UNIVERZA V LJUBLJANI NARAVOSLOVNOTEHNIŠKA FAKULTETA DIPLOMSKO DELO ŽIGA HRIB LJUBLJANA, 2011 UNIVERZA V LJUBLJANI NARAVOSLOVNOTEHNIŠKA FAKULTETA ODDELEK ZA GEOTEHNOLOGIJO IN RUDARSTVO MOŽNOST UPORABE FOTOGRAMETRIJE V RUDARSTVU NA PRIMERU IZDELAVE 3D MODELA KAMNOLOMA CASE OF USING PHOTOGRAMMETRY IN MINING PROFESSION ON EXAMPLE OF CREATING 3D MODEL OF QUARRY DIPLOMSKO DELO Žiga HRIB Ljubljana, april 2011 Diplomsko delo je bilo izvedeno pod mentorstvom doc. dr. Milivoj Vulića. Delovni somentor pri izdelavi diplomskega dela je bil g. Andrej Kos (Marmor-Sežana d.d.). POSVETILO Diplomsko nalogo posvečam svojemu sinu, ţeni, staršem ter starim staršem, ki so mi stali ob strani tekom študija. i ii ZAHVALA Za pomoč pri pripravi diplomske naloge bi se rad zahvalil gospodu Andreju Bilcu iz podjetja 2B geoinformatika, zastopanje in storitve d.o.o., ki je priskrbel potrebno terensko opremo ter pomagal pri merjenju in fotografiranju. Zahvaljujem se prav tako gospodu Andreju Kosu in druţbi MARMOR SEŢANA d.d. za pomoč in nasvete na terenu. iii iv IZVLEČEK V okviru Diplomskega dela je prikazan postopek izdelave 3D modela s pomočjo fotografske kamere in osebnega računalnika. V nalogi so prikazani postopki dela, nastale teţave, ki so se pojavljale, načini njihovega reševanja in izdelava modela za nadaljnjo uporabo. Lokacija opazovanega terena projekta izdelave 3D modela je bil kamnolom Doline gospodarske druţbe MARMOR Seţana d.d. v okolici mesta Seţane. Za izdelavo projekta je bila uporabljen Total station Leica TCRM1201+ , običajen fotoaparat z fiksno goriščno razdaljo Nikon D50 20mm 36x36, 12 tarč in programski paket PhotoModeler ver. 6.0 ter osebni računalnik. Glavni namen izdelave 3D modela je bil prikaz uporabnosti fotogrametrije na področju geotehnologije, rudarstva in geologije. Izdelava 3D modela je bila izbrana na podlagi ugotovitve, da je v Sloveniji dokaj malo izdelkov te vrste glede na njegovo uporabnost. Sočasno se je prav tako ugotavljala praktična uporabnost 3D modela v stroki glede na nizke stroške projekta. Po predpripravah in predogledih terena, se je teren markiralo in fotografiralo. Po fotografiranju na terenu se je pridobljene informacije obdelalo v programskem paketu Photomodeler 6. Po obdelavi podatkov in informacij se je napravilo 3D model kamnoloma. V procesu obdelave se je preizkušalo več pristopov k načinu dela in več redov natančnosti. Prednosti izdelave 3D fotomodela na omenjen način so: uporaba običajnega fotoaparata z fiksno goriščno razdaljo, uporaba nizkocenovnega programskega paketa in relativno majhna količina porabljenega časa. Natančnost samega 3D modela je odvisna od projektantove izbire natančnosti, vloţenega časa in oblike obdelujočega terena. Ključne besede: 3-D model, fotogrametrija, uporaba fotogrametrije, Fotomodeler 6, kalibracija fotoaparata v vi ABSTRACT The thesis shows a 3D model of the manufacturing process using the personal computer. The thesis illustrates the work, caused problems encountered, possible solutions and design 3D model for further use. Location of the observation project of 3D terrain model was the company's quarry Doline MARMOR Seţana d.d. near by the Seţana town. To construct the project was used Leica Tahimeter TCRM1201 + normal camera with a fixed focal length, 12 targets and the Modeler software package Photo Scanner ver. 6 and PC. The main purpose of making a 3D model was to show the usefulness in geotechnology, mining and geology sphere. Creating a 3D model was chosen on the basis of findings that Slovenia has quite a bit products of this type, according on its usefulness. At the same time deciding on the practical usefulness of the 3D model in the profession, was considered due to a low cost of the project. After preconditioning and previews terrain, the terrain and spray painted. After painting on the ground, the information obtained by processing the software package Photomodeler 6.0. After processing the data and information has made a 3D model of the quarry. In the process of processing the poizkušalo several approaches to work and how many orders of accuracy. Advantages of 3D modeling when making the načn mentioned are: the use of traditional fixed camera focal length Nikon D50 20mm 36x36, use of low-cost software package and a relatively small amount of time spent. The accuracy of the 3D model itself depends on the designer of choice accuracy, time invested and forms obdelujočega terrain. Keywords: 3-D model, photogrammetry, the use of photogrammetry, Fotomodeler 6.0, camera calibration vii viii KAZALO VSEBINE: 1 UVOD .......................................................................................................................... 5 1.1 KAMNOLOM DOLINE .............................................................................................. 6 1.1.1 GEOLOŠKE ZNAČILNOSTI KAMNOLOMA ...................................................... 6 2 2.1 2.2 2.3 2.4 TEORIJA IN OSNOVE FOTOGRAMETRIJE ........................................................... 7 FOTOGRAMETRIJA .................................................................................................. 7 CENTRALNA PROJEKCIJA ..................................................................................... 7 TERESTRIČNO SNEMANJE ..................................................................................... 8 BLIŢJESLIKOVNO SNEMANJE PROSTORSKIH BLOKOV................................. 8 3 PROJEKT..................................................................................................................... 9 3.1 DELO IN OPREMA NA TERENU ............................................................................. 9 3.1.1 FOTOAPARAT ........................................................................................................ 9 3.1.2 KALIBRACIJA FOTOAPARATA NA TERENU ................................................... 9 3.1.3 TARČE .................................................................................................................... 10 3.1.4 TOTALNA POSTAJA ALI TOTAL STATION .................................................... 12 3.1.5 STOJALO ZA FOTOAPARAT .............................................................................. 12 3.2 PREDOGLED TERENA IN NAČRT FOTOGRAFIRANJA ................................... 12 3.2.1 LOKACIJA OBJEKTA........................................................................................... 12 3.2.2 OBLIKA OBJEKTA ............................................................................................... 13 3.2.3 VELIKOST OBJEKTA........................................................................................... 14 3.2.4 ZAKLJUČENOST / NEZAKLJUČENOST OBJEKTA (vbočenost/izbočenost) .. 14 3.2.5 DOSTOPNOST ....................................................................................................... 14 3.2.6 OSVETLJENOST OBJEKTA ................................................................................ 15 3.2.7 UMEŠČENOST OBJEKTA V OKOLICO ............................................................. 15 3.2.8 NAČRT FOTOGRAFIRANJA ............................................................................... 15 3.2.9 REZERVNE FOTOGRAFIJE ................................................................................. 16 3.3 FOTOGRAFIRANJE ................................................................................................. 16 3.3.1 NAPOTKI FOTOGRAFIRANJA ........................................................................... 17 4 OBDELAVA PODATKOV IN IZDELAVA 3D MODELA V PROGRAMU PHOTOMODELER ................................................................................................... 19 4.1 PROGRAMSKA KALIBRACIJA FOTOAPARATA .............................................. 19 4.2 IZDELAVA 3D MODELA........................................................................................ 21 4.2.1 IZBIRA STEN KAMNOLOMA ............................................................................. 21 4.2.2 VRSTNI RED DOLOČANJA STEN KAMNOLOMA.......................................... 21 4.2.3 PRIPRAVA FOTOGRAFIJ .................................................................................... 22 4.2.4 OZNAČEVANJE TOČK MODELA ...................................................................... 23 4.2.5 IZBIRA TOČK OBRAVNAVANE STENE .......................................................... 24 4.2.6 CENTER OZNAČEVANJA NA FOTOGRAFIJI .................................................. 25 4.2.7 POUSTVARJANJE FASADE ................................................................................ 27 4.2.8 KONČANI MODEL ............................................................................................... 29 4.2.9 RINOCEROS EXPORT MODEL .......................................................................... 30 4.3 KONTROLA 3D MODELA ...................................................................................... 31 5 5.1 5.2 PRAKTIČNE UGOTOVITVE IN NASVETI IZDELAVE 3D MODELA .............. 33 DOSEGANJE VEČJE NATANČNOSTI TOČK ...................................................... 33 NAPAČNA IZBIRA SLIK KAMNOLOMA ............................................................ 33 1 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 NERAZVIDNA TOČKA NA DRUGI SLIKI ........................................................... 35 GLOBINSKO MODELIRANJE PODROBNOSTI................................................... 35 APROKSIMACIJA PRAVEGA ROBA .................................................................... 36 REŠEVANJE PROBLEMA NEZAKLJUČENOSTI OBJEKTA ............................. 37 POSPLOŠEVANJE NASUTEGA MATERIALA .................................................... 38 6 6.1 6.2 OBDELAVA 3D MODELA S PROGRAMOM RHINOCEROS 4.0 ....................... 39 IZVOZ IZ PROGRAMA PHOTOMODELER 6 ....................................................... 39 UVOZ V PROGRAM RHINOCEROS 4.0 ............................................................... 39 7 ZGLED UPORABNOSTI NA PRIMERU PROSTORSKEGA DOLOČEVANJA DISKONTINUITETE ................................................................................................ 43 DEFINIRANJE RAZPOKE S POMOČJO PROGRAMA RHINOCEROS 4.0 ........ 43 7.1 8 REZULTATI .............................................................................................................. 49 9 DISKUSIJA ............................................................................................................... 51 10 ZAKLJUČEK ............................................................................................................. 53 11 CONCLUSION .......................................................................................................... 55 12 VIRI ........................................................................................................................... 57 PRILOGA A: SLOVAR ........................................................................................................ 59 PRILOGA B: DODATNI POGLEDI 3D MODELA ............................................................ 61 KAZALO SLIK: Slika 1: Lokacija kamnoloma ..................................................................................................... 5 Slika 2: Situacija kamnoloma na terenu ..................................................................................... 6 Slika 3: Centralna projekcija ...................................................................................................... 7 Slika 4: Optimalno fotografiranje točke objekta v prostoru ....................................................... 8 Slika 5: Kalibracijska mreţa in njeno fotografiranje ................................................................. 9 Slika 6: Primer postavitve tarče na steno kamnoloma ............................................................. 