione Grotte di Catullo e villa di Desenzano, Marzabotto, Cerveteri, Alba Fucens, Velia, Sibari, Egnazia, Nora), attraverso l’utilizzo di soluzioni digitali filmiche, di realtà virtuale e realtà aumentata. Attività di coordinamento scientifico e tecnologico del progetto e della narrazione, in particolare, del sito di Cerveteri. Realizzato per ALES. S.p.A. e in collaborazione con altre Università e istituzioni del Mibact. Gli output sono rivolti sia ad un pubblico ampio che ad target più specialistico, realizzati all’insegna della filosofia degli Open Data e dei principi FAIR, e accessibili attraverso una piattaforma multicanale, durante la visita dei siti e in remoto (2020-in corso).
  • ATON, un framework open-source per la creazione di applicazioni Web3D in grado di presentare e interagire con scene e oggetti virtuali online, orientati ai Beni Culturali. Il framework sfrutta appieno le tecnologie web e i recenti standard per erogare applicazioni 3D interattive attraverso un normale browser, senza richiedere alcuna installazione all’utente finale. Il sistema è scalabile (da piccoli single-board PC fino a grandi infrastrutture) e fornisce una fruizione adattiva e avanzata per diversi dispositivi (mobile, multi-touch, desktop/kiosk PC e immersive VR), (2016-in corso).
  • San Marino. Campagne di rilevamento con fotogrammetria aerea e terrestre, laser scanning per la mappatura delle mura e delle torri di San Marino al fine della lettura interpretativa delle loro fasi costruttive (2016 – in corso).
  • Villa romana di Aiano. Rilievo fotogrammetrico della villa romana di Aiano (San Gimignano, SI) e ricostruzione tridimensionale della cosiddetta sala trilobata sita nella villa stessa. Convenzione d’intesa con UCLouvain (2018-2019).
  • Innova Patrimonio. POR FESR Lazio 2014-2020 Beni Culturali e Turismo. Un innovativo modello di narrazione del territorio e dei suoi beni, in particolare dei borghi antichi, da veicolare tramite rappresentazioni drammaturgiche di storie, personaggi, modi di vivere, testimonianze degli abitanti, videomapping, accessibili da piattaforme tecnologiche avanzate (2019-2021). Video
  • intARSi. Progetti multimediali esecutivi di n. 12 interventi destinati al Museo delle Civiltà di Roma, il Parco Archeologico di Ostia Antica e il Museo del Giocattolo di Zagarolo (2018-2020).
  • REVEAL | Realising Education through Virtual Environments and Augmented Location (H2020). Studio, sviluppo e sperimentazione del videogioco come strumento di diffusione della conoscenza del patrimonio storico-archeologico europeo. A Night in the Forum, un videogame educational per Playstation VR uscito nel 2019 su Store Playstation (2017-2019).
  • Arkaevision, Sistema integrato in grado di offrire differenti modalità di fruizione avanzata mirate alla rappresentazione virtuale di monumenti, opere d’arte e manufatti antichi, basata su Realtà Virtuale immersiva e la Realtà Mista (PON 2017-2018).
  • CEMEC |Connecting Early Medieval European Collections (Creative Europe – Culture, Cooperation project). Digitalizzazione e valorizzazione di manufatti archeologici museali tramite innovative vetrine olografiche e audiovisivi, presentati nell’ambito di una mostra itinerante presso i musei europei partner (2015-2019). Video 1Video 2Video 3
  • V-Must.net – Rete di Eccellenza sui Musei Virtuali (FP7). Studio dello stato dell’arte e delle prospettive di sviluppo dei Musei Virtuali, accompagnata da concrete attività di laboratorio (2011-2015).

Per approfondimenti su altre attività di ricerca visita la sezione dedicata.

Progetti CNR ISPC

Principali collaborazioni

Enti Pubblici

  • ALES-MIBACT
  • Comune di Firenze
  • Comune di Lecce
    Comune di Roma
  • ICOM
  • Istituti Culturali di San Marino
  • Istituto ITS EAT, Grosseto
  • Liceo Scientifico Agnoletti, Firenze
  • Parco Archeologico di Naxos – Taormina
  • Parco Archeologico di Ostia Antica
  • Parco Archeologico di Paestum
  • Parco Archeologico di Pompei
  • Soprintendenza ai Beni Archeologici e Paesaggistici delle province di Firenze, Prato e Pistoia
  • Soprintendenza Archeologica belle arti e paesaggio per le provincie di Brindisi, Lecce e Taranto
  • Soprintendenza Capitolina Direzione Generale Musei

Università

  • Libera Università di Bolzano
  • Politecnico di Torino
  • Sapienza Università di Roma
  • Scuola Sant’Anna di Pisa
  • Università Cattolica di Louvain (Belgio)
  • Università del Salento
  • Università della Tuscia
  • Università di Bologna
  • Università di Firenze
  • Università di Lund (Svezia)
  • Università di Padova
  • Università di Roma Tor Vergata
  • Università di Siena
  • University Sheffield Hallam (UK)

Reti europee di musei, università e partner tecnologici

  • 3D Icons
  • Ariadne
  • CEMEC
  • Etruscanning
  • Reveal
  • V-Must

Musei

  • Galleria degli Uffizi, Firenze
  • Mercati di Traiano-Museo dei Fori Imperiali, Roma
  • Museo della Preistoria di Nardò, Lecce
  • Museo delle Civiltà (MUCIV), Roma
  • Museo Egizio, Torino
  • Museo Nazionale Archeologico di Taranto (MARTA)
  • Museo Nazionale Etrusco di Villa Giulia, Roma
  • Museo Nazionale Romano-Terme di Diocleziano, Roma
  • Musei Vaticani, Roma
  • Polo Museale della Toscana (Giardino della Villa medicea di Castello – Museo e Galleria Mozzi Bardini – Museo Richard-Ginori della manifattura di Doccia – Villa medicea della Petraia, Firenze)

