Il progetto prende avvio nel 2021, in occasione del centenario della morte del Principe Alberto I di Monaco, promotore delle prime ricerche archeologiche sistematiche ai Balzi Rossi. In quell’occasione è stato compiuto il primo passo del progetto: una dimostrazione delle potenzialità delle moderne tecnologie nello studio, nella preservazione e nella divulgazione dei beni culturali. 

Il progetto nato dalla collaborazione tra il 3D Lab Factory dell’Università di Genova, Eurodrone Academy e il Museo Preistorico dei Balzi Rossi, si sviluppa su tre direttrici fondamentali:

1. Preservazione e monitoraggio del sito archeologico
   Attraverso rilievi con droni multispettrali e tecnologia LIDAR è stata realizzata una nuvola di punti 3D georeferenziata con precisione millimetrica, che consente di conservare una copia digitale fedele dell’intera falesia e delle grotte storiche. Questo archivio virtuale permette di monitorare nel tempo eventuali cambiamenti o danni ambientali, contribuendo alla tutela delle incisioni rupestri più fragili o difficilmente accessibili.

2. Ricerca e documentazione di nuove forme di arte rupestre
   Il modello digitale, integrato da fotografie multispettrali ad altissima definizione e riprese notturne, ha permesso di individuare incisioni rupestri finora sconosciute, ampliando la conoscenza delle popolazioni del Paleolitico e aprendo nuove prospettive di ricerca sulla storia culturale dei Balzi Rossi. 

   

3. Comunicazione della storia e della cultura del sito attraverso la realtà virtuale
   L’esperienza, sviluppata in Unreal Engine e basata sulla tecnologia Nanite, permette di esplorare virtualmente le grotte e le incisioni rupestri attraverso texture in altissima definizione e ricostruzioni ambientali, come quella del paesaggio glaciale del Würm. L’interfaccia multilingue e i sistemi di navigazione intuitivi rendono l’esplorazione accessibile a tutti, migliorando la fruizione del patrimonio archeologico.

Il nostro laboratorio si è occupato della creazione del modello 3D e dell’esperienza VR.

La prima versione del progetto, sviluppata in Unreal Engine 4, è stata completata nel 2022; la seconda e attuale versione, realizzata in Unreal Engine 5, è stata pubblicata nel 2023 in occasione della riapertura del rinnovato Museo Preistorico dei Balzi Rossi.

 Hanno lavorato al progetto: Matteo Scaramuzzino (meccaniche), Luca Marini (level design e ottimizzazione grafica), Teresa Zingariello (creazione dei modelli per il museo), sotto la supervisione del professor Saverio Iacono.

Il progetto si fonda sull’impiego coordinato di tecnologie digitali avanzate per l’acquisizione e la visualizzazione tridimensionale dei dati archeologici, con l’obiettivo di creare una ricostruzione virtuale precisa, interattiva e accessibile.

• Droni multispettrali e LIDAR per l’acquisizione dati:
  Sono stati utilizzati vari modelli di droni dotati di sensori specifici per ottenere dati completi e dettagliati:
  • DJI Matrice 300 RTK con modulo Zenmuse L1 LIDAR e sensore CMOS, capace di acquisire dati 3D con precisione millimetrica su lunghe distanze e superfici articolate come le falesie, anche in condizioni ambientali complesse.
  • DJI Matrice 210 V2 RTK con sensori termici e fotocamere 4K per rilevamenti multispettrali, che permettono di analizzare la vegetazione e altri elementi con diverse lunghezze d’onda luminose (infrarosso, rosso, verde, blu).
  • DJI Phantom P4 multispectral RTK, un drone più compatto, utilizzato per coprire zone di interesse con sensori multispettrali specifici per evidenziare particolarità delle superfici, come incisioni e dettagli archeologici.
  • DJI Mini per fotografie in spazi angusti e complessi, come l’interno delle grotte.
• Fotogrammetria 3D:
  Le migliaia di immagini raccolte sono state elaborate con software specializzati, come RealityCapture e DJI Terra, per creare nuvole di punti georeferenziate e mesh tridimensionali ad altissima definizione. La fotogrammetria consente di ricostruire la geometria del sito con precisione millimetrica e di ottenere texture fotografiche realistiche da applicare ai modelli 3D.

• Elaborazione delle nuvole di punti:
  Software come Cloud Compare sono stati impiegati per trasformare le nuvole di punti in modelli mesh puliti e ottimizzati, e per il monitoraggio delle variazioni del sito nel tempo.