10 Slika 7: Shematska ponazoritev poloţaja tarč s ptičje perspektive (levo) ter (desno) na modelu .................................................................................................................................................. 11 Slika 8: Moţnost vplivanja snega na vidnost tekstur ............................................................... 13 Slika 9: Primer objekta in modela preprostih oblik, fotografirano v Izoli ............................... 13 Slika 10: Načrt fotografiranja ................................................................................................... 16 Slika 11: Shematski prikaz stojišč fotografiranja ..................................................................... 17 Slika 12: Pogovorno okno uvoza slik ....................................................................................... 19 Slika 13: Procesni okni postopka kalibracije ........................................................................... 20 Slika 14: Shema končane kalibracije ....................................................................................... 20 Slika 15: Izbrana izhodiščna breţina ........................................................................................ 21 Slika 16: Povezovalna fotografija ............................................................................................ 22 Slika 17: Slike z vidnimi podrobnostmi ................................................................................... 22 Slika 18: Določevanje točk breţine ......................................................................................... 23 Slika 19: Sekundarne točke ..................................................................................................... 24 Slika 20: Ploskev kamnoloma ne zajema police ..................................................................... 25 2 Slika 21: Koncentracija točk na sredini fotografije ................................................................. 26 Slika 22: Smiseln prehod točk na dveh fotografijah ............................................................... 26 Slika 23: Slabo načrtovan prehod točk .................................................................................... 27 Slika 24: Oblak primarnih in sekundarnih točk čelne stene kamnoloma ................................ 27 Slika 25: Postopno določevanje ploskev čelne stene kamnoloma .......................................... 28 Slika 26: Končna shema oblaka določenih točk ...................................................................... 29 Slika 27: Ţični model .............................................................................................................. 30 Slika 28: Vklopljene različne plastnice ................................................................................... 30 Slika 29: Označevanje tarče na fotografiji (levo), (desno) tarča je stična točka ploskev na 3D modelu ..................................................................................................................................... 31 Slika 30: Shema pravilnega ter napačnega označevanja ......................................................... 34 Slika 31: Kot projicirnih ţarkov glede na točko, manjši od 30° ............................................. 34 Slika 32: Slaba prepoznavnost točke ....................................................................................... 35 Slika 33: Modeliranje podrobnosti, prikaz na fotografiji in na modelu .................................. 36 Slika 34: Groba aproksimacija oblike terena .......................................................................... 37 Slika 35: Shema reševanja nezaključenosti objekta ................................................................ 37 Slika 36: Popačena tekstura ploskev ....................................................................................... 38 Slika 37: Izvozni pogovorni okni 3D modela ......................................................................... 39 Slika 38: Napačno privzete teksture ........................................................................................ 40 Slika 39: Popravljen in zaključen model ................................................................................. 41 Slika 40: Popravljen in zaključen model, pogled v smeri JZ .................................................. 41 Slika 41: Vhod v podzemni izkop, pogled v smeri JV ............................................................ 42 Slika 42: Podzemni del prerez in ţični model dela kamnoloma v Rhinoceros 4.0 ................. 42 Slika 43: Izbira ploskve ........................................................................................................... 43 Slika 44: Izbira pogleda Left ................................................................................................... 44 Slika 45: Princip določevanja diskontinuitete ......................................................................... 45 Slika 46: Seznam točk diskontinuitete .................................................................................... 45 Slika 47: Diskontinuiteta v prostoru 3D modela ..................................................................... 47 KAZALO TABEL: Tabela 1: Seznam točk diskontinuitete .................................................................................... 46 KAZALO PRILOG: PRILOGA A: SLOVAR……………………………………………………………………...59 PRILOGA B: DODATNI POGLEDI 3D MODELA:…………………………..……………61 3 4 1 UVOD Projekt modeliranja je bil zasnovan z namenom, da se uporabi sodobne, nizkocenovne programske pakete za izdelavo računalniškega 3D modela na področju geotehnologije, rudarstva in geologije. V ta namen se je v sodelovanju z druţbo MARMOR Seţana d. d. in druţbo 2B d. o. o. pripravilo projekt, ki bo preizkusil moţnost uporabe 3D modela v geotehnološki in geološki praksi. Nekaj avtorjev v Sloveniji in v svetu se je ţe ukvarjalo z isto problematiko ter z enako ali podobno metodo dela. Napravili so podobne modele, kot jih predstavlja ta naloga. Vendar pa metoda v večjem obsegu še ni bila preizkušena na področju geotehnologije. Glavno zastavljeno vprašanje je tako bilo, ali je 3D model kamnoloma mogoče izdelati tako, da bo sorazmerno natančen, da ga bo mogoče izvoziti v druga programska orodja CAD za dodatne obdelave in izmere ter ali bo to moţno napraviti na način, da bodo teksture modela uporabne tudi za pridobivanje kvantitativnih in kvalitativnih informacij o diskontinuitetah. Obstaja nekaj literature o fotogrametriji in metodah, ki teoretično definirajo modeliranje, a literature, ki bi govorila o praktični uporabi izdelanih 3D modelov, skorajda ni. Tako je bil v veliko pomoč priročnik za uporabo programa Photomodeler 6. Načrti so šli v smeri sestave 3D modela kamnoloma Doline s pomočjo Photomodelerja 6 in uporabe tekstur modela za ovrednotenje ene izmed diskontinuitet, ki se na kamnolomu pojavljajo. Preizkušalo se je z različnimi pristopi izdelave modela glede na natančnost v sorazmerju s količino porabljenega časa. Slika 1: Lokacija kamnoloma (1) 5 Slika 2: Situacija kamnoloma terenu (*) 1.1 KAMNOLOM DOLINE Kamnolom Doline leţi severozahodno od Seţane, tik ob meji z Italijo. V njem se pridobiva naravni kamen repen, ki pripada vrsti repenskega apnenca. Spada med najbolj cenjene vrste kamna, ki jih na tem območju pridobivajo. Repen je svetlo sive do sive barve s številnimi fosilnimi ostanki, njegova polirana površina pa ima visok sijaj. Naravni kamen te vrste se uporablja za oblaganje notranjih in zunanjih sten, tlake, stopnice, police, kiparstvo ter drugo (2). V kamnolomu Doline se na leto pridobi pribliţno 5000 m2 materiala. Povprečno v kamnolomu delajo trije delavci, če je potrebno lahko tudi več. Prihodnost kamnoloma je širitev v vzhodni in jugovzhodni smeri. Z upoštevanjem širjenja v navedeni smeri, sedanje intenzitete pridobivanja ter dobre kvalitete izkopanega materiala, se pričakuje ţivljenjska doba kamnoloma deset let. 1.1.1 GEOLOŠKE ZNAČILNOSTI KAMNOLOMA Naravni kamen repen, ki se pridobiva v kamnolomu Doline, je svetlo sive barve. Repen je deloma rekristalizirani biosparitni apnenec, ki se v kamnolomu Doline pojavlja z lepo ohranjenimi, preteţno prekristaliziranimi fosilnimi ostanki hondrodontov in radiolitov (rudistov). Nastajal je v za grebenskem morskem okolju, na plitvem karbonatnem šelfu ter v zmerno do močno razburkanem okolju. V nahajališču Doline je močno izraţena strukturna zgradba, saj je moč zaslediti pet glavnih sistemov razpok oziroma prekinitvenih ploskev. Območje kamnoloma Doline pripada geo-tektonski enoti Trţaško-komenske planote, ki jo sestavljajo predvsem karbonatne kamnine kredne starosti. Naravni kamen repen je del repenske formacije in starostno spada v spodnji turon (93 milijonov let). 6 2 TEORIJA IN OSNOVE FOTOGRAMETRIJE 2.1 FOTOGRAMETRIJA Glavna naloga fotogrametrije je zajemati podatke o zemeljskem površju in jih transformirati v takšne oblike podajanja prostorskih informacij, ki bodo za uporabnika najbolj sprejemljive. Fotogrametrija se je prvenstveno razvijala za topografske namene, a se danes čedalje bolj uspešno uporablja v mnogih drugih dejavnostih. V primeru modeliranja kamnoloma gre za netopografsko fotogrametrijo. Ker je snemalna oddaljenost objekta relativno majhna, gre za bliţjeslikovno fotogrametrijo (3). 2.2 CENTRALNA PROJEKCIJA Slika 3: Centralna projekcija (3) Preslikava objekta v centralni projekciji se izvaja po zakonih projektivne geometrije. Rezultat preslikave je perspektivna slika. Razmerja med objektom in njegovo perspektivno sliko pri preslikavi (slikanje) so trajno ohranjena na sliki. Slika objekta, ki ima vse lastnosti perspektivne slike, pa je tudi fotografija. Zato je uporabna za obnovo oblike, velikosti slikanega objekta in določanje njegove prostorske lokacije. Pri preslikavi objekta v centralni projekciji (slika3) objektove točke Pi in njim ustrezne točke Pi´ v slikovni ravnini Rs pripadajo premicam (projicirnim ţarkom), ki se sekajo v projekcijskem centru O. Mnoţica projicirnih ţarkov ene slike pa oblikuje snop. Glede na to, kje se pri preslikavi nahaja slikovna ravnina, je slika pozitivna, če je slikovna ravnina Rs med objektom in projekcijskim centrom O, negativna pa takrat, kadar je projekcijski center O med slikovno ravnino Rs in objektom. Če je ravnina pozitiva vzporedna z ravnino negativa, obe ravnini pa sta enako oddaljeni od projekcijskega centra O, sta sliki kongruenčni. Projicirni ţarek, ki je pravokoten na slikovno ravnino, definira snemalno os, točka, v kateri prebode 7 slikovno ravnino, pa je slikovna glavna točka H´. Razdalja od glavne točke H´ do projekcijskega centra O je konstanta c oziroma goriščnica. (3) 2.3 TERESTRIČNO SNEMANJE Terestrično snemanje se izvaja s statičnih točk na zemeljski površini, zato je moţno določati elemente zunanje orientacije z običajnimi geodetskimi metodami. Kljub enostavnemu vrednotenju terestičnih posnetkov, se danes skoraj ne izvaja več za večje projekte topografske izmere. Snemanje z večjih oddaljenosti, za katere menimo, da so za fotografijo praktično neskončne (∞), se za topografske namene izvaja samo še izjemoma. Terestrično snemanje je zelo uporabno za prikaz detajlov manjših delov ostenja, npr. za razne zajezitve v kamnolomih in podobno. Vendar se v teh primerih večkrat ţe preide v bliţjeslikovno fotogrametrijo, torej na končne razdalje snemanja (3). 