Roadmap¶

0.2 - Interfaccia desktop (fatto)¶

Albero dell'area di lavoro, vista 3D (VTK o software), vista ortofoto/DEM con gli strumenti di disegno, vista foto con posizionamento dei marker e prompt SAM, pannello Riferimenti, console Python, elaborazione in background con annullamento, menu PyArchInit, dati dimostrativi (ppg demo).

0.3 - Versione desktop robusta (fatto)¶

Icone colorate (qtawesome), tema chiaro/scuro, pagina iniziale, pannello del log con filtri e copia/salvataggio, finestre di errore con suggerimenti e traceback, ppg doctor / Aiuto > Diagnostica, file di log e di crash, finestre di messaggio non native (macOS 26/27), ricostruzione di Poisson in un processo isolato con nuovi tentativi e ripiego sul campo di altezze, Open3D 0.20.0 escluso, dati PROJ ridiretti a quelli di rasterio nei thread di lavoro, applicazioni impacchettate per macOS e Windows (PyInstaller, workflow desktop).

0.4 - Integrazioni (fatto)¶

Attributi dei layer modificabili (riscritti in PyArchInit), progetto QGIS dal vivo, import da Metashape .psx, WebODM/ODM e Photo3D, punto d'ingresso del motore per Photo3D (ppg photo3d-job), SAM 2.1 installato a richiesta nell'app impacchettata, export IFC con avanzamento/anteprima e unità in metri, volumi di scavo e riporto corretti, firma e notarizzazione nella build. Schede US (creazione/modifica dei record di us_table con i rapporti), proxy 3D delle unità stratigrafiche (OBJ per l'Extended Matrix, media 3D in PyArchInit), proxy IFC con quantità, materiali, gruppi di fase e rapporti.

0.5 - Schede di scavo, classi dei punti, motore (fatto)¶

Un sito per progetto; unità disegnate e quote con i campi di pyunitastratigrafiche e pyarchinit_quote, salvate nel progetto e pubblicate una volta sola; strumento quota separato da SAM; SAM 2.1 con un tocco, un riquadro, un'area o l'intera ortofoto a tasselli, con correzioni, su CUDA o sulla GPU Apple; classi dei punti mostrate, nascoste e corrette con un lazo nella vista 3D; classificatore dei punti addestrabile con modelli riutilizzabili; mesh dalle mappe di profondità (fusione TSDF); ottimizzazione delle camere vincolata dai punti di controllo; allineamento e unione dei chunk; confidenza della nuvola densa e del modello; pulizia della nuvola densa, del modello e dei punti di legame (selezione graduale); ritaglio ed esportazioni ritagliate; foto ricollegate a un'altra cartella; ortofoto grandi costruite tassello per tassello e mostrate a piena risoluzione quando si ingrandisce; patch che assegnano le foto ad aree dell'ortofoto e della texture (sul DEM o sul suolo intorno all'area), aggiornate sul posto con le loro overview.

0.6 - Barre di scala e marker come in Metashape (fatto)¶

Barre di scala tra marker (di controllo e di verifica, più barre mediate con la loro accuratezza), anche in coordinate locali per oggetti e trincee, stimate insieme ai punti di controllo e alle posizioni delle camere, dentro l'ottimizzazione delle camere, da file e stampabili; barre di scala e accuratezze dei marker importate da Metashape (e applicata la scala dei chunk locali di Metashape); pose delle camere e GCP importati da WebODM; marker posizionati su una sola foto (sulla superficie), sul modello, sulla nuvola o sull'ortofoto; posizionamento guidato con bandierine blu da confermare nelle foto, filtri delle foto per marker, punto e area, coordinate stimate nel pannello Riferimenti.

