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Archivio digitale delle tesi discusse presso l’Università di Pisa

Tesi etd-02132024-115102


Tipo di tesi
Tesi di dottorato di ricerca
Autore
MERELLA, MARCO
URN
etd-02132024-115102
Titolo
3D technologies and virtual reality for the study and museum valorisation of marine vertebrate fossils from the Pliocene of Tuscany
Settore scientifico disciplinare
GEO/01
Corso di studi
SCIENZE DELLA TERRA
Relatori
tutor Prof. Bianucci, Giovanni
tutor Dott. Collareta, Alberto
Parole chiave
  • musealizzazione
  • valorizzazione
  • musealization
  • valorization
  • 3D technologies
  • Toscana
  • Pliocene
  • Tecnologie 3D
  • marine vertebrates
  • fossils
  • Pliocene
  • Tuscany
  • fossili
  • vertebrati marini
Data inizio appello
06/03/2024
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
06/03/2094
Riassunto
Riassunto:
L'avvento delle tecnologie tridimensionali (3D) ha rivoluzionato le scienze naturali e gli studi sul patrimonio culturale, offrendo metodologie come la scansione superficiale, l'acquisizione fotogrammetrica, la modellazione e la scultura 3D. Queste tecnologie consentono di generare modelli digitali 3D di oggetti con precisione straordinaria, fornendo dati utili a molteplici scopi, dalla ricerca scientifica alla valorizzazione del patrimonio culturale.
La paleontologia è stata una delle prime discipline a sfruttare le potenzialità delle tecnologie 3D, dando vita alla "Paleontologia Virtuale", che consente lo studio dei fossili attraverso tecniche digitali interattive senza danneggiare i reperti. Questo approccio permette di visualizzare parti difficilmente documentabili, come endocrani di vertebrati o porzioni interne dei gusci degli invertebrati.
Oltre alla paleontologia, anche altre discipline come zoologia, botanica, archeologia e geologia hanno adottato queste tecnologie. Il presente lavoro di tesi si concentra sull'integrazione delle moderne tecniche di digitalizzazione 3D nella ricerca e nella valorizzazione della ricca associazione fossile a vertebrati marini del Pliocene della Toscana.
Le principali tecnologie impiegate includono la scansione a luce strutturata e la fotogrammetria digitale, che consentono di generare modelli tridimensionali fedeli agli originali. Questi modelli possono essere elaborati con software di grafica 3D per condurre analisi dettagliate, apportare modifiche e generare simulazioni virtuali e rendering.
L'analisi è stata condotta su tre cave della Toscana, rappresentative dei numerosi siti paleontologici pliocenici della regione. I reperti fossili recuperati hanno incluso fossili di elasmobranchi, cetacei e altri vertebrati marini, fornendo importanti informazioni sulla biodiversità e l'ecologia del Mar Mediterraneo durante il Pliocene.
Inoltre, sono stati condotti studi tafonomici e paleoecologici, che hanno rivelato tracce di interazioni trofiche tra predatori e prede nel record fossile. Sono state proposte iniziative di valorizzazione e conservazione dei siti fossiliferi, con l'obiettivo di promuovere la sensibilizzazione ambientale e il turismo scientifico-naturalistico.
Le tecnologie 3D sono state applicate anche nel campo della museologia, con progetti di musealizzazione digitale che consentono la visualizzazione e la diffusione online di modelli 3D di reperti fossili.
In conclusione, l'applicazione delle tecniche 3D alla paleontologia mira a valorizzare, conservare e condividere il materiale fossile, contribuendo alla comprensione del passato e al progresso scientifico verso il futuro.

Abstract:
Three-dimensional (3D) technologies have revolutionized natural sciences and cultural heritage studies, offering methodologies such as surface scanning, digital photogrammetry, 3D modeling, and sculpting. These techniques facilitate the creation of highly accurate 3D digital models useful for scientific research, knowledge dissemination, and cultural heritage preservation. Paleontology was among the first disciplines to embrace these technologies, giving rise to Virtual Paleontology, which enables the study of fossils through interactive digital techniques, avoiding damage to delicate specimens.
Beyond paleontology, 3D technologies have been widely adopted across various fields including zoology, botany, archaeology, and geology. This thesis focuses on integrating modern 3D digitization techniques into scientific research, particularly in the valorization of marine vertebrate fossils from Pliocene paleontological sites in Tuscany. Utilizing structured light scanning and digital photogrammetry, the study proposes valorization programs for quarry environments, recognizing their significance in scientific research and education.
The structured light scanning method involves projecting light patterns onto objects to capture their detailed shapes, while digital photogrammetry combines 2D images to create 3D models. These technologies enable detailed analysis and virtual simulations, enhancing geosites and promoting geotourism. Excavation campaigns have yielded numerous fossils from analyzed quarries, with detailed systematic, paleoecological, and taphonomic studies conducted on many specimens.
Studies from La Serra quarry revealed a diverse elasmobranch assemblage, including significant finds like a stingray caudal spine, providing insights into Mediterranean biodiversity during the Pliocene. The Arcille quarry yielded the discovery of Casatia thermophila, an ancient cetacean species, along with other unique finds like multicuspid teeth and the presence of the black-tip shark, Carcharhinus limbatus.
Additional fossiliferous sites near Certaldo village and Monterotondo Marittimo provided further evidence of trophic interactions and significant paleontological material. A valorization project aimed at protecting and promoting these sites through geoconservation and geotourism initiatives was outlined, highlighting the importance of utilizing innovative dissemination tools like 3D technologies.
The application of 3D technologies extends to museology, with a digital musealization project undertaken at the Natural History Museum of the University of Pisa. This project involved creating 3D models of cetacean specimens, facilitating their visualization and dissemination online.
In conclusion, the application of 3D techniques to paleontology and related fields aims to enhance the valorization, preservation, and sharing of fossil material. By embracing these technologies, the scientific community continues to evolve, bridging the past with the future.
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