2.4 BLIŽJESLIKOVNO SNEMANJE PROSTORSKIH BLOKOV Prostorski bloki so lahko sestavljeni iz posameznih posnetkov ali stereoparov. Ko gre za posamezne posnetke se steroskopskemu opazovanju zavestno odpovemo. Pri tem je pomembno, da se posamezni ţarki homolognih točk sekajo čim bolj pravokotno (teoretično je pravokotni posnetek najboljši), po drugi strani pa ne sme priti do »lukenj« (vsaka točka detajla mora biti upodobljena na vsaj dveh posnetkih). Vendar pa na tak način lahko merimo le dobro definirane točke (4). Slika 4: Optimalno fotografiranje točke objekta v prostoru (*) Slika 4 prikazuje, kako se v opazovani točki, ki je obarvana rdeče, sekajo projicirni ţarki. Vsi so medsebojno oddaljeni za kot 90°. Izpolnjen je pogoj (90°90°90°). Točka, ki je določena na prikazani način, je v prostoru modela optimalno definirana. 8 3 PROJEKT 3.1 DELO IN OPREMA NA TERENU 3.1.1 FOTOAPARAT Uporabljen je bil nemetrični fotoaparat. Fotoaparat je cenovno dostopen in vsestransko uporaben. Pri izbiri fotoaparata je pomembna moţnost izklopa avto-zooma oziroma fotoaparat mora imeti fiksno goriščno razdaljo. Le pri zagotovitvi fiksne goriščne razdalje je moţno pridobiti elemente notranje orientacije fotoaparata in ovrednotiti vzete fotografije za namen izdelave 3D modela. Uporabljen je bil fotoaparat Nikon D50 z naslednjimi lastnostmi: Tip kamere: DSLR Št. točk na tipalu: 6.3 milijona Velikost tipala: 23.7 x 15.5 mm Maksimalna ločljivost: 3008 x 2000 Število efektivnih pikslov: 6 milijona Vrsta tipala CCD Elementi notranje orientacije fotoaparata pred začetkom fotografiranja niso bili znani, zato je bila izvedena kalibracija fotoaparata, kot jo zahteva Photomodeler 6. 3.1.2 KALIBRACIJA FOTOAPARATA NA TERENU Potrebna oprema za terenski odvzem podatkov je fotoaparat s posebnostjo, da je zagotovljena fiksna oziroma stalna goriščna razdalja fotoaparata. Za predpripravo fotografiranja je potrebno natisniti kalibracijski list, ki je priloţen k programski opremi Fotomodelerja 6. Kalibracijski list mora biti istega reda velikosti kot opazovani objekt. To pomeni, da se v primeru fotografiranja objekta velikosti 0,5 m, potrebuje kalibracijski list velikosti 0,5m. Teţava nastopi pri fotografiranju velikih objektov kot so na primer stavbe, večji tereni ali kamnolom. V takšnih primerih se poizkuša zagotoviti čim večji kalibraciski list A1 ali A0, da bo kalibracija fotoaparata tem bolj natančna. Photomodeler 6 z ukazom za samokalibracijo določi notranjo orientacijo fotoaparata. Slika 5: Kalibracijska mreža in njeno fotografiranje (5) 9 Kalibracijski list se poloţi na tla, kjer se ga fotografira dvakrat iz štirih različnih smeri. Prva fotografija je vzeta v pokončnem, portretnem načinu in druga v vodoravnem (landscape) načinu. Za boljše rezultate je moţno uporabiti dodatne fotografije, ki so vzete z vogalov glede na stranice kalibracijske mreţe. Paziti je treba, da kalibracijski list zavzame čim večjo površino fotografije, ter da fotografija vsebuje vse štiri kontrolne točke, ki so na listu. Kontrolne točke so posebne kodirane tarče, ki jih program avtomatično prepozna, ter na podlagi njihove pozicije in pozicije ostalih točk izračuna notranjo orientacijo fotoaparata. Pri fotoaparatu je pozornost usmerjena tudi k njegovi ločljivosti. Ločljivost je pomembna in pride do izraza pri fotografiranju velikih objektov ali zelo oddaljenih objektov. Pri takšnih objektih velikost piksla zelo niha od ene fotografije do druge in oteţuje prepoznavanje posameznih detajlov, ki so vidni na različnih fotografijah. Kot primer se lahko vzame naključni kamenček na prvi fotografiji v velikosti enega piksla ter isti kamenček na drugi fotografiji v velikosti desetih pikslov. Nastane problem, kako postaviti točko na takšen kamenček na drugi fotografiji. Takšne in podobne probleme je moţno do neke mere zmanjšati s fotoaparatom dobre ločljivosti in enako oddaljenimi stojišči pri fotografiranju nekega predela. 3.1.3 TARČE Tarče so lahko različnih oblik in velikosti. Lahko so to ţe vnaprej pripravljene, kupljene tarče, ki se jih s kitom pritrdi na ţeleno mesto, katerega se predhodno očisti s krtačo ali krpo za boljši oprijem. V nasprotnem primeru se lahko slabo pritrjena tarča premakne, njen vezivni del popusti ter se premakne. V najslabšem primeru se odlepi sredi merjenja in fotografiranja. Če se pripeti takšen slučaj, je treba fotografiranje in merjenje ponoviti. Dobro pritrjevanje je pomembno tudi takrat, ko se za nameščanje tarč naroči posebna ekipa višinskih delavcev ali plezalcev, ki tarče namestijo po terenu. Plezalci morajo tarče namestiti skrbno in natančno, saj v nasprotnem primeru izgubimo tarčo in s tem fiksno točko na modelu. Če je izgubljenih tarč preveliko, je treba pritrjevanje ponoviti. Slika 6: Primer postavitve tarče na steno kamnoloma (*) Tarče se lahko postavi tudi na samem terenu z uporabo šablone in barve v razpršilu. Šablono se lahko izdela iz trdega kartonskega papirja, v katerega se izreţe takšno obliko, ki nedvoumno določa sredinsko točko tarče. To pomeni, da mora biti sredinska točka (osrednja 10 točka tarče), ki je predmet označevanja, nedvoumno razvidna z vseh pozicij fotografiranja. Razvidnost in nedvoumnost se morata odraţati tudi na fotografijah, ki se jih uporabi pri sestavi modela objekta. Način dela je dokaj preprost. Barvo se razprši skozi šablono tako, da se dobi narisana tarča. Prednost takšnega načina je v moţnosti postavitve večje količine tarč po terenu. Tarč se lahko naredi malo več, da se v primeru izgube kakšne izmed tarč ali njihove nerazvidnosti, uporabi rezervna tarča. Slabost risanja tarč je v obstojnosti barve na površini. V primeru merjenja stanovanjskega objekta barva predstavlja nezaţeleni stranski produkt in jo je potrebno očistiti. Slabost je prav tako v prilagajanju na terenu, saj so potrebne ravne površine za risanje tarč. Z ravnimi površinami se zagotovi razvidnost iz ţelenih smeri fotografiranja. Kakršnakoli razgibanost podlage mesta tarče poveča tveganje za nerazpoznavnost iz ţelenih smeri fotografiranja. Ko je tarča označena, je ni moţno popraviti. Treba je označiti novo tarčo. Če je nova tarča označena blizu prve, lahko pride do zmešnjave pri označevanju tarč na modelu. Odtenek barve v razpršilu naj bo kontrasten ozadju objekta oziroma kontrasten odtenku barve fotografiranega objekta. Barva naj ne bo svetleča, ker povzroča odbojnost svetlobnih ţarkov. Lokacija tarč se določi pri sestavljanju načrta fotografiranja. Tarče je priporočljivo postaviti ali narisati, kolikor je le mogoče razgibano po terenu. S tem se zajame čim večje območje opazovanega terena oziroma objekta. Dve izmed tarč naj bosta postavljeni na skrajni rob objekta. S takšno postavitvijo bo moţno kontrolirati najdaljšo razdaljo na modelu, kjer bo pogrešek predvideno največji. Postavitev tarč na skrajne dele objekta prikazuje slika 7. Tarče se na modelu označuje na enak način kot vse ostale točke modela, ki tako sluţijo pri končni kontroli 3D modela. Slika 7: Shematska ponazoritev položaja tarč s ptičje perspektive (levo) ter (desno) na modelu (*) 11 3.1.4 TOTALNA POSTAJA ALI TOTAL STATION Za določanje orientacije terena je bila uporabljena totalna postaja. Totalna postaja je beleţila lokacijo izbranih točk, ki so bile predhodno izbrane in postavljene. Točke so bile določene s tarčami. Postavljenih je bilo 12 tarč po terenu. Na ta način je bilo pridobljenih 12 fiksno določenih točk v lokalnem koordinatnem sistemu modela. Točke bodo uporabljene za kontrolo modela. Uporabljena je bila totalna postaja Leica, s polnim imenom: Tahimeter Leica TCRM1201+ Motorized, PinPoint R400 Total Station, 1 Color Keyboard, Laser Plummet, Standard Applications, User Manual & Carrying Case 3.1.5 STOJALO ZA FOTOAPARAT Naslednji del opreme je stojalo za fotoaparat oziroma stativ. Pomembnost stojala za fotoaparat je v tem, da fotoaparat med fotografiranjem miruje. Z mirovanjem se doseţe jasnost in boljša ločljivost fotografije. Če se fotoaparat drţi v roki med fotografiranjem, se ne more doseči tolikšne jasnosti slike, kot če bi se fotografiralo s fotoaparatom na stojalu. Pri fotografiranju brez stojala fotoaparat nikoli popolnoma ne miruje. Posledica nemirovanja je nejasnost bolj oddaljenih predmetov na fotografiji, ki jih je zato teţje ali nemogoče določiti. Oddaljeni predmeti so na takšni fotografiji lahko razmazani in neprepoznavni. Na podobni fotografiji vzeti z istega stojišča, vendar z uporabo stojala, pa so predmeti dobro razvidni in prepoznavni. S stojalom ravno tako ni moţno doseči absolutnega mirovanja zaradi prisotnosti vetra, prometa, tresenja, ko pritisnemo na sproţilec, in podobnih motilcev, a so ti motilci zanemarljivi glede na tresenje fotografovih rok. Kot dodatno opremo se za modeliranje potrebuje še zmogljivejši računalnik za procesiranje podatkov in izdelavo končnega produkta, kar je fotomodel objekta. 3.2 PREDOGLED TERENA IN NAČRT FOTOGRAFIRANJA Predogled terena sluţi za pridobitev bistvenih informacij za nadaljevanje projekta in sestavo načrta fotografiranja. Fotografiranje lahko poteka na isti dan kot predogled terena, vendar je bolje, da se pri večjih objektih predogled opravi pred dnevom fotografiranja. Večji nezaključeni objekti potrebujejo veliko število fotografij, zato je potreben čas za planiranje in pripravo načrta fotografiranja. Pri prihodu na teren z namenom ogleda in kasnejše izdelave načrta, si je treba dobro ogledati situacijo in analizirati ugotovitve. Pri obravnavanem objektu je treba ugotoviti njegovo lokacijo, obliko, velikost, zaključenost ali nezaključenost, dostopnost, osvetlitev in umeščenost v okolico. Ko so sprejete ugotovitve in lastnosti objekta analizirane, se pripravi načrt fotografiranja. 3.2.1 LOKACIJA OBJEKTA Spoznavanje geografske lokacije je potrebno, ko je objekt na urbanem območju, kjer ga morda ne bo mogoče slikati. Objekt je lahko na gozdnatem območju, kjer drevesa omejujejo pogled. Območje je lahko za daljše obdobje zasneţeno, tako da bo prepoznavanje točk oteţeno ali onemogočeno, kot je razvidno na sliki 8. Predhodni ogled lokacije je pomemben za predvidevanje kakršnihkoli neugodnih razmer, ki bi omejevale ali onemogočale fotografiranje. 12 Slika 8: Možnost vplivanja snega na vidnost tekstur (*) 3.2.2 OBLIKA OBJEKTA Objekti, ki se jih preučuje in modelira, so lahko različnih oblik. Splošno bi jih bilo moţno razvrstiti v dve skupini. V prvi skupini so objekti lepih geometrijskih oblik. Ti objekti imajo večinoma ravne linije. To so nebotičniki, stanovanjski bloki, škatle, kosi pohištva, itd. Eden takšnih objektov je spomenik v Izoli, kot ga prikazuje slika 9. Slika 9: Primer objekta in modela preprostih oblik, fotografirano v Izoli (*) Pri objektih te vrste je praviloma malo posebnih detajlov, ki objekt razgibajo. A večina objektov ni takšnih in sodijo v drugo skupino objektov, ki so zelo razgibani, nepravilnih oblik in z veliko količino podrobnosti, ki modeliranje oteţijo. Kamnolom je primer zelo 13 razgibanega objekta z velikim številom podrobnosti. V času predpriprav je tako treba predvideti, kako se bo modeliralo oziroma katera orodja ponazoritve se bo uporabilo za posamezne segmente. Pri kamnolomu je bilo jasno, da se modela ne bo dalo napraviti s pomočjo pomoţnih orodij, kot so krivulje, cilindri, kolobarji, kvadri, krogle, itd. Model kamnoloma je bilo potrebno sestaviti samo s pomočjo določevanja in definiranja točk. 3.2.3 VELIKOST OBJEKTA Ugotoviti je treba, kakšnega reda velikosti je objekt. Ali je velikosti nekaj dm, m ali 100 m. Spoznanje velikosti, narekuje velikost kalibracijskega lista pri kalibraciji fotoaparata ter napoveduje količino potrebnega časa izdelave 3D modela. Velikost objekta je praviloma obratno sorazmerna z natančnostjo končnega modela. 