close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Фотограмметрия как метод архитектурного обследования исторического ансамбля Строгановых посредством программы Agisoft fotoscan..pdf

код для вставкиСкачать
МЕЖДУНАРОДНЫЙ
НАУЧНЫЙ
ЖУРНАЛ
«СИМВОЛ НАУКИ»
№12-3/2016
ISSN 2410-700Х
532 р. – ISBN: 9781498760706.
3. Lectures in Ergonomics: Focus on environment and human performance / Ajediran Bello. – LAP Lambert
Academic Publishing, 2014. – 64 р. – ISBN-10: 3659611107; ISBN-13: 978-3-659-61110-0; EAN:
9783659611100.
4. Рунге В.Ф. Эргономика в дизайне среды / Рунге В.Ф., Манусевич Ю.П. – М.: Архитектура-С, 2016. – 328
с. – ISBN: 978-5-9647-0282-5.
5. Митина Н. Дизайн интерьера: практическое руководство / Митина Н. – М.: Альпина Паблишер, 2014. –
304 c. – ISBN: 978-5-9614-4670-8.
6. Даниэле Бониколини. Создание интерьеров. Стиль и комфорт. – М.: РИП-Холдинг, 2014. – 270 c. –
ISBN: 978-5-903190-67-6.
7. Джоуль Фажардо. Дизайн квартир / АСТ, Астрель, ОГИЗ, 2015. – 800 с. – ISBN: 9783833146480,
9783833123535.
8. Джулиус Панеро, Мартин Зелник. Основы эргономики. Человек, пространство, интерьер. Справочник по
проектным нормам /АСТ, Астрель, 2006. – 320 с. – ISBN: 5-17-038655-9 / 5170386559, 5-271-13422-9, 085139-4574; ISBN-13: 978-5-17-038655-0 / 9785170386550.
9. Дизайн XXI века / под редакцией Шарлотты и Питера Фиелл; перевод с английского А. В. Шипилова. Москва : АСТ, Астрель, ОГИЗ, 2009. – 192 с. – ISBN: 978-5-17-050219-6, 978-5-271-19603-4, 978-3-82282779-6.
10. Шкиль О.С. Основы эргономики в дизайне среды. Часть I: Учебное пособие / О.С. Шкиль. Благовещенск: Изд-во АмГУ, 2010. - 164 с.
11. Алексеев П.Г. Основы эргономики в дизайне: Учебно-методическое пособие. ГОУ ВПО СПбГТУРП. –
СПб, 2010. - 69 с.
12. Березкина, Л. В. Эргономика: учебное пособие / Л. В. Березкина, В. П. Кляуззе. — Минск: Вышэйшая
школа, 2013. — 432 с. – ISBN: 978-985-06-2309-6.
© Хорошилова В.О., 2016
УДК 719
А.А. Шамарина
ст. препод. кафедры
«Архитектура и урбанистика» ПНИПУ
Ю.М. Шайхисламова
студентка 2 курса магистратуры
«Архитектурное проектирование» ПНИПУ,
г. Пермь, РФ
ФОТОГРАММЕТРИЯ КАК МЕТОД АРХИТЕКТУРНОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ ИСТОРИЧЕСКОГО
АНСАМБЛЯ СТРОГАНОВЫХ ПОСРЕДСТВОМ ПРОГРАММЫ AGISOFT FOTOSCAN
Аннотация
В статье поднята проблема сохранения архитектурного наследия Пермского края. Рассмотрен метод
фотограмметрии как инструмент архитектурного обследования. Освещены ключевые моменты работы
участников летней архитектурной международной школы «Исчезающее наследие Прикамья: Усолье.
Подходы к сохранению Строгановского архитектурного ансамбля» в июле 2016 года на базе программы
3D-моделирования Agisoft PhotoScan. Дано пошаговое описание и рекомендации по работе с программой.
С помощью технологии создания трехмерной модели высокого качества на основе цифровых фотографий в
программе создана 3D - модель объекта – памятника архитектуры регионального значения - дома Брагина.
211
МЕЖДУНАРОДНЫЙ
НАУЧНЫЙ
ЖУРНАЛ
«СИМВОЛ НАУКИ»
№12-3/2016
ISSN 2410-700Х
Ключевые слова
Фотограмметрия, 3D-моделирование, метод архитектурного обследования, трехмерная модель,
облако точек.
Целью данной статьи является популяризация современных методов архитектурного обследования,
объектом исследования является архитектурный объект – дом Брагина, который является частью
исторического ансамбля Строгановых в Усолье. Предметом исследования является создание
пространственной модели здания.
В современном архитектурном обследовании фотофиксация, как менее трудоемкий, и в то же время,
наглядный способ, позволяет наиболее полно запечатлеть и проанализировать состояние объекта.
Существует несколько методов фотофиксации: художественный (отображение достоинств
архитектурного объекта как произведения искусства, выявление его архитектурного облика и
художественной выразительности), документальный (фиксация состояния деталей архитектурного объекта
во время проведения его обследования и обмера), а также метод фотограмметрии.
