O projekcie

Projekt Wirtualne rzeźby oraz pomniki powstał dzięki realizacji mojej pracy magisterskiej pt. Porównanie metody Dense-Stereo-Matchingu ze skaningiem laserowym na wybranych rzeźbach i pomnikach ukończonej i obronionej w 2014 roku w ramach studiów na kierunku Geodezja i kartografia na Politechnice Koszalińskiej. Promotorem tej pracy był dr hab. inż. Wolfgang Kresse, któremu szczególnie dziękuję za udostępnienie naziemnego skanera laserowego FARO Laser Scanner Focus3D X 130 wypożyczonego z niemieckiej uczelni Hochschule Neubrandenburg.

W pracy dyplomowej nie skupiałem się jednak na samej rekonstrukcji 3D, lecz na analizie zalet i ograniczeń dwóch metod pomiarowych wykorzystywanych do tejże rekonstrukcji na przykładzie różniących się obiektów związanych z dziedzictwem narodowym i kulturowym. W efekcie pozyskałem cenne dane, chociażby ze względu na koszt wykorzystanych instrumentów i oprogramowania, które mogły stanowić promocję regionu jak i oryginalnych autorów rzeźb i pomników. Jeśli któryś z obiektów zostanie zniszczony, jego wirtualna kopia nadal pozostanie.

Niestety, pozyskane dane przestrzenne, pomimo mych wstępnych zapytań, nie uzyskały zbytniego zainteresowania. Pomysł stworzenia strony z możliwością obejrzenia modeli 3D był formą praktycznego wykorzystania posiadanych danych. Pierwsze prace nad tym projektem rozpocząłem pod koniec 2017 roku. Dodam też, że podczas mojej wizyty w Archiwum Państwowym w Koszalinie wspomniałem o posiadanych danych i w następstwie uzyskałem kontakt do osób, które mogą być nimi zainteresowane. Możliwe, iż dane znajdą także zastosowanie w innych przyszłych publikacjach.

Projekt realizuję hobbistycznie, lecz tworzy on realne koszty. Stąd moja serdeczna prośba do Ciebie o wspieranie i dofinansowanie projektu. Każdy grosz ma znaczenie.

Ogóły rekonstrukcji

Na tej stronie pojawiają się dwa rodzaje modeli 3D - jedne powstałe przy użyciu chmury punktów ze skaningu laserowego, drugie natomiast w wyniku rekonstrukcji przestrzennej par stereo wielu zdjęć obiektu. Obie metody mają swoje zalety i wady, miejscami wzajemnie się uzupełniając. W następstwie powstaje model 3D o dużej szczegółowości zajmujący około 800 MB przestrzeni danych. Wielkość ta w dzisiejszych czasach jest zbyt duża, by przy zastosowaniu standardowych rozwiązań była możliwa do wyświetlenia drogą Internetu. Szczegółowy model jest więc upraszczany do wielkości około 10 MB i ewentualnie poprawiany ręcznie. Każde wyświetlenie modelu pobiera więc ok. 10 MB danych, o czym należy pamiętać przy łączu o słabej jakości, a szczególnie przy rozliczeniach z usługodawcą Internetu na podstawie ilości użytych danych. Dokładne rozmiary plików wyświetlone są osobno dla każdego obiektu.

Do wyświetlania modelu 3D wykorzystano skrypty od kovacsv na darmowej licencji MIT. Modele pozyskane przy użyciu skanera laserowego korzystają z lokalnego układu współrzędnych wytworzonego dla danego obiektu z pomocą zintegrowanego komapsu. Powinny być więc zorientowane względem kierunku północy. Rekonstrukcja wykonywana jest także w skali 1:1. Aktualnie skrypty wyświetlania modelu działają na domyślnych ustawieniach, w tym parametrów kamery/oka. W efekcie początkowa pozycja obiektu, kąty patrzenia oraz przybliżenie liczone są dla każdego modelu automatycznie.

Pomiar (ograniczenia technologii, właściwości obiektu i sceny), łączenie i wyrównanie skanów, upraszczanie modelu oraz jego teksturowanie - wszystkie te etapy tworzą, powielają i wzmacniają błędy rekonstrukcji widoczne w modelu końcowym. Ze względu na zastosowanie wielu skomplikowanych algorytmów dokonujących przeliczenia masowe trudno jest oszacować ostateczny błąd modelu. Ze względu na brak bezpośredniego dostępu do skanera laserowego projekt nie skupia się na szczegółowej metryce obiektów, lecz na powszechnej i nieodpłatnej prezentacji zrekonstruowanych modeli w formie obsługiwanej przez przeglądarki internetowe.

Co dalej?

Planuję dopracowanie istniejących modeli oraz rekonstrukcję kolejnych rzeźb i pomników znajdujących się na terenie Koszalina oraz okolic. Ponadto rozważam także rekonstrukcję budynków i lokacji. Jestem jednak ograniczony jako pracownik na pełnym etacie, a lokalna pogoda nie zawsze stwarza dogodnych warunków do poprawnych sesji zdjęciowych w celach rekonstrukcyjnych.

Ponieważ posiadam komercyjną licencję do oprogramowania służącego rekonstrukcji 3D, jestem w stanie stworzyć podobne modele innych obiektów, których geometria, warunki sceny i materiał pozwalają na rekonstrukcję za pomocą zdjęć. Do takich należą przedmioty oraz figury ludzi. Otrzymany model można przetworzyć tak, aby możliwe stało się jego wydrukowanie w drukarce 3D. Dla chętnych odpłatnie dostępna jest także moja oryginalna praca magisterska, m.in. na stronie pracemagisterskie.pl.