0.7 - Aggiornamenti, velocità e qualità dell'immagine (fatto)¶

Controllo automatico degli aggiornamenti (all'avvio una volta al giorno e da Aiuto; su macOS la nuova applicazione viene scaricata, copiata a parte e scambiata con la vecchia alla chiusura, poi riaperta). Nucleo nativo in Rust (native/, pyarchinit-photogrammetry-core, importato come ppg_core, facoltativo, numpy tenuto come ripiego e riferimento): fusione delle stime di profondità, dalla disparità alla profondità, normali, proiezione con i modelli di camera di COLMAP, punteggio e foto migliori di ogni cella dell'ortofoto, confidenza; mappe di profondità su CPU di più foto alla volta (trincea sintetica 5,7 s -> 0,9 s, 40 foto del Tell 10,8 s -> 3,2 s). Ortofoto senza cuciture: ogni cella sceglie fra tutte le foto che la inquadrano (nessuna cucitura segue i tasselli), blending a due bande lungo le cuciture, guadagno di esposizione e vignettatura misurati sulle foto e corretti (ortofoto e texture), filtro del ghosting, buchi piccoli riempiti. Maschere delle foto (disegnate, importate, da foto dello sfondo, da un colore, dal modello o da SAM 2.1) escluse dall'abbinamento, dalle mappe di profondità, dall'ortofoto e dalla texture; corrispondenze ferme scartate per i turntable. Prospetti: ortofoto e rilievo sul piano di una parete o su un cilindro (pozzi, torri). Modifica del DEM (piano, lineare, IDW, costante, linee di rottura, il DEM com'era conservato come versione). Regione di ricostruzione (una scatola intorno al soggetto). La texture generica degli oggetti riceve la correzione del colore; il blending dentro il suo atlante è rimandato.

0.8 - Acquisizione e precisione (fatto)¶

Obiettivi fisheye riconosciuti dall'EXIF e allineati con il loro modello; foto a 360° divise nelle facce di un cubo e allineate come un rig COLMAP (un solo centro, rotazioni note, calibrazione tenuta ferma). Foto da un video (fotogrammi nitidi con la giusta sovrapposizione, GPS dai sottotitoli dei droni DJI) e qualità delle immagini. Bandierine blu dei marker trovate per correlazione d'immagine sulla superficie intorno al marker. Precisione di camere, marker e punti di legame dalla covarianza della compensazione (bundle adjustment, con l'accuratezza dei punti di controllo), mappa della precisione verticale del DEM, quote con la loro precisione in PyArchInit e nell'IFC (IfcAnnotation). Controllo sul campo subito dopo l'allineamento: mappa della copertura (aree viste da meno di tre foto), foto non allineate o sfocate, marker in troppo poche foto.

0.9 - Lavoro di ogni giorno (fatto)¶

Elaborazione batch su più chunk, con salvataggio dopo ogni passo, ripresa dopo un'interruzione di corrente, nuovo tentativo di un passo fallito. Fatto.
Annulla e ripeti per disegni, marker, patch, barre di scala e modifiche dei punti. Fatto.
Diagnostica: grafo delle corrispondenze, corrispondenze tra due foto, residui nella vista foto, finestra di calibrazione della camera con il grafico della distorsione, unione dei marker. Fatto.
Misure: area 3D sul modello, pendenza, esposizione e altezza dal suolo sotto il cursore, vista della nuvola per altezza dal suolo, raster dell'esposizione. Fatto.
Esportazioni: Cloud Optimized GeoTIFF (JPEG, WebP, ZSTD), COPC, Cesium 3D Tiles, GLB, normal map per i modelli leggeri, video di sorvolo. Fatto.
Scansioni laser: import E57 e PTX, registrazione sul chunk fotogrammetrico, colori dalle foto. Fatto.
Strumenti sezione e pianta a quota tracciati direttamente nella vista 3D; marker spostati in 3D. Fatto.
Pannello PyArchInit: consultazione dei media collegati alle US. Fatto.
Traduzione dell'interfaccia inglese/italiano: catalogo dei testi, messaggi con valori, i messaggi del motore e del log riconosciuti quando vengono mostrati, Vista > Lingua / Language. Fatto.