  

• Motore grafico Unreal Engine 5 e tecnologia Nanite:
  La visualizzazione VR è stata sviluppata usando la più recente versione del motore grafico Unreal Engine 5, che offre una serie di tecnologie avanzate:
  • Nanite, un sistema di rendering virtualizzato che consente di gestire mesh con milioni di poligoni in tempo reale senza impattare negativamente sulle prestazioni, evitando la necessità di ridurre drasticamente i dettagli dei modelli.
  • Deferred Rendering per gestire dinamicamente luci, ombre e materiali ad alta fedeltà in ambienti complessi.
  • Streaming Virtual Textures (SVT), che ottimizza l’uso delle texture caricando solo le parti visibili, migliorando la fluidità dell’esperienza.
• Ottimizzazione per la realtà virtuale:
  Il progetto ha affrontato le criticità della VR, quali il mantenimento di frame rate elevati (oltre 60 fps) per evitare nausea e disorientamento, grazie anche all’uso di tecnologie come NVIDIA DLSS, che migliora le performance grafiche grazie a intelligenza artificiale.
  Sono stati implementati sistemi di collisione semplificati per garantire prestazioni ottimali durante l’esplorazione.
• Interfacce e dispositivi di interazione:
  L’esperienza VR è pensata per essere fruibile con visori moderni (come Meta Quest) che supportano sia il teletrasporto sia il movimento libero nella scena. Sono stati progettati menu intuitivi, puntatori laser e tutorial interattivi, con interfacce multilingua e opzioni di accessibilità per un pubblico ampio, inclusi utenti con diverse capacità motorie.

Esplorazione delle grotte e incisioni rupestri
All’interno della Grotta del Caviglione è possibile osservare da vicino le incisioni rupestri preistoriche, rese visibili attraverso texture ad altissima definizione applicate sulle superfici 3D. Poiché molte incisioni reali si trovano a circa cinque metri d’altezza, nella ricostruzione è stata integrata una scala virtuale con piattaforma per consentirne la visione ravvicinata.

Ricostruzione della falesia nel periodo glaciale Würm
L’ambientazione riproduce il paesaggio di circa 12.000 anni fa, con la linea costiera arretrata di circa due chilometri e una vegetazione tipica di ambienti alpini o nordici. Gli effetti atmosferici di neve e nebbia, insieme a un sistema dinamico di luce e ombra, contribuiscono a un’esperienza più realistica. 

Ambiente naturale e strutture antropiche
Sono stati ricreati elementi naturali e architettonici come scale, passerelle, binari ferroviari, edifici in pietra, mare e vegetazione. L’uso di asset digitali e tecniche avanzate di texturing garantisce una resa visiva coerente con i rilievi fotogrammetrici e con le ricerche archeologiche.

Modalità di movimento
L’esperienza prevede due modalità di spostamento: teletrasporto, per ridurre eventuali effetti di cinetosi, e movimento fluido tramite joystick. Un tutorial interattivo introduttivo guida l’utente nell’apprendimento delle due modalità.

Interfaccia multilingue e accessibile
L’interfaccia supporta tre lingue (italiano, francese e inglese) e integra un sistema di puntamento laser per facilitare la selezione di menu e opzioni. Il design è pensato per garantire l’accessibilità anche a utenti con diverse capacità motorie, consentendo di visitare virtualmente aree del sito archeologico altrimenti inaccessibili per motivi ambientali o conservativi.

Guida virtuale basata su IA
Si prevede di introdurre una guida interattiva ispirata alla Dame du Cavillon, che accompagnerà l’utente durante l’esplorazione, offrendo spiegazioni e approfondimenti personalizzati grazie all’intelligenza artificiale.

Espansione delle aree esplorabili
L’obiettivo è ampliare gli spazi visitabili nella ricostruzione, includendo nuove zone del sito e percorsi attualmente non accessibili al pubblico reale.

Aggiunta di flora e fauna nella ricostruzione del periodo glaciale
Lo scopo è rendere la ricostruzione del periodo glaciale ancora più ricca e realistica.

Ambientazione dell’ultimo periodo interglaciale
Sarà realizzata una seconda ricostruzione dedicata all’ultimo periodo interglaciale, per mostrare l’evoluzione del paesaggio nel tempo.

Esplorazione delle grotte sottomarine
Infine, verranno digitalizzate e rese esplorabili le grotte sottomarine scoperte sotto il sito, ampliando ulteriormente l’esperienza immersiva.

 

Per ulteriori approfondimenti si invita alla lettura del seguente articolo scientifico: Virtual Reality in Cultural Heritage: A Setup for Balzi Rossi Museum