3.2.4 ZAKLJUČENOST / NEZAKLJUČENOST OBJEKTA (vbočenost/izbočenost) Izbočeni oziroma zaključeni objekti so tisti, ki jih je pri fotografiranju moţno obiti z vseh strani oziroma jih je tako moč postaviti. Fotografirati je moţno njihovo celotno zunanjo površino. Primeri takšnih objektov so: škatlica cigaret, hiše preprostih oblik, nagrobniki, monolitne strukture,... Pri takšnih objektih fotografiranje ne povzroča velikih teţav. Pogoja (90°90°90°) ni teţko doseči. Primer takšnega objekta sta slika 9 in slika 4. Na sliki 9 je bilo spomenik moţno obiti in fotografirati iz vseh ţelenih strani. Enako velja za škatlico na sliki 4, ki se jo je nastavljalo fotografiranju za potrebe najboljših stojišč. Kamnolom Doline je primer nezaključenega/vbočenega objekta. Zunanjega površja se v primeru vbočenosti ne da predstaviti kot zaključeno telo s sklenjeno površino. Predstavimo ga lahko le kot fasado oziroma masko površja kamnoloma, ki ni sklenjeno. Medsebojna pravokotnost slikovnih ţarkov (90°90°90°) je v takšnih pogojih dela za posamezno točko praviloma nedosegljiva, a se ji je potrebno čim bolj pribliţati. Primer takšne nedosegljivosti so notranji prostori. Vogalne točke v kotu sobe ni mogoče fotografirati tako, da bi vsi trije potrebni slikovni ţarki imeli medsebojni kot 90°. Kakorkoli se fotoaparat postavi, je takšno stanje nedosegljivo. Za idealno rešitev bi morali slikovni ţarki potekati natančno po vogalih med stičišči dveh medsebojnih sten. To pomeni, da bi moral biti fotoaparat vdelan v steno. Takšne primere je potrebno vzeti v obzir pri modeliranju te vrste objektov. 3.2.5 DOSTOPNOST Dostopnost je pomembna z vidika fotografiranja, kjer se postavi vprašanje, ali bo moţno izbrane točke objekta fotografirati tako, da bodo slikovni ţarki vsaj treh fotografij, ki bodo točko določale, medsebojno pravokotni (90°90°90°). Točke si je potrebno ţe vnaprej predstavljati. To niso označene tarče ampak primarne in sekundarne točke, ki bodo zaznamovale glavne oblike objekta (terase, točke robov, vogalov...). Tako mora biti dostopnost zagotovljena, da bodo vse točke določene s pravokotnimi slikovnimi ţarki vsaj treh fotografij. Boljša dostopnost bo povečala natančnost projekta. Pri kamnolomu ni moţno optimalno pristopiti k objektu z vseh strani in višin. Srednji nivoji so pri kamnolomu nedostopni. Zaradi nedostopnosti bodo fasadne fotografije srednjega nivoja nekoliko slabše kakovosti. Srednji nivoji bodo imeli zato na modelu slabše določene točke in slabšo teksturo na ploskvah modela. 14 Najboljša rešitev takšnega problema bi bil alpinistični pristop, kjer bi alpinist pripet na vrv lahko fotografiral breţino kamnoloma z ţelenega nivoja oziroma bi se ga dvignilo z montaţnim dvigalom. Pri takšnemu pristopu bi se presegel finančni okvir projekta. Slabšo teksturo ploskev srednjega nivoja je zato potrebno predvideti in upoštevati pred izdelavo modela. 3.2.6 OSVETLJENOST OBJEKTA Osvetljenost je pomembna pri slikanju, ker opredeljuje dobro ali slabo vidnost objekta. Najprimernejša svetloba je pri preteţno oblačnem vremenu, kjer so vsi deli objekta osvetljeni najbolj enakomerno. Neprimerno je slikanje pri močnem soncu, kjer nam fotografije lahko pokvari bleščanje površin, ki svetlobo odbijajo z veliko jakostjo. Pri močni osvetljenosti pride tudi do pojavljanja senc na objektih. Pri takih pogojih so osenčeni deli fotografije lahko neuporabni, točke, robovi, vogali ter linije pa niso prepoznavne. Lahko se pripeti, da je fotografiranje potrebno ponoviti. Enako velja za primer slabe osvetlitve, kjer detajli in potencialne točke niso vidne ali razpoznavne na eni ali več fotografij. V primerih slabe ali neugodne osvetlitve se fotografiranje prestavi ali ponovi. 3.2.7 UMEŠČENOST OBJEKTA V OKOLICO V predpripravah se opazuje, ali se objekt česa drţi, ali je prilepljen na drug objekt, kako se ga bo predstavilo in ali bo moţno napraviti model. Opazovanje se prav tako usmeri v neposredno bliţino objekta, če se objekt ţeli predstaviti skupaj z okolico za boljšo prepoznavnost in umeščenost. V ta namen bo potrebno narediti tudi nekaj fotografij okolice. Taka dejanja je potrebno predvideti, da se s tem izogne ponovnemu odhodu na teren ali v najslabšem primeru ponovitvi projekta. 3.2.8 NAČRT FOTOGRAFIRANJA Na podlagi ugotovitev lokacije, oblike, velikosti, zaključenosti ali nezaključenosti, dostopnosti, osvetlitve in umeščenosti v okolico, se začrta stojišča fotografiranja. Z izbranih stojišč se bo fotografiralo dve vrsti fotografij. Primer stojišč fotografiranja kamnoloma prikazuje slika 11. Prva vrsta fotografij so povezovalne fotografije, ki bodo povezovale vsaj dve fasadni fotografiji. Povezovalne fotografije si bodo sledile v smeri razvoja modeliranja. To so fotografije, ki zaobjemajo večje območje in se morajo zato s predhodno ter sledečo fotografijo v večji meri prekrivati. Te fotografije so pomembne za orientacijo fasadnih fotografij, vendar pa naj ne bodo preveč oddaljene. To pomeni, da naj bodo fotografirane s podobne razdalje kot fasadne fotografije. Kader povezovalne fotografije naj zajema površino dveh do treh kadrov fasadnih fotografij. Druga vrsta fotografij so tiste, katerih tekstura se uporabi kot fasada pri izdelavi 3D modela. Te fasadne fotografije se bodo fotografirale pravokotno na steno oziroma stranico kamnoloma ter z manjše razdalje kot povezovalne slike. Na teh slikah naj bodo tudi vidne podrobnosti, ki se jih bo uporabilo za nadaljnjo določanje diskontinuitet. Primer dobre prakse je, če se model kamnoloma predhodno fotografira ţe na ogledu terena. Fotografije z ogleda se nato uporabi za izdelavo okvirnega načrta, ki bo na terenu v pomoč pri izbiranju kadrov povezovalnih in fasadnih fotografij. Na fotografijah z ogleda se lahko načrtuje potek fotografiranja na terenu in pribliţno označi slikovna območja fotografij. Označi se jih ročno ali s pomočjo računalnika. Vendar pa naj natisnjeni primer načrta 15 fotografiranja ostane le kot vodilo pri pravem fotografiranju, saj obstaja veliko nepredvidljivih elementov, ki bodo potek fotografiranja zagotovo spremenili. Segment načrta prikazuje slika 10, kjer si tri načrtovane povezovalne fotografije sledijo z leve proti desni. Povezovalna fotografija 1 vsebuje štiri fasadne slike (A, B, C, D). Enako naj vse sledeče povezovalne fotografije vsebujejo fasadne fotografije. V nadaljevanju bo vsaka povezovalna fotografija vsebovala manj fasadnih fotografij, saj bodo nekaj njenega kadra ţe prekrivale fasadne fotografije predhodnih povezovalnih fotografij. Takšna situacija je prikazana na sliki 10, kjer je slabih 40% povezovalne fotografije 2 ţe prekritih s fasadnimi fotografijami A, B, C in D. Slika 10: Načrt fotografiranja (*) 3.2.9 REZERVNE FOTOGRAFIJE Pri načrtu fotografiranja je ravno tako potrebno predvideti rezervne fotografije. To naj bodo fotografije vzete z večje razdalje od povezovalnih fotografij. Rezervna fotografija naj zajema območje (kadre) dveh ali več povezovalnih fotografij. Rezervne fotografije naj se uporabi le v izjemnih primerih, ko povezovalnih in fasadnih fotografij ne bo moţno uporabiti zaradi nepredvidenih razlogov. Tekstura rezervnih fotografij naj se ne uporablja. Slika 10 lahko v danem primeru predstavlja rezervno fotografijo. 3.3 FOTOGRAFIRANJE Po pripravi načrta se lahko opravi fotografiranje na terenu. Pripravi se potrebno opremo in pripravi fotoaparat. Fotografirati se začne po merjenju z bazno postajo. Predhodno je treba pregledati, ali so vse postavljene tarče na ţelenih mestih. Preveri se osvetljenost objekta, da se v primeru prevelikega sončnega sevanja fotografiranje začasno, do spremembe osvetljenosti, prestavi. 16 Slika 11: Shematski prikaz stojišč fotografiranja (*) Uporabi se načrt fotografiranja, ki prikazuje povezovalne fotografije in fotografije namenjene za teksture. Zaradi laţje prepoznavnosti fotografij pri kasnejši računalniški obdelavi je pametno, če se stene fotografirajo ločeno ter se ne fotografira naključno. Prične naj se fotografirati povezovalne in fasadne fotografije ter na koncu rezervne fotografije. Izbira portretnega ali navadnega (landscape) načina fotografiranja naj se prilagodi razmeram na stojišču in ţelenemu kadru fotografije. Fotografira naj se s stojalom za fotoaparat. Izogibati se je potrebno fotografijam, na katerih več kot 25% fotografije zavzema: nebo, reka, jezero, morje, drevesa. Takšnim fotografijam se bo teţko določala orientacija, zato so neuporabne. Kader fotografije naj zajema vsaj 75% terena, ki se ga bo označevalo s točkami. Med fotografiranjem je pri pripravi kadrov treba vedeti, da je ozek zunanji rob fotografije za orientiranje neuporaben. Referenčne in pomembne točke ter tarče naj bodo zunaj območja robov fotografije. 3.3.1 NAPOTKI FOTOGRAFIRANJA Medsebojni koti normal slikovnih ravnin fotografij, ki zaobjemajo določeno točko ali skupino sosedskih točk, naj bodo čim bliţje pravemu kotu. Vsaka točka naj bo določena na vsaj treh fotografijah, predvsem pomembne točke, kot so točke tarč. Doseči čim večje prekrivanje med povezovalnimi fotografijami. 17 18 4 OBDELAVA PODATKOV IN IZDELAVA 3D MODELA V PROGRAMU PHOTOMODELER 4.1 PROGRAMSKA KALIBRACIJA FOTOAPARATA Z vzetimi fotografijami kalibracijskega lista s terena, namenjenimi izključno za kalibracijo fotoaparata, se opravi samokalibracija. Ta proces omogoča programski paket Photomodeler 6, s katerim se doseţe določitev parametrov notranje orientacije fotoaparata. Z notranjo orientacijo se pojmuje geometrijo svetlobnih ţarkov, ki potujejo skozi sistem leč fotoaparata. Kalibracija je neizbeţna za nemerske fotoaparate, ki geometrije nimajo določene. Nasprotno imajo merski fotoaparati ţe nastavljeno notranjo orientacijo. Po odprtju aplikacije Photomodeler 6 se izvrši ukaz kalibracije fotoaparata. Ukaz za kalibracijo fotoaparata Glavni menu > File > Getting Started > Camera Calibration project Slika 12: Pogovorno okno uvoza slik (*) Odprto pogovorno okno zahteva, kot kaţe slika 12, da se izbere in uvozi fotografije, ki so bile vzete na terenu za namen kalibracije fotoaparata. Z ukazom next se kalibracija lahko prične, kot kaţe slika 13. Ukaz za začetek kalibracije Next > Execute Calibration 19 Slika 13: Procesni okni postopka kalibracije (*) Procesno okno na sliki 13 prikazuje potek kalibracije med izvajanjem. V procesu Photomodeler prepoznava in obdeluje vseh 100 točk, ki so razporejene v 10 vrstic in 10 stolpcev na kalibracijskemu listu. Prepoznavanje točk se vrši na vseh uvoţenih fotografijah. Mreţa 100 točk kalibracijskega lista prav tako vsebuje 4 kontrolne točke (slika 5), ki jih program potrebuje za razpoznavanje in orientacijo v prostoru. Ko je notranja orientacija fotoaparata znana, se projekt kalibracije shrani za nadaljnjo uporabo pri procesu izdelave 3D modela. Po koncu projekta kalibracije se lahko prične izdelava 3D modela. Slika 14: Shema končane kalibracije (*) 20 4.2 IZDELAVA 3D MODELA 4.2.1 IZBIRA STEN KAMNOLOMA Kamnolom je treba zaradi njegove razseţnosti razdeliti na manjše enote oziroma stene, ki naj delujejo kot večje zaključene enote. Stene zaradi svoje oblike in praktičnosti sovpadajo z breţinami kamnoloma. Na izbiro prve in izhodiščne breţine je vplivalo načelo iz centra proti robom modela, kjer je kamnolom glede na razdelitev sten zvezdaste oblike in ni kroţno zaključen. Kot prva in izhodiščna je bila tako izbrana tista breţina, ki je središčna glede na opazovano območje. Izhodiščna breţina je prav tako breţina vhoda v podzemni kop oziroma rov, kjer se izvaja podzemno pridobivanje. Breţina podzemnega vhoda je bila izbrana kot izhodiščna tudi zato, ker je na njej največ ţe predhodno izmerjenih točk. To so točke, ki so bile postavljene kot tarče in bodo sluţile kontroli. Z izbiro izhodiščne stene se lahko prične, določevanje primarnih in sekundarnih točk na fotografijah. 