1.0 - Prima l'archeologia (fatto, pubblicato come 1.0.0)¶

Visualizzazione del rilievo dei DEM: sky-view factor, openness positiva e negativa, rilievo locale, ombreggiatura multidirezionale, rilievo multiscala (muri e fossati appena visibili su un tell). Fatto (in NumPy a tasselli e thread: 2000 x 2400 celle in meno di un secondo per metodo, quindi non è servito un kernel nativo).
Scavo nel tempo: fasi (chunk per data) allineate insieme, volume asportato per ogni US, cronologia nelle viste, rapporti stratigrafici suggeriti dall'ordine di asportazione. Fatto (Strumenti > Fasi dello scavo, ppg timeline; i disegni ora restano con il chunk su cui sono stati disegnati).
Disegno pietra per pietra con SAM su ortofoto e prospetti. Fatto (strumento SAM Pietre, ppg stones).
Colore Munsell delle US da ortofoto calibrate con una tabella colori. Fatto (Misura area, Calibra il colore con la tabella colori, ppg munsell).
Pacchetto QField: ortofoto e layer sul tablet in trincea, modifiche riportate in PyArchInit. Fatto (File > Esporta > Pacchetto QField, File > Importa > Modifiche da QField, ppg qfield).
Paradati leggibili dalla macchina (provenienza di ogni prodotto) collegati ai media di PyArchInit. Fatto (W3C PROV in JSON-LD accanto alle esportazioni e ai media pubblicati, ppg paradata).
Ceramica: diametro dell'orlo da un frammento, ricerca tipologica per profilo in pottery_table. Fatto (Strumenti > Profilo ceramico da mesh: diametro dell'orlo e arco conservato dal cerchio del labbro, Cerca forme simili, Salva in PyArchInit; ppg pyarchinit pottery-search, pottery-save).
Proposta automatica di US dalle maschere SAM + rapporti stratigrafici per l'Extended Matrix. Fatto (Strumenti > Proponi US e rapporti: numeri, tipi e misure, rapporti dai contatti e dal DEM, tagli dei riempimenti; scritti nelle schede US da cui PyArchInit ed EMStudio costruiscono la matrice; ppg us-proposal).
IFC con rapporti stratigrafici e identificatori s3dgraphy/StratiGraph (node_uuid). Fatto (il node_uuid della scheda US è il GlobalId del suo elemento; un IfcRelConnectsElements per rapporto con il suo arco dell'Extended Matrix; vedi bim.md).

Ricerca¶

Stereo multi-vista PatchMatch su CPU nel nucleo nativo (quello di COLMAP richiede CUDA, che il Mac non ha; il percorso CPU era lo SGBM a due viste). Un prototipo plane-sweep sulla GPU Apple trovava le stesse profondità del percorso CPU ma era 30 volte più lento dello SGBM di OpenCV. Fatto (backend patchmatch, nucleo 0.2.0: sulla trincea sintetica DEM mediana 0,27 mm, NMAD 0,70 mm, 90° percentile 1,5 mm contro 0,76 / 1,69 / 3,7 mm con SGBM, 0,5 s per foto di 600 x 450 pixel; le mappe a due viste mettevano punti anche oltre i bordi della superficie).
Compensazione propria (bundle adjustment) nel nucleo nativo: veri vincoli di distanza per le barre di scala, correzione del rolling shutter per i droni, bias GNSS (pycolmap non accetta costi personalizzati). Fatto in Python (engine.bundle: minimi quadrati sparsi di scipy con lo jacobiano raggruppato secondo la struttura del problema; optimize_cameras(engine="ppg"), ppg optimize --engine ppg): su blocchi sintetici recupera pose e calibrazione, la scala da due barre, un bias GNSS entro 2 cm, e porta un blocco con rolling shutter da 1,75 px a 0,002 px; la trincea resta entro le sue soglie. Spostarla nel nucleo nativo è rimandato a quando i blocchi diventeranno troppo grandi per lei.
Atlanti di texture a più pagine, I3S. Pagine fatte: una texture più grande di 8192 px viene divisa in pagine (gruppi di facce vicine, o tasselli della pianta per la mappatura ortofoto), portate dalle esportazioni, dalla vista 3D, dalle versioni, da annulla, dalle patch e dall'import da Metashape. I3S fatto: il modello con texture come Integrated Mesh scene layer package 1.7 (chunk.export_i3s, ppg export --i3s, File > Esporta), globale (WGS84) o locale (CRS proiettato), riletto nodo per nodo da loaders.gl.
Build per ARM. Linux aarch64 fatto: wheel di pycolmap 4.2.1 e Open3D 0.19.0, che i loro progetti non pubblicano, costruite in Docker con le loro stesse ricette (packaging/arm, workflow arm-wheels) e provate con questo progetto. Windows su ARM: l'applicazione x64 gira nell'emulazione di Windows 11 (verificato); le build ARM64 native (pycolmap, Open3D, OpenCV, lazrs) vengono dopo.