Soggetti privati

  • 3D Flow
  • adArte Srl
  • AeffeGroup Srl
  • EDAServizi CSC
  • Enel Sole S.r.l.
  • Fondazione Cassa di Risparmio di Firenze
  • Istituto Luce – Cinecittà
  • Sistemi Integrati di Monitoraggio Architettonico: SI∑MA STUDIO FLU Srl
  • Società Geografica Italiana ANAS
  • Teatro Potlach
  • The Plus Planet CSC
  • VideoGameLab

Principali pubblicazioni

E. Pietroni, D. Ferdani, Virtual Restoration and Virtual reconstruction in Cultural Heritage: terminology, methodologies, visual representation techniques and cognitive models. In Journal Information, 2021,12, ISSN 2078-2489, MDPI, Special Issue on “Virtual Reality Technologies and Applications for Cultural Heritage”. Doi: 10.3390/info12040167

G. Leucci, L. De Giorgi, F. Giuri, I. Ferrari, G. Scardozzi, Integrated geoscientific surveys at the Church of Santa Maria della Lizza (Alezio-Italy), Sensors 2021, 21, 2205. ISSN: 1424-8220.

D. Ferdani, B. Fanini, M.C. Piccioli, F. Carboni, P. Vigliarolo, 3D reconstruction and validation of historical background for immersive VR applications and games: the case study of the Forum of Augustus in Rome. In Journal of Cultural Heritage, vol. 43, p. 129-143, 2020, ISSN: 1296-2074.

E. Demetrescu, E. d’Annibale, D.Ferdani, B. Fanini, Digital replica of cultural landscapes: an experimental reality-based workflow to create realistic, interactive open world experiences. In Journal of Cultural Heritage, vol. 41, p. 125-141, 2020, ISSN: 1296-2074.

B. Fanini, L. Cinque, Encoding, Exchange and Manipulation of Captured Immersive VR Sessions for Learning Environments: the PRISMIN Framework. In Applied Sciences 2020, 10, 2026. Special Issue “Emerging Artificial Intelligence (AI) Technologies for Learning”.

S. Pescarin (ed.), Videogames, ricerca, patrimonio culturale. Educazione al patrimonio culturale e formazione dei saperi. Milano, FrancoAngeli, 2020, ISBN: 9788835103004.

S. Bracci, D. Magrini, R. Manganelli Del Fà, O.A. Cuzman, B. Mazzei. Brightly Colored to Stay in the Dark. Revealing of the Polychromy of the Lot Sarcophagus in the Catacomb of San Sebastiano in Rome. In Heritage 2020, 3, 858-874. 

S. Pescarin, I. Cerato, B. Fanini, D. Ferdani, A. Palombini, L. Rescic; L. Ungaro, P. Vigliarolo, A. Hamilton, I. Mesche, K. Mifsud. Una notte nel foro: un videogioco ambientato in un sito archeologico. In Videogames, Ricerca, Patrimonio Culturale, Franco Angeli, Milano 2020

G. Poggesi, A. Arrighetti, G. Minutoli, G. Pancani, R. Manganelli Del Fà, M.Callieri, Tumulo etrusco della Montagnola: un viaggio virtuale All’Insegna del Giglio, Borgo San Lorenzo (Italia). In Tutela & Restauro 2016-2019. Notiziario della Soprintendenza archeologia belle arti e paesaggio per la città metropolitana di Firenze e le province di Pistoia e Prato, 2020.

B. Fanini, S. Pescarin, A. Palombini, A cloud-based architecture for processing and dissemination of 3D landscapes online. In Digital Applications in Archaeology and Cultural Heritage, 14, 2019.

E. Pietroni, Experience design, virtual reality and media hybridization for the digital communication inside museums. In Journal Applied System Innovation – ASI (ISSN 2571-5577), MDPI, Special Issue entitled “Virtual Reality in Product Design”, 2019. Doi: 10.3390/asi2040035.

E.Pietroni, D. Ferdani, M. Forlani, A. Pagano, C. Rufa, Bringing the Illusion of Reality Inside Museums—A Methodological Proposal for an Advanced Museology Using Holographic Showcases. In Informatics 2019, Volume 6, Issue 1, 2019, MDPI Academic Open Access Publishing CC BY, Doi: 10.3390/informatics6010002.

G. Leucci, L. De Giorgi, I. Ditaranto, F. Giuri, I. Ferrari, G. Scardozzi, New Data on the Messapian Necropolis of Monte D’Elia in Alezio (Apulia, Italy) from Topographical and Geophysical Surveys, Sensors 2019, 19, 3494; pp. 1-26, ISSN 1424-8220. Doi: 10.3390/s19163494.

F. Gabellone, I. Ferrari, F. Giuri, The Greek-Roman theater of Taormina: towards a reconstruction proposal. In Proceedings of the 22th International Congress “Cultural Heritage and New Technologies”, CHNT 22, 2019, November 8-10, 2017, Vienna City Hall, pp. 1-9.

A. Pagano, A. Palombini, G. Bozzelli, M. De Nino, I. Cerato, S. Ricciardi, ArkaeVision VR game: user experience research between Real and Virtual Paestum, “Applied Sciences”, 10(9), 3182, 2020, Special Issue entitled “Virtual Reality and Its Application in Cultural Heritage”, ISSN 2076-3417, IF 2.217.