4.2.2 VRSTNI RED DOLOČANJA STEN KAMNOLOMA Dobro je, da se pri objektih večjega obsega, kjer je količina točk velika na majhnem območju modeliranja, določi točke postopoma za vsako steno posamično. V ta namen se kamnolom razdeli na posamezne stene. Na podlagi načela iz centra proti robom modela se točke najprej definira na izhodiščni breţini. Nadalje se s prekrivanjem nadaljuje definiranje po krakih zvezdaste oblike kamnoloma. Kolikor krakov ima objekt, toliko poti določevanja sten je treba opraviti iz centra. Točke izhodiščne breţine so zaradi pojavljanja na mnogih fotografijah tako najbolje in najnatančneje definirane. Določanje točk se tako lahko zastavi pregledno in sistematično. Prednost takšnega pristopa je, da pri sestavljanju površin oziroma fasade ne pride do mešanja točk ene stene kamnoloma s točkami druge stene kamnoloma. Pri perspektivnem pogledu v programu Photomodeler 6, kjer se ploskve oziroma fasade definira, je v primeru velikega števila nemogoče učinkovito prepoznavanje točk posamezne stene. Slika 15: Izbrana izhodiščna brežina (*) 21 4.2.3 PRIPRAVA FOTOGRAFIJ Kadre fotografij je treba opredeliti ter predvideti ţe pri ogledu terena in kasneje pri pripravi načrta fotografiranja. Pri načrtu fotografiranja se je ţe ločilo dve vrsti fotografij. Prva vrsta vzetih fotografij so bile povezovalne fotografije, druga vrsta pa so bile teksturne oziroma fasadne fotografije. Večino dela pri pripravi fotografij se opravi ţe pri načrtu fotografiranja. Slika 16: Povezovalna fotografija (*) Slika 17: Slike z vidnimi podrobnostmi (*) Za pripravo fotografij je pomemben pregled obeh vrst fotografij v programu Photomodeler 6. Pozornost je potrebno usmeriti predvsem v ugotavljanje prekritosti med fotografijami namenjenimi za teksturo modela. Sproti se prav tako ugotavlja, v kolikšni meri je 22 fotografiranje sledilo zadanemu načrtu fotografiranja. Če se pri prekrivanju ugotovi napako ali nepravilnost, se uporabi rezervno fotografijo, ki zaobjema tisti del mikrolokacije. Z rezervno fotografijo se tako zagotovi neprekinjeno zaporedje povezovalnih fotografij, vendar na škodo natančnosti, saj so rezervne fotografije vzete z večje razdalje. Ko so fotografije pripravljene in je pripravljeno njihovo zaporedje, se prične z definiranjem primarnih točk. Zaporedne fotografije naj se v Photomodelerju orientira postopoma glede na načrt fotografiranja ter ločeno po stenah kamnoloma. Slika 16 je primer povezovalne fotografije, pomembne za orientacijo modela. Slika 17 prikazuje dve fotografiji, ki se jih bo uporabilo za kreiranje fasade oziroma teksture ploskev sten modela. Fotografija slike 16 povezuje fotografiji slike 17. Rdeče označena točka je tako definirana ţe na vsaj treh fotografijah. 4.2.4 OZNAČEVANJE TOČK MODELA Označevanje točk na fotografijah je način sporočanja programu, da sta dve oznaki iste točke na dveh različnih fotografijah isti objekt v prostoru. Na ta način in s pomočjo notranje orientacije fotoaparata se točka postavi v prostor 3D modela. Nadalje je treba vsaki fotografiji glede na zakone fotogrametrije določiti vsaj 6 točk. Teh 6 točk je minimalna zahteva za preklop oziroma prekrivanje med fotografijami, ki si bodo sledile v smeri izdelave. Vsaka točka mora biti označena na vsaj treh fotografijah. Vsaka fotografija ima s prejšnjo vsaj 6 skupnih točk. Enako velja za fotografijo, ki ji sledi. S principom prekrivanja se s fotografijami pomikamo po breţini kamnoloma in jo določujemo. Slika 18 prikazuje določevanje točk na fotografiji. Kriţci na fotografiji označujejo točke, ki so bile ročno označene. Vsaka točka ima svojo zaporedno številko. Slika 18: Določevanje točk brežine (*) 23 4.2.5 IZBIRA TOČK OBRAVNAVANE STENE Najprej naj se določi zelo opazne in očitne točke (vsaj 6 točk), ki so na posnetkih zelo značilne in jih ni mogoče zamenjati ali zgrešiti. Te primarne točke naj bodo praviloma na ravnih ploskvah in naj nimajo prostorske globine znotraj ploskve. Točka naj ne bo v razpoki, ampak naj bo razvidna iz čim več smeri. Primarne točke je potrebno enakomerno razporediti po fotografiji, da zavzemajo čim večji prostor. Te točke so osnova za konstrukcijo stene, ki se jo določuje. Za konstrukcijo celotne stene oziroma breţine potrebujemo toliko fotografij, da lahko z njimi prekrijemo celotno steno. Primarne točke so potrebne za osnovno orientacijo fotografij v prostoru modela in sluţijo za izdelavo osnovne konstrukcije stene, ki se jo obravnava. Z določitvijo primarnih točk so prav tako avtomatično definirana stojišča fotografiranja. S postavitvijo osnovne konstrukcije iz primarnih točk se lahko prične označevanje sekundarnih točk. Sekundarno izbrane točke so tiste točke, ki bodo definirale obliko stene kamnoloma. Njihova izbira je poljubna, a omejena s prepoznavnostjo na vsaj treh slikah. S sekundarnimi točkami vbočeni ter izbočeni deli stene dobivajo svojo obliko. Na sliki 19 je razvidna z rdečo obarvana polica na breţini, ki jo definira pet sekundarnih točk. Sekundarno določene točke so točke, ki dokončno definirajo obliko in relief stene kamnoloma. Primarna točka je lahko hkrati tudi sekundarna, če je uporabna pri kreiranju reliefa stene. Število sekundarnih točk določa mero podrobnosti oziroma nadrobnost izdelave modela. Če je njihovo število večje, je posledično zajetih tudi več podrobnosti in s tem večja natančnost izdelave. Tak model bo tako bolj odraţal realno stanje terena. Slika 19: Sekundarne točke (*) S primarnimi točkami se torej določi orientacijo fotografij in sestavi osnovno konstrukcijo kamnoloma. S sekundarnimi točkami pa se kamnolom sestavlja in poustvarja njegovo obliko. Pri določevanju in označevanju med primarnimi in sekundarnimi točkami ni razlike. Oboje se označuje po principu označevanja, kot ga podaja Photomodeler 6. Pri prehajanju med stenami kamnoloma velja načelo od večjega proti manjšemu. Ko so vse potrebne fotografije stene medsebojno orientirane s primarnimi točkami in so znana stojišča fotografiranja, naj se začne označevanje sekundarnih točk na manjšem področju. Sekundarne 24 točke naj se označuje tam, kjer se teren bistveno spremeni oziroma tam, kjer gre za prelom robov, kot prikazuje slika 19. Te točke bodo v nadaljevanju predstavljale tvorne točke (tri ali več) ravnin. V ta namen je treba izbrati take točke na fotografiji, v katerih se lomijo linije ali gre za bistveno spremembo površine ali globine terena. Na sliki 19 je prikazana ploskev, kjer se je naklon kamnoloma iz navpičnega spremenil v vodoravnega in nato zopet v navpičnega. Kot prikazuje slika je govor o polici na breţini kamnoloma. To bistveno spremembo oblike terena je treba prepoznati in sekundarne točke postaviti tako, da se breţina kar najbolj pribliţa svoji realni podobi. Slika 20: Ploskev kamnoloma ne zajema police (*) Na sliki 20 je prikazan napačen primer ploskve, ki je bila določena s sekundarnimi točkami. Ploskev je na 3D modelu obarvana z rdečo barvo. Ploskev bi morala presekati polica, a je bila za demonstracijo spregledana. Tekstura obarvane ploskve, ki je bila vzeta iz fotografije, sicer prikaţe, da steno preseka polica, a na modelu ne izstopa in nima prostorskih elementov. Polica na modelu ni definirana, vidna je le kot slika na teksturi ploskve od stene. Glede na zahtevano natančnost se odloči ali je takšno polico potrebno definirati ali ne. Postavi se vprašanje, katere podrobnosti naj se vzame v obdelavo in katere so za obdelavo premajhne ali nepomembne. Zahtevana natančnost projekta opredeli, do kakšne mere bodo podrobnosti na modelu definirane. Pomembnost posamezne podrobnosti je potrebno opredeliti posamično, od primera do primera. 4.2.6 CENTER OZNAČEVANJA NA FOTOGRAFIJI Pri veliki količini fotografij in pri zelo razgibanih objektih, kjer ni veliko ravnih linij ter se oblika in relief objekta nenehno spreminjata (kamnolom, pobočje hriba,…), je treba skoncentrirati določevanje točk čim bolj na sredino nekega posnetka. Prav tako morajo biti točke enakomerno razporejene po celotni fotografiji. Sočasno naj se upošteva zakonitosti fotogrametrije (1. slika ima z 2. sliko 6 skupnih točk in 1. slika ima s 3. sliko eno skupno točko), saj je takšno določevanje točk bolj natančno. 25 Slika 21: Koncentracija točk na sredini fotografije (*) Koncentracija velikega števila definiranih točk na eni fotografiji, praviloma tisti z oddaljenim stojiščem, ni smiselna. Bolje je, da točke kontinuirano prehajajo s posnetka na posnetek v smeri razvoja z enakomerno porazdelitvijo na posameznemu posnetku. Takšen primer prikazuje slika 22. Ta princip sovpada s priporočilom doseganja večje natančnosti točk, zato ni priporočljivo, da je na eni oddaljeni fotografiji velika količina točk. Slika 22: Smiseln prehod točk na dveh fotografijah (*) Na sliki 23 je razviden nepravilen prehod med dvema fotografijama, kjer obe fotografiji povezuje le nekaj točk na obrobju obeh fotografij. Izpuščeni sta bili vsaj dve povezovalni oziroma vmesni fotografiji pri prehodu. Nadalje je leva fotografija tudi primer, kako naj se na fotografiji ne določuje točk, saj so vse točke skoncentrirane na desni strani. Desna fotografija je prav tako nepravilno določena, saj koncentrira preveliko število točk na eni fotografiji z oddaljenim stojiščem. 26 Slika 23: Slabo načrtovan prehod točk (*) 4.2.7 POUSTVARJANJE FASADE Ko je določevanje primarnih in sekundarnih točk na izbrani steni končano, se dobi oblak vseh določenih točk trenutne stene modela, kot prikazuje slika 24. Minimalno potrebna količina za izris ploskve v programu Photomodeler so tri točke, kar je tudi matematična in geometrijska osnova, kjer eno ravnino določajo tri točke. Slika 24: Oblak primarnih in sekundarnih točk čelne stene kamnoloma (*) Z ukazom Path Mode se lahko prične kreiranje ploskev. Ploskve se tvorijo z označevanjem točk, iz katerih bo predvidena ploskev sestavljena. Ploskve je treba predhodno predvideti in jih s pomočjo zaporednih številk točk pravilno zastaviti. To je pomembno, saj bi nepozorno postavljanje ploskev privedlo do nepravilnih in nenavadnih oblik kamnoloma. 27 Ukaz za kreiranje ploskev Marking > Surface Tools > Path Mode Ko je ploskev na osnovi točk izbrana in definirana, se ji nato priredi fotografijo, lahko tudi več fotografij, iz katere naj ustvari teksturo oziroma fasado. Photomodeler 6 torej ponuja moţnost, da se tekstura ustvari tudi iz dveh ali več fotografij. Pri izdelavi 3D fotomodela kamnoloma je bolje, da se za posamezne fasadne ploskve uporabi le eno fotografijo, saj razpoke, striţne cone in ostale diskontinuitete prehajajo z ene ploskve na drugo. Pri uporabi več fotografij za eno ploskev bi prišlo do neujemanja linije določene diskontinuitete, ki prehaja med ploskvami. Neujemanje bi se odraţalo na meji med ploskvami, ker bi bila tekstura fasade kombinacija več fotografij. Diskontinuitete bi bile tako slabo razvidne, nelogično prekinjene in s tem neprepoznavne. Kvalitetno ovrednotenje diskontinuitet bi bilo tako nemogoče. Vsaki ploskvi naj se določi tudi plast (layer), kateri bo pripadala. Smiselno je, če ime plasti sovpada z imenom stene (čelo, vhod, front, back, enter,…). Stena kamnoloma je sestavljena iz skupine povezanih ploskev, ki imajo skupno plast (layer). S takšnim označevanjem je končanemu modelu moţno selektivno določati stene, ki bodo vidne pri pregledu ali nadaljnji obdelavi. Primer postopne izdelave fasade stene kamnoloma s ploskvami prikazuje slika 25. Ukaz za layer določevanje ploskev Glavni menu > Edit > Layers > Čelo, vhod, front, back, enter,… Slika 25: Postopno določevanje ploskev čelne stene kamnoloma (*) Izbiro fotografije za izris teksture ploskve se lahko prepusti tudi programu Photomodeler, ki avtomatično pregleda, na katerih fotografijah se pojavlja celotna ploskev. Izmed fotografij, na katerih se ploskev pojavlja, bo izbral tisto, na kateri je ploskev fotografirana z najbliţjega stojišča ter iz nje tvoril teksturo. 28 Ukaz za ploskev trh točk Marking > Surface Tools > Triangle Mode Če se površje tvori z več kot tremi točkami, program sam naredi pribliţen izračun, kakšno naj bi izgledalo površje. Površino razbije na integrirane ploskve treh točk glede na pozicijo točk. Takšno tvorjenje površine ni nujno najboljše, saj daljice med točkami program postavi samostojno. Na takšen način so lahko tvorjene ploskve, ki so integrirane v skupino ploskev, ki ne poustvarjajo dejanskih razmer na terenu. To pomeni, da površje, ki je bilo sestavljeno iz več kot treh točk, ni nujno takšno, kot se ga je predvidevalo. Sestavljanje površja s pomočjo več točk zelo skrajša čas izdelave posamezne stene, vendar je potrebno paziti, da so integrirane ploskve pravilno zastavljene. Površje sestavljeno iz več kot treh točk in s tem več skupaj integriranih ploskev prikazuje slika 20. 