I caratteri paesaggistici nei giardini all’italiana: Machine Learning e Computer Vision per la ricerca delle simmetrie

Amedeo Ganciu

doi:10.26375/disegno.15.2024.17

Autori

Amedeo Ganciu Dipartimento di Architettura Design Urbanistica, Università degli Studi di Sassari

DOI:

https://doi.org/10.26375/disegno.15.2024.17

Parole chiave:

giardini rinascimentali, simmetria, machine learning, computer vision, Python

Abstract

Tra il 1304 e il 1309 Pietro de’Crescenzi redige l’Opus ruralium commodorum, forse il primo trattato agronomico del periodo medioevale, nel quale è possibile trovare una prima classificazione tassonomica dei giardini in base alla rilevanza sociale del loro proprietario. Le regole formali del giardino all’italiana sono rimaste immutate fino al XVIII secolo, ma purtroppo, restano poche testimonianze “originali” di questi gioielli, perché distrutti, abbandonati o modificati nel corso dei secoli; molto spesso la prova della loro esistenza è rintracciabile in raffigurazioni artistiche o nei trattati dell’epoca. In questa ricerca si approfondiscono i caratteri paesaggistici del giardino italiano, e si sperimentano alcuni algoritmi automatizzati di machine learning per la ricerca delle simmetrie tra gli elementi vegetali e decorativi che lo caratterizzano. Nonostante il rilevamento automatizzato delle simmetrie abbia già dimostrato applicabilità in diverse discipline, sta recentemente mostrando un nuovo e ancora non del tutto esplorato potenziale nell’arte attraverso lo sviluppo della computer vision; tuttavia, alcuni aspetti procedurali e algoritmici presentano numerose sfide e problematiche. Per questo motivo, a partire da un esame dello stato dell’arte delle attuali soluzioni di imaging detection, si valuta una loro applicabilità nella ricerca delle simmetrie all’interno delle rappresentazioni artistiche dei giardini all’italiana.

Riferimenti bibliografici

Agostini, I. (2011). Il Trebbio in Mugello. Terre, storia, architettura: tremila anni di un trivium. Firenze: Aión.

Albrecht, A., Steinhardt, P.J. (1982). Cosmology for grand unified theories with radiatively induced symmetry breaking. In Physical Review Letters, vol. 48, No. 17, p. 1220.

Amadei, D. (2015). L’ordine e la geometria nel teatro antico. Diffusione e fortuna del De Architectura di Vitruvio. Caso studio: il teatro romano di Fanum Fortunae [dissertazione di dottorato, Università Politecnica delle Marche]. Centro Studi Vitruviani.

Azzi Visentini, M. (2012). La chasse dans le duché de Milano à l’époque des Visconti et des Sforza: les parcs de Pavie et de Milan. In M. Chatenet et al. (eds.). Chasses princières dans l’Europe de la Renaissance, pp. 179-215. Arles: Actes sud.

Bartalucci, C., Furferi, R., Governi, L., Volpe, Y. (2018). A survey of methods for symmetry detection on 3d high point density models in biomedicine. In Symmetry, vol. 10, No. 7, p. 263.

Bay, H., Tuytelaars, T., Van Gool, L. (2006). Surf: Speeded up robust features. In Computer Vision–ECCV 2006: 9th European Conference on Computer Vision, Graz, Austria. Proceedings, Part I 9, pp. 404-417. Berlino: Springer Berlin Heidelberg.

Cold, B., Kolstad, A., Larssæther, S. (1998). Aesthetics, well-being and health: Abstracts on theoretical and empirical research within environmental aesthetics. Oslo: Norsk form.

Conners, R.W., Ng, C.T. (1989). Developing a quantitative model of human preattentive vision. In IEEE transactions on systems, man, and cybernetics, vol. 19, No. 6, pp. 1384-1407.

Davis, L.S. (1977). Understanding shape: Angles and sides. In IEEE Trans. Computers, vol. 26, No. 3, pp. 236-242.

Dosen, A.S., Ostwald, M.J., Dawes, M.J. (2013). Environmental preference and spatio-visual geometry: A method for combining isovists and psychological testing. In M.A. Schnabel (ed.). Cutting Edge: 47th International Conference of the Architectural Association, pp. 653-662.

Eckbo, G. (1964). Urban Landscape Design. New York: McGraw-Hill Book Company.

Frati, M. (2015). Alle soglie della villa fiorentina: l’architettura delle dimore rurali nel Trecento. Roma: Opus Incertum.

Frommel, C.L. (1994). Poggioreale: problemi di ricostruzione e tipologi. In D. Lamberini, (a cura di). Giuliano e la bottega dei da Maiano. Atti del convegno internazionale di studi, pp. 104-111. Heidelberg: Heidelberg University.

Frommel, C.L. (2006). Villa Medici a Fiesole e la nascita della villa rinascimentale. In A. Roca De Amicis (a cura di). Colloqui d’architettura, pp. 30-59. Heidelberg: Heidelberg University.

Gauch, J.M., Pizer, S.M. (1993). The intensity axis of symmetry and its application to image segmentation. In IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 15, No. 8, pp. 753-770.

Germano, G. (2022). Uno sguardo nel Medioevo: il monastero, l’orto, la società. Convegno La salute nella visione profetica di Ildegarda di Bingen. Un pensiero globale e moderno, Pavia, Italia.

Hagerhall, C.M., Purcell, T., Taylor, R. (2004). Fractal dimension of landscape silhouette outlines as a predictor of landscape preference. In Journal of environmental psychology, vol. 24, No. 2, pp. 247-255.

Hays, J., Leordeanu, M., Efros, A.A., Liu, Y. (2006). Discovering texture regularity as a higher-order correspondence problem. In Computer Vision–ECCV 2006: 9th European Conference on Computer Vision, pp. 522-535. Berlino: Springer Berlin Heidelberg.

Harris, C., Stephens, M. (1988). A combined corner and edge detector. In Alvey vision conference, vol. 15, No. 50, pp. 147-152.

Hodgson, D. (2011). The first appearance of symmetry in the human lineage: Where perception meets art. In Symmetry, vol. 3, No. 1, pp. 37-53.

Hu, H. (2024). Analysis of the Spatial Axis of Italian Renaissance Garden. Taking Villa Lante and Villa d’Este as Examples. In Frontiers in Art Research, vol. 6, No. 2, pp. 80-87.

Isaeva, V.V., Kasyanov, N.V., Presnov, E.V. (2012). Topological singularities and symmetry breaking in development. In Biosystems, vol. 109, No. 3, pp. 280-298.

Lei, Y., Wong, K.C. (1999). Detection and localisation of reflectional and rotational symmetry under weak perspective projection. In Pattern Recognition, vol. 32, No, 2, pp. 167-180.

Lowe, D.G. (2004). Distinctive image features from scale-invariant key-points. In International journal of computer vision, No. 60, pp. 91-110.

Kanade, T. (1981). Recovery of the three-dimensional shape of an object from a single view. In Artificial intelligence, 17, pp. 409-460.

Kern, E.G. (1951). The Gardens in the Decameron Cornice. In PMLA, vol. 66, No. 4, pp. 505-523.

Kibler, W.W. (1992). Labbé’s ‘L’architecture des palais et des jardins dans les chansons de geste’. In Olifant, vol. 17, No. 3/4, pp. 212-216.

Mehaffy, M.W. (2020). The Impacts of symmetry in architecture and urbanism: Toward a new research agenda. In Buildings, vol. 10, No. 12, p. 249.

Mitra, N., Pauly, M. (2008). Symmetry for architectural design. In Advances in Architectural Geometry, conference Proceedings, p. 13-16.

Mitra, N.J., Pauly, M., Wand, M., Ceylan, D. (2013). Symmetry in 3d geometry: Extraction and applications. In Computer graphics forum, vol. 32, No. 6, pp. 1-23.

Mosser, M., Teyssot, G. (1999). L’architettura dei giardini d’Occidente. Dal Rinascimento al Novecento. Milano: Electa.

Muja, M., Lowe, D. (2009). Flann-fast library for approximate nearest neighbors user manual. <https://www.cs.ubc.ca/research/flann/uploads/FLANN/flann_manual-1.8.4.pdf> (accessed July 30, 2024).