Фотограмметрия – это научное направление, изучающее определение формы, размера и
пространственного положения объекта. Данный метод, чаще всего, применяется при исследовании земной
поверхности с помощью аэросъемки. Кроме того, фотограмметрия позволяет создать объемную
информативную модель объекта, что имеет огромное значение в сохранении историко-культурного
наследия [2, с.31]. Современные цифровые устройства, например 3D- принтер, уже сейчас позволяют
воссоздавать объекты по их пространственной модели посредством лазерной стереолитографии,
селективного лазерного спекания и других технологий. Благодаря созданию 3D – модели объекта мы
сможем воспроизвести образцы старинной архитектуры, сохраняя историко-культурное наследие для
будущего поколения.
Фотограмметрия как метод фотофиксации применен на базе международной летней архитектурной
школы «Исчезающее наследие Прикамья: Усолье. Подходы к сохранению Строгановского архитектурного
ансамбля» в июле 2016 года.
Усолье – небольшой город в Пермском крае, славящийся своим уникальным архитектурным
комплексом XVII - XIX веков. На территории старого Усолья расположены такие памятники архитектуры,
как Спасо-Преображенский собор (1724-1733 гг.), Дом Голициных (1818 г.), Палаты Строгановых (1724 г),
контора солезавода (1833, арх. Т.Тудвасев), дом Абамелек-Лазарева (1830-е гг.) и др [5]. Исчезающий
градостроительный фонд Прикамья, находящийся на стадии разрушения, нуждается в документировании с
целью сохранения и дальнейшей реставрации.
Старинная архитектура Усолья, в основном, представлена как ограниченный территориальным
доступом комплекс объектов: большинство зданий окружено непроходимыми оврагами и заболоченной
почвой, что создало дополнительные трудности в сборе исходных данных. Поэтому, важным
преимуществом в работе с программой PhotoScan являлся минимальный набор необходимых исходных
данных, который можно получить, не имея возможности приближения к объекту: достаточно иметь
цифровые фотографии объекта без дополнительной информации.
В рамках международной архитектурной школы работа с программой PhotoScan включала в себя 2
этапа: сбор исходных данных и непосредственно работа с программой.
1. Сбор исходных данных: подготовка оборудования и фотосъемка объекта, сценарий съемки.
PhotoScan обрабатывал фотографии, снятые цифровой камерой. Однако, для получения наиболее
качественно результата, соблюдались следующие рекомендации:
• Фокусное расстояние - 50 мм;
• Разрешение фотографий максимальное (5 МПикс и более);
Для корректной работы программы с фотоматериалом следовали ряду правил:
• Избегали размытия изображений при съемке движущейся камерой,
также отражающих,
нежелательных и прозрачных объектов;
• Съемку блестящих объектов производили в облачную погоду;
212
МЕЖДУНАРОДНЫЙ
НАУЧНЫЙ
ЖУРНАЛ
«СИМВОЛ НАУКИ»
№12-3/2016
ISSN 2410-700Х
• Снимки выполнялись с большим перекрытием, то есть захватывали в кадр как можно большую
часть от предыдущего кадра;
• Наиболее важные детали снимались с трех и более ракурсов.
При работе в полевых условиях заранее спланировали сценарий съемки, то есть расположение камер.
При этом были учтены следующие правила:
• Объем фотоматериалов был подготовлен с запасом – при формировании выборки ненужный
фотоматериал был удален;
• Эффективно использовалось пространство кадра: снимаемый объект занимал наибольшую часть
снимка;
• Допускалась съемка объекта по частям при условии достаточного перекрытия кадров;
• Во избежание бликов источники освещения были расположены за пределами кадра.
На рисунках 1,2 приведены примеры сценариев съемки:
Рисунок 1 – Сценарий съемки плоского объекта
Рисунок 2 – Сценарий съемки изолированного объекта
Необходимо учесть, что PhotoScan обрабатывал только оригинальные изображения в том виде, в
котором они получены на цифровую фотокамеру.
2. Работа с программой PhotoScan: обработка и экспорт результатов.
Обработка изображений с помощью PhotoScan включала следующие основные шаги:
• загрузка полученных фотографий в PhotoScan;
• формирование выборки: визуальный анализ загруженных изображений и удаление ненужных
кадров;
• выравнивание фотографий;
• построение плотного облака точек;
• редактирование плотного облака точек;
• построение трехмерной полигональной модели;
• редактирование трехмерной полигональной модели;
• текстурирование объекта;
Методом фотограмметрии участники летней международной архитектурной школы отсняли более 20
памятников архитектуры на территории Усолья [3, с.244-274]. Авторами статьи поэтапно представлена
работа в программе PhotoScan на примере одного из исследуемых объектов – памятника архитектуры
регионального значения - дома Брагина (рис.3).