4.2.8 KONČANI MODEL Končni model se lahko predstavi kot točkovni model, kjer je model viden kot oblak definiranih točk. Slika 26: Končna shema oblaka določenih točk (*) 29 Lahko se ga predstavi kot ţični model. Slika 27: Žični model (*) Predstavi se ga lahko prav tako z vklapljanjem in izklapljanjem plasti. Slika 28: Vklopljene različne plastnice (*) 4.2.9 RINOCEROS EXPORT MODEL Moţnosti za izvoz (eksportiranje) modela iz programa Photomodeler 6 v splošno poznani program za oblikovanje Rhinoceros je več. Tri izmed moţnosti za prenos modela omogočajo prenos tekstur oziroma površin med točkami, katerih podlaga so fotografski posnetki. To so 30 oblike datotek: VRML (Virtual Reality Modeling Language), OBJ (wavefront) in 3DM (Rhino). Ti modeli se lahko nadalje oblikujejo v Rhinocerosu po potrebi. 4.3 KONTROLA 3D MODELA Ko je model zaključen, njegova tekstura fasade vsebuje slike fotografiranih tarč. Vsaka tarča naj na terenu vedno nastopi kot stična točka nekaj ploskev na modelu, torej kot primarna ali sekundarna točka. To se doseţe s postavitvijo točke v center tarče na fotografijah, na katerih se bo točka tarče določevala, kot kaţe slika 29. Lokacija tarč je v koordinatnemu sistemu modela tako določena in definirana. Slika 29: Označevanje tarče na fotografiji (levo), (desno) tarča je stična točka ploskev na 3D modelu (*) S totalno postajo se pred začetkom fotografiranja izmeri lokacijo tarč. Te prostorske koordinate tarč naj sluţijo kot fiksno določene točke in kasneje kot osnova za preverjanje natančnosti. Pridobljene prostorske koordinate točk oziroma tarč s pomočjo totalne postaje, se primerja s koordinatami točk oziroma tarč na napravljenemu 3D modelu ter izračuna njihovo medsebojno oddaljenost. S poznano razdaljo med točkami tarč, pridobljenimi iz meritev totalne postaje ter točkami tarč, pridobljenimi iz modela, bo razvidno odstopanje 3D modela. Razdalja med dvema točkama v prostoru se lahko izračuna po enačbi: AB x2 x1 2 y2 y1 2 z 2 z1 2 (1) 31 32 5 PRAKTIČNE UGOTOVITVE IN NASVETI IZDELAVE 3D MODELA 5.1 DOSEGANJE VEČJE NATANČNOSTI TOČK Natančnost točke se lahko ocenjuje, ko je točka določena na vsaj treh fotografijah. Projicirni ţarki morajo biti v iskani točki čim bolj medsebojno pravokotni (slika 4). Če imajo projicirni ţarki medsebojno majhen kot, se točka teţko orientira v prostor. Natančnost upada proporcionalno z manjšanjem kota. Takšnemu označevanju se je dobro izogniti. Lahko se zgodi, da je točko potrebno definirati na pomembni fotografiji, katere kot ţarka je glede na ostale ţarke manjši od 30°. V takšnemu primeru naj se točka predhodno določi na fotografijah, ki bodo predhodno zagotovile medsebojno pravokotnost ţarkovanja, ter šele nato na fotografiji s kotom, manjšim od 30°. Ali drugače, fotografijo točke, ki bo imela majhen kot projicirnega ţarka glede na ţe obstoječe ţarke, naj se določi šele kot četrto ali peto po vrsti. Takšen pristop omogoči, da se točki najprej priredi njena 3D lokacija na podlagi ugodnih fotografij ter šele nato pozicija na pomembni fotografiji, kjer program sam ponudi njeno lokacijo, izračunano na podlagi predhodnih medsebojno orientiranih fotografij. Tako se tudi poveča moţnost izbire prave pozicije točke na nam pomembni fotografiji in zmanjša moţnost nadaljnjih pogreškov, ki bi sledili zaradi napačne postavitve točke. Primer izboljšanja natančnosti prikazujeta slika 30 in slika 31. Natančnost točke se povečuje z njeno določitvijo na vsaki naslednji fotografiji. Na več fotografijah, kot je točka določena, večja je njena natančnost. Lokacijo ţe definiranih točk na fotografijah je moţno tudi naknadno spreminjati, kar omogoča izboljšanje natančnosti njene lokacije. To ponuja moţnost, da se najpomembnejše točke na modelu in fotografijah, ki so bile napačno definirane, preveri in popravi, če je to potrebno. Dejavnik, ki prav tako zmanjšuje natančnost, je določevanje točk na fotografijah, ki so bile fotografirane z različnih oddaljenosti. Razdalja med stojiščem fotografiranja in točko mora biti za vse fotografije, na katerih se točka pojavlja, pribliţno enaka. V primeru, da je točka na dveh fotografijah določena z dokaj enake razdalje ter nato na tretji fotografiji z dvakrat večje razdalje, se znatno zmanjša njena natančnost v prostoru. Enako se zgodi pri kombiniranju med fotografijami vzetimi ročno in s pomočjo stativa. 5.2 NAPAČNA IZBIRA SLIK KAMNOLOMA Najboljši pogoj za orientacijo zaporednih fotografij je takrat, ko fotografije vsebujejo čim več točk, označenih na vsaj treh fotografijah, kjer so njihovi projicirni ţarki medsebojno oddaljeni za kot 90°. Takšen pogoj je za vsako točko pri tako obseţnem projektu, kot je kamnolom, skoraj nemogoče doseči. Ko je točka označena na več kot treh fotografijah, se natančnost njene lokacije na modelu izboljša. Z upoštevanjem pogojev (90°90°90°) in pogostosti označenosti je zato bolje, da se na terenu vzame čim več fotografij. Ker je za obseţen projekt kamnoloma vzetih veliko fotografij in definiranih mnogo točk, se lahko zgodi, da so točke označene na napačnih fotografijah oziroma se za definiranje točk izbere napačne fotografije. Primer takšnega označevanja prikazujeta slika 30 in slika 31. Kot med obema ţarkoma fotografij je zelo majhen, manjši od 30°. Program v takšnem primeru nezadovoljivo razbere 33 količino prostorskih podatkov za opazovano točko. Ker je za vsako točko oziroma skupino točk na omejenem območju potrebno izbrati vsaj tri fotografije, ki bodo zadovoljile pogoj (90°90°90°), je fotografijo, vzeto s stojišča 2, v takšnemu primeru najbolje opustiti. Če je pomembnost fotografije za nadaljnje modeliranje velika, se jo orientira na način opisan v poglavju 5.1. Slika 30: Shema pravilnega ter napačnega označevanja (4) Slika 31: Kot projicirnih žarkov glede na točko, manjši od 30° (*) Razlog za nastanek fotografij z majhnim medsebojnim kotom ţarkov je nedostopnost najboljših stojišč. Dostop do objekta ni moţen z vseh strani. Takšni objekti so predvsem 34 velike stavbe, kamnolomi (zaraščen in nedostopen teren), podzemni rovi,… Med zaporednimi fotografijami se tako pojavljajo majhne razlike oziroma velika medsebojna pokritost. 5.3 NERAZVIDNA TOČKA NA DRUGI SLIKI Pri določevanju točk v primerih, ko je izbrana točka jasno razvidna, nedvoumno definirana na piksel (slikovno točko) natančno na prvi fotografiji, lahko pri določevanju iste točke na drugi fotografiji pride do teţav. Ista, ţe predhodno na prvi fotografiji določena točka, je lahko nerazvidna, zabrisana na drugi fotografiji. Ta teţava večinoma nastopi pri orientiranju dveh fotografij, katerih dolţini slikovnih ţarkov fotografije se bistveno razlikujeta oziroma sta stojišči fotografiranja glede na točko zelo različno oddaljeni. Takšen primer prikazuje slika 32, kjer je na desni fotografiji teţko prepoznati iskano točko. Takšnemu načinu definiranja točk se je treba ogniti, saj vodi do nenatančnosti projekta. Če je druga slika za projekt pomembna, se določena točka vseeno lahko določi. Pri takšnih in podobnih primerih je potrebno oceniti, kje se ta točka nahaja. Ocenjevanje naj se omeji na do pet pikslov (slikovnih točk) natančno, če to dopušča ostrina fotografije. V nasprotnem primeru se taka točka na drugi sliki opusti in se jo poizkuša označiti na tretji bolj razvidni fotografiji. Slika 32: Slaba prepoznavnost točke (*) 5.4 GLOBINSKO MODELIRANJE PODROBNOSTI Pri označevanju vdolbin, večjih razpok je prav tako treba upoštevati zahteve natančnosti projekta. Obstajata dve moţnosti izrisa ploskve. Pri, glede na zahtevano natančnost, majhnih vdolbinah se za vdolbino lahko privzame, da ne obstaja in se v 3D modelu čeznjo povleče ploskev. Vdolbine se ne modelira (slika 34). Zaradi svoje globine je drugače osenčena kakor njena okolica, torej ploskve okoli vdolbine, zato bo vidna na 3D modelu, kjer so izrisane teksture, vendar pa ne bo vidna na ploskovnem, točkovnem ali ţičnem modelu in posledično ne bo prostorsko ovrednotena. Pri velikih vdolbinah, ki jih je zaradi velikosti potrebno definirati oziroma so za pridobivanje nadaljnjih kvalitativnih informacij pomembne, se izbere robne točke in model označi s 35 točkami. Najprej se označuje točke po obodu in nato točke v kraterju. Določanje poteka po ţe poprej opisanem postopku. Vdolbino se lahko definira tudi kot ločen objekt, kjer bo zopet potrebna aproksimacija robov. Za modeliranje podrobnosti veljajo enaka pravila kakor za večje ploskve. To pomeni, da se za vsako ploskev, ki se bo podrobno določila, potrebne tri točke. Za prikaz modeliranja podrobnosti je bila vzeta vdolbina, ki je nastala na breţini kamnoloma kot posledica izkopavanja. Primer modeliranja podrobnosti je prikazan na sliki 33. Po obodu se je vdolbino definiralo s točkami, ki definirajo njeno obliko na površini breţine. Točke naj se postavi tam, kjer se smer roba bistveno spremeni, kot kaţe slika 33. Količina točk na obodu naj bo premo sorazmerna z zahtevano natančnostjo, kar pomeni, da več točk poda večjo natančnost. Naslednji korak je definiranje točk v kraterju vdolbine. Točke v kraterju naj bodo izbrane selektivno in sicer tako, da bodo najbolje odraţale dejanski relief vdolbine. Priporočljivo je, da količina točk v kraterju ne presega ene tretjine točk na obodu vdolbine, saj bi to pomenilo preveliko odstopanje od namena projekta. V primeru, da gre za pomembno diskontinuiteto, se jo lahko definira posebej kot samostojen projekt s svojimi na novo vzetimi fotografijami. Tako se izognemo prevelikemu številu točk na modelu in nepreglednosti. Samostojni model vdolbine je moţno pripeti na obstoječi model kamnoloma. Slika 33: Modeliranje podrobnosti, prikaz na fotografiji in na modelu (*) 5.5 APROKSIMACIJA PRAVEGA ROBA Treba je vedeti, da je pri objektih, ki niso pravilnih oblik, so zvezni ali imajo neprekinjene robove, aproksimiranje nujno. Aproksimiranje nekega roba, ki ni čisto raven, ima razpoke ali od ene do druge točke rahlo spremeni smer, je odvisno od zahteve natančnosti projekta. Na sliki 34 je prikazan primer, kako se je z ravnino police privzelo, da je brez vdrtin. Z rdečo barvo je označena ploskev, ki prekriva vdrtino. Za vdrtino se privzame, da ne obstaja oziroma da nima prostorske razseţnosti. Stopnja aproksimacije se določa na podlagi zahtevane natančnosti, ki je določena za projekt. Aproksimacija se določa za vsako vdrtino posebej. 36 Slika 34: Groba aproksimacija oblike terena (*) 5.6 REŠEVANJE PROBLEMA NEZAKLJUČENOSTI OBJEKTA Ţe izpostavljeni problem nezaključenosti objekta, ki ga ni moţno fizično obiti in fotografirati, je moţno rešiti z dodatnim stojiščem. Slika 35 prikazuje shemo takšne situacije na terenu. Slika 35: Shema reševanja nezaključenosti objekta (4) 37 Kot je razvidno na sliki, pogoja (90°90°90°) s štirimi stojišči ni moţno doseči. Obe kotni točki sta vidni le na dveh fotografijah. Dodatno peto stojišče v isti ravnini ostalih štirih stojišč ne bi rešilo ničesar. Dodano peto stojišče se tako postavi nad objekt s pogledom navzdol. Snop slikovnih ţarkov fotografije dodanega petega stojišča bo glede na ţarkovanja ostalih stojišč pravokoten. Pogoj (90°90°90°) bo tako zadovoljen. Pri modeliranju kamnoloma se je dodatna stojišča postavilo na zgornji obod kamnoloma. Projicirni ţarki so bili usmerjeni navzdol proti stenam kamnoloma in proti tlom. 5.7 POSPLOŠEVANJE NASUTEGA MATERIALA Med izdelavo dna oziroma tal modela kamnoloma je prišlo do potrebe posploševanja dela tal kamnoloma. V kotu kamnoloma je bil nasut material, ki je nastal pri pridobivanju kamninskih blokov. Bil je različnih velikosti in oblik in naključno nasut na kup. Na vrhnjem delu nasutja so bili kosi skal veliki od nekaj decimetrov do nekaj metrov. Za proces izdelave modela je to območje mnogih podrobnosti, ki bi jih bilo brezpredmetno določevati in definirati. Območje je bilo za pridobivanje kvalitativnih informacij o diskontinuitetah nepomembno, zato se je njegovo obliko posplošilo na ravne ploskve. Taka vrsta posplošitve prinese slab pribliţek resnične situacije na terenu, a je s stališča majhne pomembnosti območja zadovoljiva. Tekstura ploskev tal bo popačena, ali pa ne bo razvidna, kot prikazuje slika 36. Za definiranje ploskev so se izbirale najbolj vidne in pomembne točke, katerih ploskve bodo najbolj odraţale stanje na terenu. Take točke so bile na vrhovih skal in na najniţjih točkah območja. Slika 36: Popačena tekstura ploskev (*) 38 6 OBDELAVA 3D MODELA S PROGRAMOM RHINOCEROS 4.0 Ko je zaključena izdelava in obdelava 3D modela v programu Photomodeler 6, se z izvozom modela v splošno znan program za oblikovanje obdelava lahko nadaljuje. Kot splošno znan program za oblikovanje je bil izbran Rhinoceros 4.0, ki sodi v skupino CAD (Computer-aided design) programov. 6.1 IZVOZ IZ PROGRAMA PHOTOMODELER 6 Pri izvozu modela je bil za izvozno obliko datoteke iz Photomodelerja izbran format 3DM (Rhino). Ta format izvozne datoteke je edini omogočal prenos tekstur površin, pridobljenih iz fotografij. Pri izvozu Photomodeler 6 napravi datoteko s končnico *.3DM in preoblikuje velikost fotografij, ki so bile uporabljene in so tako prirejene za uporabo v Rhinocerosu 4.0. Na podlagi preoblikovanih fotografij in ostalih podatkov Rhinoceros 4.0 rekonstruira 3D model. Slika 37: Izvozni pogovorni okni 3D modela (*) 6.2 UVOZ V PROGRAM RHINOCEROS 4.0 Pri uvozu v Rhinoceros 4.0 so nastale manjše teţave. Program je nekaterim ploskvam priredil teksture napačnih uvoţenih fotografij oziroma za teksture ploskev ni uporabil nobene fotografije. Napačno izbrane teksture so razvidne na sliki 38 kot siva območja ali kot območja, kjer je jasno razvidno, da je na ploskvi določena napačna tekstura (tekstura oblakov, tekstura neba, nelogično odstopanje na prehodu ploskev, grobo prekinjene diskontinuitete…) 39 Slika 38: Napačno privzete teksture (*) Po pregledu uvoţenega modela je bilo ugotovljeno, da je Photomodeler 6 skupaj s 3DM datoteko izvozil premalo fotografij. Rhinoceros 4.0 tako nekaterim površinam ni mogel prirediti pripadajoče teksture. Dokaj zgodaj je bilo moč opaziti vzorec, ki je razkrival, da so ploskve, ki naj bi uporabljale teksturo od določene slike, strnjene v enklave oziroma omejena območja (več sledečih ploskev). Vsake ploskve tako ni bilo potrebno posebej pregledati, ali ima prirejeno pravilno teksturo. Primer pomanjkljivega prirejanja tekstur je lepo razviden na sliki 38 kot sivo območje na breţini kamnoloma in na tleh podzemnega dela. Pomanjkljivost je bila odpravljena z uvozom manjkajočih fotografij in spremembo njihovih dimenzij na prirejeno ločljivost, v katero Rhinoceros 4.0 modificira fotografije (1024 x 1024 piksel). Po primerjanju s teksturami ploskev prirejenih v Photomodelerju 6 se je nato vsaki ploskvi določilo pravilno teksturo, takšno, kot ji jo je priredil Photomodeler 6. Slika 39 prikazuje popravljen in zaključen model kamnoloma. 40 Slika 39: Popravljen in zaključen model (*) Slika 40: Popravljen in zaključen model, pogled v smeri JZ (*) 41 Slika 41: Vhod v podzemni izkop, pogled v smeri JV (*) Slika 42: Podzemni del prerez in žični model dela kamnoloma v Rhinoceros 4.0 (*) 42 7 ZGLED UPORABNOSTI NA PRIMERU PROSTORSKEGA DOLOČEVANJA DISKONTINUITETE Nadalje prikazani zgled je le ena izmed uporabnosti 3D modeliranja v rudarstvu, geotehnologiji in geologiji. Prikazan je postopek ovrednotenja diskontinuitete na modelu, ki jo definira v prostoru. Priredi ji prostorske koordinate, s čimer je diskontinuiteta oziroma razpoka umeščena oziroma locirana v prostoru. Prostorske elemente diskontinuitete se lahko nadalje uporabi za: • ovrednotenje slednic prelomov, • prostorsko lociranje in ovrednotenje potencialno nevarnih klinov, • pridobivanje prostorskih elementov, • pomoč pri prepoznavanju geomehanskih značilnosti območja diskontinuitete ali širšega območja, • za pomoč pri obračunavanju količin izkopa (predviden izplen) Pri odstrelu etaţ in sprotnem dokumentiranju izkopa se lahko predvidi smer in orientacija nadaljevanja prelomov (strmi prelomi dinarske smeri), kar v primeru kamnoloma lahko sluţi za predvidevanje kakovosti naslednje etaţe. 7.1 DEFINIRANJE RAZPOKE S POMOČJO PROGRAMA RHINOCEROS 4.0 Prikazanih je šest korakov izvedbe definiranja razpoke: 1. Izbere se trikotnik (ploskev), na katerem leţi razpoka, ki se ji bo določilo prostorske elemente, kot kaţe slika 43. Izbira ploskve je lahko poljubna ali točno izbrana glede na zaporedje diskontinuitet, ki jih ţelimo ovrednotiti. Slika 43: Izbira ploskve (*) 43 2. Ustvari se novi layer (plast), kateremu se določi barvo, ki naj bo kontrastna glede na barvo teksture izbrane ploskve. V primeru sive kamnine je bila izbrana rdeča barva. Ukaz za ustvarjen novi layer: Glavni meni > Edit > Layers > Edit Layers > New Layer > Layer 01 Ukaz za določitev lastnosti (barvo): Layer 01 > Set Properties > Materials > Color 3. Označi se trikotnik oziroma ploskev na katerem leţi diskontinuiteta (slika 44). Za smer pogleda se izbere pogled, ki je najbolj pravokoten glede na izbrano ploskev. Na izbiro so: Top, Bottom, Left, Right, Front, Back. Izbran je bil pogled Left, kjer je ploskev najbolje razvidna. Slika 44: Izbira pogleda Left (*) 4. Določi se ploskev na kateri se bo ovrednotila diskontinuiteta. Ukaz za določitev ploskve Glavni menu > View > Set CPlane origin > Set CPlane > Set CPlane by 3Points Pojavi se izhodiščni kriţec, s katerim se označi vse tri točke izbrane ravnine v smeri urinega kazalca. V orodni vrstici je potrebno izbrati še opciji Osnap in Point. 5. Označitev diskontinuitete Kot predizbor se označi novo plast (layer), ki je bila predhodno napravljena. Z izbiro Polyline se nato začne označevati diskontinuiteto. Bolj kot je označevalec natančen, bolj natančno je 44 diskontinuiteta določena. Vendar pa je minimalna zahteva ta, da se postavi točka tam, kjer se smer diskontinuitete znatno spremeni (slika 45). Ukaz za označevanje diskontinuitete Glavni menu > Curve > Polyline > Polyline Z risanjem točk in linij se poustvarja smer razpoke, ki jo ţelimo definirati. Pogled naj bo nastavljen na Rendered, saj se le tako lahko poustvarja razpoka, ki leţi na ploskvi. Teksture kamnine na ostalih nastavitvah niso razvidne. Slika 45: Princip določevanja diskontinuitete (*) 6. Pridobitev prostorskih elementov Prostorske koordinate točk, ki poustvarjajo diskontinuiteto, se dobi z ukazom list. Ukaz za prikaz seznama Pogovorna vrstica > Command: List Slika 46: Seznam točk diskontinuitete (*) 45 Tabela 1: Seznam točk diskontinuitete (*) Ime točke diskontinuitete point [ 0 ] point [ 1 ] point [ 2 ] point [ 3 ] point [ 4 ] point [ 5 ] point [ 6 ] point [ 7 ] point [ 8 ] point [ 9 ] point [ 10 ] point [ 11 ] point [ 12 ] point [ 13 ] point [ 14 ] point [ 15 ] point [ 16 ] point [ 17 ] point [ 18 ] point [ 19 ] point [ 20 ] point [ 21 ] point [ 22 ] point [ 23 ] point [ 24 ] point [ 25 ] point [ 26 ] Lokalna koordinata x [m] 1000,17 1000,16 1000,15 1000,13 1000,12 1000,11 1000,10 1000,08 1000,07 1000,06 1000,04 1000,04 1000,03 1000,02 1000,01 1000,00 999,99 999,98 999,97 999,95 999,94 999,93 999,91 999,89 999,88 999,87 999,85 Lokalna koordinata y [m] 987,78 987,71 987,64 987,53 987,48 987,41 987,36 987,26 987,18 987,14 987,05 987,02 986,98 986,91 986,87 986,81 986,76 986,72 986,65 986,58 986,50 986,44 986,37 986,26 986,20 986,15 986,03 Lokalna koordinata h [m] 103,30 103,36 103,37 103,45 103,48 103,52 103,56 103,56 103,62 103,65 103,71 103,71 103,75 103,79 103,81 103,80 103,74 103,77 103,79 103,81 103,82 103,79 103,78 103,78 103,83 103,83 103,85 Kumulativa razdalje [m] 0,00 0,09 0,17 0,30 0,36 0,44 0,51 0,61 0,70 0,76 0,87 0,90 0,96 1,04 1,08 1,15 1,22 1,27 1,34 1,42 1,50 1,57 1,63 1,74 1,82 1,88 2,00 Opomba: Lokalno koordinatno izhodišče pri merjenju s totalno postajo je bilo postavljeno v točki (1000,1000,100). Kot je razvidno iz tabele 1, skupna razdalja označene diskontinuitete znaša 2 m in je poustvarjena iz 27 točk. Za bolj plastičen prikaz se lahko krivulja spremeni v kolobar. Tako krivulja dobi prostorsko razseţnost in je bolje razvidna tako na stranskem kot na perspektivnemu pogledu. Ukaz za transformacijo v kolobar Glavni menu > Solid > Pipe 46 Slika 47: Diskontinuiteta v prostoru 3D modela (*) Diskontinuiteti so bili tako določeni prostorski elementi, s katerimi je definirana v prostoru. Krivulja leţi na ravnini izbrane ploskve in poustvarja diskontinuiteto, ki je bila izbrana za ovrednotenje. 47 48 8 REZULTATI Modeliranje kamnoloma se je izkazalo za bolj zahtevno delo kot modeliranje stavbe, spomenika ali škatlice. Nedostopnost in nezmoţnost fotografiranja z optimalnih stojišč, torej zagotovitve, da bo imela vsaka izbrana točka na modelu presek vsaj treh slikovnih ţarkov pod medsebojno pravim kotom, predstavlja pri vbočenih modelih velik problem. Boljši pribliţek pravokotnosti ţarkov je za vsako točko laţje zagotoviti pri izbočenih modelih, kjer je obhod objekta moţen z vseh smeri. V ta namen sta bila načrt fotografiranja in fotografiranje podrejena zagotavljanju pogoja (90°90°90°) za točke, ki so bile kasneje določene na modelu. Postopno fotografiranje povezovalnih in fasadnih fotografij ter sestava načrta fotografiranja sta se tako izkazala za potrebna oziroma nujna. Photomodeler 6 daje pri prikazani metodi prednost ravnim ploskvam, ki sestavljajo kocke, kvadre in ostala pravilna telesa. Metoda je zato zelo dobra za modeliranje npr. druţinskih hiš ter podobnih konstrukcij, kot so spomeniki pravilnih oblik, ulične svetilke ali fasada Naravoslovno tehniške fakultete. Te objekte smo z isto metodo dela ţe testirali pred začetkom projekta kamnoloma. Tako je bil izziv izdelati model kamnoloma, kjer so njegove stene varljivo ravne, a prav zato priročne s stališča posploševanja. Če je namen modeliranja pridobivanje kvalitativnih informacij s teksture ploskev objekta, je metoda uporabna le za tiste objekte, ki imajo razmeroma ravne površine. Prikazan model kamnoloma je eden izmed takšnih objektov. Za objekte, ki takšnih ploskev nimajo, je modeliranje nesmiselno in neuporabno. Primer takšnega objekta je ţe omenjeno modeliranje nasutega materiala v kotu kamnoloma, kjer je pridobivanje kvalitativnih informacij z modela nesmiselno in skoraj nemogoče. Za objekte takšnih lastnosti je pametneje uporabiti druge metode modeliranja. Pri obseţnih objektih je nemogoče prostorsko ovrednotiti vsako podrobnost. S tega stališča je posploševanje nujno. Posploševanje oziroma aproksimacija se podredi zahtevani natančnosti končnega 3D modela objekta. Izbrana diskontinuiteta kamnoloma se je uspešno ovrednotila in umestila v prostor. Po opravljenemu izvozu v splošno znano CAD aplikacijo se je tam diskontinuiteta ovrednotila. Pridobile so se prostorske koordinate diskontinuitete, ki so uporabne za kasnejšo geološko in geotehnično interpretacijo. 