Estrazione di informazioni dalle immagini tramite algoritmi (VPL). Due applicazioni sulle Carceri di Piranesi

The introduction of Visual Programming Language (VPL) within the process of form genesis has equipped architects, designers, artists –but more generally anyone dealing with images– with a powerful tool capable of combining the expressive and creative power of programming languages with the intuitive simplicity of composing and controlling algorithms graphically through diagrams, thus making programming accessible even to those not involved in computer science. Over the past 15 years, since Grasshopper made its appearance as a Rhinoceros plug-in, the disciplinary field of Representation has seen numerous algorithmic experiments flourish both in relation to the generation and fabrication of form –such as responsive geometries, tensegral structures, digital stereotomies– and in projectionbased applications like spherical photomodelling and perspective restitution, as well as an analytical tool for territorial or geometric-morphological investigations. The contribution aims to explore the potential of VPL within this latter context and, in particular, in the field of image analysis, which is a type of process that generally results in symbolic descriptions –information– of the image contents. The algorithm is based on the principle that each pixel in a digital image is characterised by certain values defining its colour component and that these values fall within a so-called colour model, an abstract mathematical model that allows colours to be represented numerically, such as the HSB model (hue, saturation, brightness). The algorithm leverages the peculiarity of the HSB model to extract pixels within a given range of hue, saturation, or brightness. The result is the automatic calculation of the number of pixels within the given range relative to the total number of pixels, this yielding a percentage value indicating the quantity of that group of pixels. The study also presents two application cases of the proposed algorithm, focusing on Giovanni Battista Piranesi’s series of Carceri. In the first case, the goal is to compare the plates of the two editions of the series (1749-1750 and 1760-1761) and quantitatively estimate the modifications made, in order to define these changes in percentage terms. In this case, the algorithm works on the hue of a synthesis image that combines the two variants of each individual plate in false colours. In the second case, the aim is to estimate the variation in the tonal range between the two editions, using pixel brightness classified into five intervals (black, dark grey, medium grey, light grey, white), yielding a percentage value for each interval relative to the total number of pixels. In both cases, the analysis results include graphical and numerical data: pictures showing the pixel segmentation extracted by algorithm, pie charts visually translating the percentage value, and (in the latter case only) histograms comparing the percentage values obtained in the two different editions.

L’introduzione del Visual Programming Language (VPL) all’interno del percorso di genesi della forma ha munito architetti, designer, artisti – ma più in generale chi si occupa di immagini – di un potente strumento capace di abbinare la forza espressiva e creativa dei linguaggi di programmazione con la semplicità intuitiva di composizione e controllo degli algoritmi per via grafica tramite diagrammi, rendendo di fatto la programmazione accessibile anche a chi non si occupa di informatica. Negli ultimi quindici anni, da quando Grasshopper ha fatto la sua comparsa come plug-in di Rhinoceros, il settore disciplinare del Disegno ha visto fiorire numerose sperimentazioni algoritmiche sia in relazione alla generazione e fabbricazione della forma – tra le quali geometrie responsive, strutture tensegrali, stereotomie digitali –, sia in applicazioni di tipo proiettivo quali la fotomodellazione sferica e la restituzione prospettica, e sia come strumento analitico ad esempio per indagini territoriali o geometrico-morfologiche. Il contributo che si presenta intende indagare le potenzialità del VPL all’interno di quest’ultima accezione e in particolare nell’ambito dell’image analysis, ovvero un tipo di processo dal quale generalmente si ottengono, come risultati, descrizioni simboliche – informazioni – dei contenuti delle immagini. L’algoritmo si basa sul principio che ogni pixel di un’immagine digitale è caratterizzato da alcuni valori che ne definiscono la componente cromatica e che tali valori ricadono all’interno di un cosiddetto color model, ovvero un modello matematico astratto che permette di rappresentare i colori in forma numerica come ad esempio il modello HSB (hue, saturation, brightness: tinta, saturazione, luminosità). L’algoritmo si avvale della peculiarità del modello HSB per andare a estrapolare i pixel compresi in un dato intervallo di tinta, saturazione, o luminosità. Quello che si ottiene è il calcolo automatico del numero dei pixel compresi nel dato intervallo rispetto al totale dei pixel, quindi un valore percentuale che informa sulla quantità di quel gruppo di pixel. La studio presenta, inoltre, due casi applicativi dell’algoritmo proposto, che hanno come oggetto la serie delle Carceri di Giovanni Battista Piranesi. Nel primo caso, l’obiettivo è quello di confrontare le tavole delle due edizioni della serie (1749-1750 e 1760- 1761) e stimare in modo quantitativo gli interventi di modifica attuati, al fine di definire in termini percentuali tali variazioni. In questo caso l’algoritmo lavora sulla tinta di una immagine di sintesi che riunisce in falsi colori le due varianti di ogni singola tavola. Nel secondo caso, l’obiettivo è quello di stimare la variazione della gamma tonale tra le due edizioni, utilizzando come parametri la luminosità dei pixel precedentemente classificata in cinque intervalli (neri, grigi scuri, grigi medi, grigi chiari, bianchi), ottenendo un valore percentuale per ogni intervallo rispetto al totale del pixel. In entrambi i casi, i risultati delle analisi comprendono dati grafici e numerici: immagini che mostrano la segmentazione dei pixel estrapolati dall’algoritmo, grafici a torta che traducono visivamente il valore percentuale, e (solo nell’ultimo caso) istogrammi che confrontano i valori percentuali ottenuti nelle due diverse edizioni.