213
МЕЖДУНАРОДНЫЙ
НАУЧНЫЙ
ЖУРНАЛ
«СИМВОЛ НАУКИ»
№12-3/2016
ISSN 2410-700Х
Рисунок 3 – Дом Брагина
Пошаговое создание 3D-модели объекта в программе Agisoft PhotoScan
1. Загрузка полученных фотографий в PhotoScan:
• После экспорта фотоматериала в программу выбранные фотографии появятся на панели
Проект (рис.4).
Рисунок 4 – Выбранные фотографии загружены в проект
2. Выравнивание фотографий:
• Выбрана опция «Выровнять фотографии» в меню Обработка и настроены предпочтительные
параметры выравнивания, после чего в диалоговом окне будет отображен ход выполнения текущей
операции.
• После завершения выравнивания в окне программы отобразятся положения камер, которые
были приняты автором, и разреженное облако точек, как показано на рисунке 5:
Рисунок 5 – Разреженное облако точек и положение камер
214
МЕЖДУНАРОДНЫЙ
НАУЧНЫЙ
ЖУРНАЛ
«СИМВОЛ НАУКИ»
№12-3/2016
ISSN 2410-700Х
На рисунке 5 видно, что камеры распределились неравномерно вокруг объекта, поскольку доступ к
дому Брагина был только с трех сторон.
3. Построение плотного облака точек
• Выбрана опция «Построить плотное облако» в меню Обработка и установлены необходимые
параметры построения, после чего в диалоговом окне будет отображен ход выполнения текущей операции;
• Результат построения плотного облака точек представлен на рисунке 6:
Рисунок 6 – Результат построения плотного облака точек
4. Построение трехмерной полигональной модели
• Выбрана опция «Построить модель» в меню Обработка и установлены необходимые параметры
построения, после чего в диалоговом окне будет отображен ход выполнения текущей операции;
• Итог построения трехмерной полигональной модели виден на рисунке 7:
Рисунок 7 – Итог построения трехмерной полигональной модели
5. Наложение текстуры 3D - модели
• Выбрана опция «Наложить текстуру» в меню Обработка и установлены желаемые параметры
генерации текстуры, после чего в диалоговом окне будет отображен ход выполнения текущей операции;
• Итог построения текстурированной модели представлен на рисунке 8:
215
МЕЖДУНАРОДНЫЙ
НАУЧНЫЙ
ЖУРНАЛ
«СИМВОЛ НАУКИ»
№12-3/2016
ISSN 2410-700Х
Рисунок 8 – Итоговая 3D-модель дома Брагина
При сравнении обычной фотографии и пространственной модели объекта можно отметить, что
качество изображения не снижается. К тому же, последняя позволила изучить объект в пространстве, ведь
памятник архитектуры, как произведение искусства, невозможно рассматривать вне контекста
окружающей среды, сформировавшейся вокруг него [1, с.53]. Также полученная пространственная модель
обладает информативностью и координатной привязкой, то есть может быть использована в дальнейшем
для разработки 3D-модели целого архитектурного ансамбля.
По итогам работы можно сделать следующие выводы: метод фотограмметрии показал достойные
результаты и наименьшую трудоемкость при создании пространственной модели объекта - дома Брагина.
Кроме того, данный метод является наиболее подходящим для полевых условий и передовым методом в
обследовании и сохранении архитектурного наследия, поскольку предполагает использование современных
цифровых технологий [4, с.102]. С их помощью в рамках международной летней архитектурной школы
методом фотограмметрии построены 3D-модели для большинства памятников архитектуры регионального
значения. Программа Agisoft PhotoScan позволила быстро и качественно создать объемные модели зданий
и сооружений. Полученные данные послужили информативной моделью для создания паспорта ОКН.
Данные метод апробировали и на других объектах России и зарубежья.
Список использованной литературы:
1. С.С. Подъяпольский. Реставрация памятников архитектуры: Учеб. пособие для вузов / С.С.
Подъяпольский, Г.Б. Бессонов, Т.М. Постникова; Под общ. ред. С.С. Подъяпольского. – М.: Стройиздат,
1988. – 264 с.
2. Современные методы архитектурного обследования городской среды: Монография / [С. Парринелло и
др.]. - Пермь: Изд-во ПНИПУ, 2015. – 121 с.
3. Проектное бюро «Рекъявик» Историко-архитектурное наследие Пермского края: каталог-справочник / Москва: 2011. – 489 с.
4. С. Парринелло, С.В. Максимова, К.О. Мезенина. Архитектурное обследование исторической среды с
использованием цифровых технологий // Вестник ПНИПУ. Прикладная экология. Урбанистика. – 2015. – №
1. – С. 102.
5. Палаты Строгановых [Электронный ресурс]. – URL: http://www.pstroganov.com/?public=14
/(дата
обращения: 10.12.2016)
© Шамарина А.А., Шайхисламова Ю.М., 2016
216
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа