Digitálna dokumentácia pamiatok
Historické pamiatky si ako súčasť kultúrneho dedičstva zaslúžia našu pozornosť. Neoddeliteľnou zložkou ochrany architektonických skvostov minulých období je ich údržba a obnova. Využívanie tradičných metód pri dokumentovaní architektonického tvaroslovia objektov je zdĺhavé a často príliš nákladné. Preto odborníci, ktorí sa pamiatkovou obnovou neustále zaoberajú, hľadajú jednoduchšie a účinnejšie metódy prieskumu. Jedna z možností využíva fotogrametrické metódy a laserové skenovanie. Výstupom merania sú priestorové súradnice bodov, z ktorých možno vytvoriť vektorovú reprezentáciu či fototextúrovaný 3D model. Významným prínosom v procesoch rekonštrukcie je ortofotomapa fasády, na podklade ktorej možno priamo vektorizovať v danej mierke.
Fotogrametria a laserové skenovanie
V súčasnosti je pokrokovou metódou pozemná digitálna fotogrametria, ktorá využíva meranie prostredníctvom digitálnych snímok. Jej devízou je vysoký stupeň automatizácie procesov, radiometrická a geometrická výpovedná hodnota informácie a stálosť – aj s odstupom času zachytávajú presný realistický obraz o stavbe.
Na fotogrametrické zameranie fasády sa zvyčajne používa metóda konvergentného snímkovania. Objekt treba nasnímať tak, aby jednotlivé snímky zachytávali rovnakú časť objektu minimálne v dvoch rôznych uhloch. Vyhodnotením objektu na viacerých snímkach sa zvýši presnosť merania.
Prostredie softvéru PhotoModeler umožňuje kalibrovať digitálne fotogrametrické kamery a následne využiť získané údaje na presné meranie a vyhodnotenie zo snímok zhotovených kalibrovanou kamerou. Pri výpočte sa využívajú matematické vzťahy analytickej fotogrametrie.
Prvá fáza softvérového spracovania nasnímaných údajov spočíva v orientácii snímok. Prebieha na základe jednoznačne identifikovateľných totožných bodov na objekte. Orientáciu snímok uľahčujú takzvané kódové terčíky (pri laserovom skenovaní odrazové zrkadlá), ktoré sa umiestnia na objekt pri fotografickom snímkovaní. Pred detailným meraním zo snímok možno v softvérovom module Idealize, ktorý je súčasťou PhotoModeleru, odstrániť skreslenia na základe orientačných a kalibračných parametrov tak, aby sa dosiahlo ideálne centrálne premietanie. To na rozdiel od reálneho skresleného zobrazenia cez objektív kamery nedeformuje rovné línie na krivky. Idealizovanie snímok umožní dosiahnuť kvalitné textúry bez presvitania pozadia po celej ploche zameraného objektu.
Okrem fotogrametrie sa pri dokumentovaní historických pamiatok využíva aj metóda laserového skenovania. Tá v súčasnosti predstavuje drahší a zdĺhavejší spôsob merania. Laserový skenovací systém pozostáva zo skeneru, ovládacieho a spracovateľského programu. Pred samotným snímaním sa nadstavia parametre skenovania – uhlový výrez, hustota skenovaných bodov a snímanie kamery v hodnotách farebnej škály RGB (Red, Green, Blue). Na porovnanie – s možnosťami digitálnej fotogrametrie obsiahnutej v programe PhotoModeler Scanner – za použitia paralelného snímkovacieho postupu – dokáže tento softvér plne nahradiť laserové skenovanie v hustote bodov, dokonca v rýchlosti a presnosti ho prekonať.
 |
 |
|
| Kláštor Uršuliniek v Bratislave, zameranie vonkajšej fasády paralelným snímkovaním. Dve paralelné snímky automatizovane orientované pomocou kódových terčíkov, fasáda určená 57 000 bodmi s presnosťou pod 1 cm. Realizácia: Ing. Peťko, GEO IGS, s. r. o., s odborným poradenstvom distribútora Zdroj: Ing. Paško, Expert_for_3D_Landscape, spol. s r. o. |
Fotogrametrické zameranie Kaštieľa Radvanských v Banskej Bystrici. Celkom 60 konvergentných snímok orientovaných pomocou kódových terčíkov. Zľava rozloženie stanovísk, 3D model, vyhodnotené určujúce prvky v pohľade, ortofotomapa. Zdroj: Ing. Fraštia, PhD., Katedra geodézie SvF STU Bratislava |
Model z mračna bodov
V ďalšej fáze úprav – vo fáze 3D modelovania a vizualizácie – vygeneruje softvér hustý systém 3D bodov, ktoré nesú rôzne informácie, napríklad o polohe, textúre či vzdialenosti od iných bodov. Hustota bodov závisí od podrobnosti detailu, ktorý je potrebné vytvoriť. Detaily stavby sa merajú na základe určenia polohy identických bodov na minimálne dvoch snímkach. Softvér uľahčuje identifikáciu bodov pomocnými epipolárnymi líniami. Spájaním detailných bodov možno vytvárať línie, hrany, krivky, plochy a telesá rôznych tvarov. Časti zameraného objektu sa dajú uložiť do jednotlivých vrstiev a potrebného farebného rozlíšenia, čo zjednoduší editáciu modelu. Komplikované plochy možno dodefinovať trianguláciou bodovej siete získanej automatickou koreláciou malých častí snímok. Triangulované plochy nesú informáciu o pôvodnej – fotorealistickej textúre, obsahu plochy či objeme.
Prostredie PhotoModeleru umožňuje export výsledku do CAD a DCC softvérov ako AutoCad, MicroStation, 3ds Max, Rhinoceros, Maya atď. Vymodelovaný a textúrovaný objekt možno osadiť do reálneho súradnicového systému a exportovať ako zoznam súradníc, ortofotomapu, 3D model alebo video. PhotoModeler podporuje export presných fototextúrovaných 3D modelov do internetového prehliadača GoogleEarth4.
 |
 |
|
 |
 |
|
| Kláštor Uršuliniek v Bratislave – vnútorné zameranie. Konvergentné snímky orientované pomocou kódových terčíkov. Zameranie určujúcich prvkov s presnosťou pod 1 cm. Realizácia: Ing. Peťko, GEO IGS, s. r. o., s odborným poradenstvom distribútora Zdroj: GEO IGS, s. r. o., Ing. Paško, Expert_for_3D_Landscape, spol. s r. o. |
||
Miriam Turancová, Marko Paško
Recenzoval: Ing. Vladimír Peťko, GEO IGS, s. r. o.
Ing. Marko Paško je autorizovaný distribútor softvéru PhotoModeler na Slovensku.