Noble, F.K. (2016). Comparison of OpenCV’s feature detectors and feature matchers. In 23rd International Conference on Mechatronics and Machine Vision in Practice, pp. 1-6. New Jersey: Institute of Electrical and Electronics Engineers.

Padovan, R. (2002). Proportion: science, philosophy, architecture. Routledge: Taylor & Francis.

Park, M., Lee, S., Chen, P.C., Kashyap, S., Butt, A.A., Liu, Y. (2008). Performance evaluation of state-of-the-art discrete symmetry detection algorithms. In IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, pp. 1-8. New Jersey: Institute of Electrical and Electronics Engineers.

Podolak, J., Shilane, P., Golovinskiy, A., Rusinkiewicz, S., Funkhouser, T. (2006). A planar-reflective symmetry transform for 3D shapes. In ACM SIGGRAPH, pp. 549-559.

Prasad, V.S.N., Davis, L.S. (2005). Detecting rotational symmetries. In Tenth IEEE International Conference on Computer Vision, vol. 2, pp. 954-961. New Jersey: Institute of Electrical and Electronics Engineers.

Rossi, C. (2004). Architecture and mathematics in ancient Egypt. Cambridge: Cambridge University Press.

Rublee, E., Rabaud, V., Konolige, K., Bradski, G. (2011). ORB: An efficient alternative to SIFT or SURF. In International conference on computer vision, pp. 2564-2571. New Jersey: Institute of Electrical and Electronics Engineers.

Salvadori, M. (2015). Can there be any relationships between mathematics and architecture?. In K. Williams, M.J. Ostwald (eds.). Architecture and Mathematics from Antiquity to the Future. Volume I: Antiquity to the 1500s, pp. 25-29. Basilea: Birkhäuser.

Sansovino, F. (1522). Pietro Crescentio tradotto novamente per M. Francesco Sansovino nel quale si trattano le cose della villa con le figure delle herbe poste nel fine. Con vocabolario delle voci difficili che sono in questa opera & con i disegni degli strumenti co quali si coltiva & si lavora la terra. <https://archive.org/details/bub_gb_UYXh3J_fijkC/page/n5/mode/2up> (accessed July 30, 2024).

Savastano, L., Chiovenda, E., Mieli, A. (1922). Pietro de’ Crescenzi ed il suo trattato d’agricoltura. In Archeion, No. 3, pp. 311-318.

Sberlati, F. (2004). Villania e cortesia. L’opposizione tra città e campagna dal Medioevo al Rinascimento. In La letteratura di villa e di villeggiatura: atti del convegno di Parma, pp. 1000-1050. Roma: Salerno editrice.

Taylor, N. (1994). Aesthetic judgement and environmental design: is it entirely subjective?. In Town Planning Review, vol. 65, No. 1, p. 21.

Tyler, C.W. (2003). Human symmetry perception and its computational analysis. Routledge: Psychology Press.

Tosco, C. (2018). Storia dei giardini. Dalla Bibbia al giardino all’italiana. Bologna: Il Mulino.

Usher, J. (1989). Frame and novella gardens in the “Decameron”. In Medium aevum, vol. 58, No. 2, pp. 274-285.

Van den Berg, A.E., Koole, S.L., Van Der Wulp, N.Y. (2003). Environmental preference and restoration:(How) are they related?. In Journal of environmental psychology, vol. 23, No. 2, pp. 135-146.

Xiao, Z., Wu, J. (2007). Analysis on Image Symmetry Detection Algorithms. In Fourth international conference on fuzzy systems and knowledge discovery, vol. 4, pp. 745-750. New Jersey: Institute of Electrical and Electronics Engineers.

Weinberg, S. (1979). Implications of dynamical symmetry breaking: an addendum. In Physical Review, vol. 19, No. 4, p. 1277.

Weyl, H. (2015). Symmetry. Princeton: Princeton University Press.

Žalik, B., Strnad, D., Kohek, Š., Kolingerová, I., Nerat, A., Lukač, N., Podgorelec, D. (2022). A Hierarchical Universal Algorithm for Geometric Objects’ Reflection Symmetry Detection. In Symmetry, vol. 14, No. 5, p. 1060.