49 50 9 DISKUSIJA Potrdila se je predpostavka, da je 3D model kamnoloma mogoče izdelati na način, da bo sorazmerno natančen, da ga bo mogoče izvoziti v programska orodja CAD za dodatne obdelave in izmere ter da bodo njegove teksture uporabne tudi za pridobivanje kvantitativnih in kvalitativnih informacij o diskontinuitetah. Dosedanje študije na tem področju so se usmerjale predvsem na manjše in srednje velike objekte do velikosti stanovanjske hiše. Bile so dokaj preproste glede količine točk ter zelo natančne, kar pomeni natančnost do nekaj centimetrov. Pri kamnolomu je bila doseţena ţelena natančnost, to je do 20 cm. Na nekaterih območjih povečane koncentracije točk je bila doseţena natančnost tudi do enega centimetra. Po merah, ki jih podaja proizvajalec programske opreme, je bila za celoten model kamnoloma doseţena srednja do srednje visoka mera natančnosti izdelanega modela. Določanje in označevanje ploskev je zelo preprosto, vendar zelo zamudno. Če je zahtevana visoka natančnost pri definiranju modela, kar pri praktičnemu delu pomeni določevanje vsake podrobnosti ali razpoke, se pri velikih in razgibanih objektih, kot je kamnolom, lahko delo zavleče tudi več tednov ali mesecev. Pri ljudeh, ki posedujejo več znanja in izkušenj na področju računalniškega modeliranja, se lahko čas izdelave glede na porabljeni čas začetnika zmanjša za 4 do 5 krat. Pri velikih objektih in posledično velikem številu vzetih fotografij se lahko pojavi problem natančnosti njihovega 3D modela. Pomanjkanje natančnosti se posledično kaţe v velikosti pogreška končanega modela in smiselnosti njegove izdelave s prikazano metodo. Metoda dela ima svojo prednost pri modeliranju majhnih, srednjih in srednje velikih objektov, do 100 m. Na 3D model nalepljene foto-teksture dajejo vtis realnosti in dobro prostorsko predstavo realnega objekta. Pri srednjih in srednje velikih objektih, kjer je teţje zagotoviti visoko natančnost, bi bilo iz modela bolje pridobivati kvalitativne kakor kvantitativne informacije. Na podlagi ugotovitev lahko sklepam, da uporabljena metoda ni najbolj priročna za večje objekte. Količina označenih točk ter prilepljenih tekstur predstavlja zamudno opravilo in je najverjetneje v konfliktu z vrednostjo projekta modeliranja. Uporabnost prikazane metode je v njeni uporabnosti in preprostosti za začetnika. Moţna je hitra transformacija modela iz programa Photomodeler 6 v druge CAD aplikacije. S tem je omogočeno sprotno preverjanje sestave in natančnosti. Programski paketi za sestavo 3D modela danes omogočajo, da lahko začetnik takoj začne z obdelavo in pride do rezultatov. Rezultati sicer ne bodo uporabni, toda začetniku bodo podali jasno predstavo o tem, kaj vse se lahko nauči ali ustvari ter koliko bo izdelek izboljšan, če se v problematiko poglobi. Menim, da ima prikazana metoda prav zaradi posploševanja in aproksimacije omejen rok trajanja svoje uporabnosti v smeri pridobivanja le kvantitativnih informacij s terena. Nasprotno se je izkazalo za pridobivanje kvalitativnih informacij z modela, kjer se je metoda izkazala kot zelo uporabna. Na podlagi teksture modela je bilo mogoče dobro definirati diskontinuiteto ter locirati njeno pozicijo na modelu. Na pohodu so nove tehnologije, ki lahko objekte bolje in natančneje modelirajo, a so trenutno cenovno še dokaj nedostopne. Sčasoma bo metoda še vedno ostala uporabna za tiste objekte, kjer ne bo zahtevana visoka natančnost in bo predvsem pomembno sprotno in aţurno 51 nadgrajevanje obstoječega modela. Hitro pridobivanje informacij o situaciji na terenu omogoča hitrejše odločanje in načrtovanje za kasnejše delo. Edini omejitvi pri modeliranju sta dostopnost stojišč fotografiranja in zagotavljanje pogoja medsebojno pravokotnih slikovnih ţarkov točk, ki se na fotografijah pojavljajo. Prikazana metoda ovrednotenja diskontinuitet na 3D modelu se lahko uporabi za: prostorsko umestitev razpok, prelomov in ostalih diskontinuitet, ovrednotenje slednic prelomov, lociranje in ovrednotenje nevarnih klinov, pridobivanje ostalih prostorskih elementov, kot sta na primer površina, prostornina,…, pomoč pri prepoznavanju geomehanskih značilnosti objektov, sprotno dokumentiranje izkopa pri odstrelu etaţ, kjer se lahko predvidi smer in orientacija nadaljevanja prelomov (strmi prelomi dinarske smeri), pomoč pri obračunu količin izkopa, predviden izplen. 52 10 ZAKLJUČEK Program Photomodeler 6 je za uporabnika zelo prijazen in omogoča modeliranje objektov za strokovno ter nestrokovno uporabo. Pridobitev kvalitativnih in kvantitativnih podatkov o objektu, ki se ga fotografira, lahko sluţi različnim namenom kasnejših obdelav. Objekte preprostih oblik in dimenzij, ki nas obdajajo v vsakodnevnemu ţivljenju, se lahko prav tako na enak način modelira za boljšo predstavo o njihovih lokacijah in oblikah. Takšni modeli so uporabni tudi za različne predstavitve in prezentacije inţenirskih projektov. Primer izdelave zapletenejšega modela večjih razseţnosti je bil predstavljen v tej diplomski nalogi. Menim, da je bil model izdelan v mejah začrtanega projekta. Postopek izdelave in končni izdelek 3D modela prikazujeta širšo uporabnost računalniškega modeliranja na področju rudarstva, geotehnologije in geologije. Prav tako je praktična uporabnost prikazana na primeru definiranja razpoke na steni kamnoloma. Prednost prikazane metode vidim predvsem v hitrosti izdelave 3D modela preprostih objektov. Fotogrametrija ima tako zagotovljeno prihodnost na področju rudarstva in geologije, saj najnovejši izdelki računalniškega modeliranja ţe nakazujejo smer razvoja. Razvoj gre v smeri slikovnega skeniranja, kjer je ročno določevanje primarnih in sekundarnih točk povsem zamenjalo avtomatizirano prepoznavanje enakih vzorcev na podlagi podobnosti. Upam, da sem s svojim delom pomagal vsem tistim, ki razmišljajo o uporabi prikazane metode za reševanje podobnih primerov v rudarski, geotehnološki in geološki praksi. 53 54 11 CONCLUSION Photomodeler 6 software is very user friendly and enables modeling objects for professional and unprofessional use. The acquisition of qualitative and quantitative object data from photographing, can be later used for various further treatments. Objects of simple shapes and dimensions that surround us in everyday life, may also be modeled in the same way for a better idea of their locations and shapes. Such models are also useful for presentations of engineering projects. The example of manufacturing a complex and large-scale model was presented in this thesis. I believe that the model was made within the path of the project. The manufacturing process and final 3D model product are showing the broad applicability of computer modeling in mining, geology and geo-technology. It is also shown the practical application on the case of crack definition in the wall of the quarry. In particular, I see the advantage of the shown method in the speed of making 3D models of simple objects. Therefore photogrammetry has ensured future in mining and geology as the most recent computer modeling products already suggest the trend. The trend of development is going towards image scanning, where the manual determination of points is completely replaced by the automatic identification of identical patterns based on similarity. I hope that my thesis helped all those considering the use of shown method to deal with similar cases in the mining, geotechnical and geological practice. 55 56 12 VIRI 1. Agencija RS za okolje – Atlas okolja [online], pridobljeno 5.9.2010. Dostopno na svetovnem spletu: <http://gis.arso.gov.siatlasokoljaprofile.aspxid=Atlas_Okolja_AXL@Arso>. 2. Marmor Sezana d.d. – Marmorjevi kamnolomi kraškega kamna [online]. [citirano 3.2.2011]. Dostopno na svetovnem spletu: <http://www.marmorsezana.com/marmor/sloveno/indexkam.html>. 2. GORJUP, Z. Temelji fotogrametrije in postopki izvrednotenja. Ljubljana: Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, 2001. 3. KOSMATIN FRAS, M. Arhitekturna fotogrametrija v spomeniškem varstvu – opis strokovnih metod in izdelkov za uporabnike. Fotogrametrija kot metoda dokumentiranja kulturne dediščine: sodobne tehnologije; Vestnik, XV, 19–39, 1996. 4. Copyright Eos Systems inc. 1992- 2008. Canada. Photomodeler 6.0 [DVD-ROM], Photomodeler help file. [Priročnik za uporabo]. 5. JANEŢIČ, M. Izdelava tridimenzionalnih modelov objektov kulturne dediščine iz fotogrametrično zajetih podatkov. Fotogrametrija kot metoda dokumentiranja kulturne dediščine: sodobne tehnologije; Vestnik, XV, 57–82, 1996. 6. JOKSIĆ, D.. Fotogrametrija 1. Beograd: GraĎevinski fakultet, 1983. 7 ERWES, H. J. B. in PRADO Walter da Silva. Valuation of orthorectification by use of Photomodeler software, Rio de Janeiro/ Brazil [online]. Dostopno na svetovnem spletu: < http://cipa.icomos.org/text%20files/antalya/75.pdf >. 8. GORJUP, Z. Fotogrametrija. Ljubljana: Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, 1991. 9. DOBRIČIČ, L. Izdelava metričnih modelov stavb z nizkocenovnim orodjem. Geodetski vestnik. 50 (1), 25–36, 2006. 10. ROŠ, M. Pišem! Priročnik za pisanje strokovnih in znanstvenih del. Ljubljana, 2005. 11. Copyright Eos Systems inc. 1992- 2008. Measuring & Modeling the Real World in Geology and Minning [online], pridobljeno 10.12.2010. [Priporočila uporabnikom]. Dostopno na svetovnem spletu: <http://www.photomodeler.com/applications/geology.htm>. 12. KLEPAC, Hrvoje. Izrada fotorealističnog 3D modela objekta uporabom stvarnih tekstura: diplomsko delo. Zagreb, 2005. Dostopno na svetovnem spletu: < http://www.fodi.geof.unizg.hr/Radovi/Diplomski/Klepac.pdf>. 13. BRIC V., GRIGGILLO D. in KOSMATIN-FRAS M. Fotogrametrija. Programska zasnova in priprava gradiv za izvedbo strokovnega dela izpita iz geodetske stroke. Ljubljana : Inţenirska zbornica Slovenije, Matična sekcija geodetov. Dostopno na svetovnem spletu: < http://www.izs.si/fileadmin/dokumenti/strokovni_izpiti/msgeo/Fotogrametrija.pdf>. 57 58 PRILOGA A: SLOVAR 3D model objekta Je posplošena oblika realnega stanja predmeta na terenu, izdelana s pomočjo računalnika. Oblika modela je aproksimirana s točkami modela, ki glede na natančnost opišejo značilnosti objekta. Točke, ki model tvorijo, so lahko na široko raztresene, kot je primer razgibanega objekta kamnoloma, ali razporejene v pravilni mreţi, kot je primer kocke, kvadra ipd. Digitalna fotografija Je fotografija, katere osnovni gradnik je slikovni element ali piksel. Geometrija fotografije je določena s koordinatnim sistemom in velikostjo slikovnega elementa. Pri fotografiranju se intenziteta sivine in barve pretvori v digitalni zapis. V matematičnem smislu je to matrika. Ţični model Je opcija prikaza predhodno določenih točk 3D modela, ki so medsebojno povezane z daljicami. Mreţni pogled je za laika nerazumljiv in mu poda le malo informacij o objektu. Problem ţičnega modela pa so prosojne ploskve. Renderiranje Določevanje slikovnih tekstur ploskvam. Opcija prilepi izrezane koščke iz slike na ploskev, ki je določena na slikah in 3D modelu. Če je fotografija vzeta pod določenim kotom na ravno ploskev, bo popačena. Gre za popravek popačene slike v geometrijsko pravilno obliko. CAD Je ime za metode in postopke, s katerimi uporabimo računalnik kot pripomoček pri inţenirskem delu. Uporabljajo se za oblikovanje krivulj in likov v dvodimenzionalnem prostoru ter krivulj, površin in teles v tridimenzionalnem prostoru. Ploskev Ploskev ali ravnina je sestavljena iz treh praviloma sekundarnih točk. Več ploskev skupaj sestavlja steno modela (slika 44). Breţina kamnoloma Je tisti del kamnoloma, ki je izpostavljen. Je del hribine, kjer poteka rudarsko pridobivanje, ali pa sluţi kot nosilec rudarske jame, če je planirano pridobivanje na tem mestu ţe zaključeno. Navadno so stene imensko označene glede na smer neba. Stena modela Je zaključena celota nekega predela kamnoloma. Kamnolom je razdeljen na stene z namenom laţjega označevanja točk in preprečevanja zmede pri delu. Izbira sten je poljubna. Stena praviloma sovpada z breţino kamnoloma. Stena je pribliţek breţine kamnoloma na modelu. Fotogram Je fotografija, vzeta s fotogrametričnim fotoaparatom, namenjena za pridobivanje kvantitativnih podatkov fotografiranega objekta. CCD tipalo digitalnega fotoaparata Je senzor za visoko resolucijske fotografije. Ta svetlobna tipala so polprevodniški mikročipi, ki svetlobo pretvorijo v električni tok (angl. Charge Coupled Device). 59 60 PRILOGA B: DODATNI POGLEDI 3D MODELA 61 62 63 64 65
© Copyright 2024