Dopo la 1.0¶

Sito ufficiale della documentazione in italiano e in inglese, con tutorial svolti su un tell vero.
Plugin: un'interfaccia per i plugin, una guida per scriverli e un repository che li raccoglie.
Benchmark contro Metashape e WebODM su Tell Tuqan (con punti di controllo): allineamento, mappe di profondità, nuvola densa, mesh, DEM e ortofoto - tempi, risultati ed errori.
Build native per Windows ARM64.

Dopo la 1.1 (fatto, pubblicato nella 1.2.0)¶

Fatto nella 1.2.0: la GPU tramite wgpu per l'abbinamento dei descrittori e le mappe di profondità PatchMatch, più GPU e la CPU insieme (dopo la 1.2.2 anche i punti SIFT e la fusione delle mappe di profondità; la compensazione resta sulla CPU: Ceres, nessun solutore GPU portabile); i nodi di rete e ppg remote; le riprese multispettrali con il pannello, il sensore di luce, le ortofoto di riflettanza, gli indici e la zonizzazione; le scene satellitari ortorettificate sul DEM e il modello di superficie da una coppia stereo. Ancora aperti di questo elenco: i tasselli di texture e ortofoto sui nodi, le triplette stereo e la verifica sui dataset pubblici WorldView-3.

GPU per i passi più lenti, portabile: kernel scritti in WGSL ed eseguiti con wgpu (Metal sul Mac, Vulkan su Linux e Windows, niente CUDA), prima per l'abbinamento dei descrittori e la NCC del PatchMatch; più GPU e la CPU si dividono il lavoro in proporzione alla loro velocità.
Elaborazione in rete e remota: il programma avviato come nodo su altri computer della rete prende dalla cartella condivisa del progetto il lavoro che si divide per foto (feature, mappe di profondità, tasselli di texture e ortofoto); lo stesso via SSH su una macchina a noleggio. L'allineamento resta su una macchina sola.
Camere multispettrali e indici di vegetazione: rig a quattro o cinque bande come i rig 360, calibrazione radiometrica con il pannello e il sensore di luce, ortofoto di riflettanza a 16 bit per banda, NDVI, NDRE e termico, zonizzazione esportata come poligoni con un attributo (la mappa di prescrizione dell'agricoltura; in archeologia i crop mark sopra muri e fossati sepolti).
Immagini satellitari, in due tappe: l'ortorettifica di una scena col suo modello RPC sul DEM del rilievo, tenuta come versione dell'ortofoto; poi modelli di superficie da coppie e triplette stereo (approssimazione affine locale dell'RPC per tassello, rettifica, matching denso, triangolazione), verificati sui dataset pubblici WorldView-3 con lidar di riferimento.

Non previsto¶

Sistemi di coordinate planetari; la calibrazione del boresight del lidar aereo (nessun dato di traiettoria con cui validarla; le nuvole lidar si importano e si co-registrano col plugin terrio e con l'allineamento dei chunk). Il rilevamento delle linee elettriche non fa parte del programma ma è il plugin powerlines del repository dei plugin (conduttori come catenarie, pali, franco dal suolo, distanza dagli ostacoli).