Modelowanie 3D obiektów zabytkowych z wykorzystaniem techniki wideo

W artykule przedstawiono proces opracowania trójwymiarowych modeli obiektów zabytkowych na przykładzie fasady kościoła św. Anny w Warszawie. Zaprezentowano również przykłady modeli 3D opracowanych zdanych wideo obiektów znajdujących się we wnętrzu kościoła. Dane pozyskano kamerą wideo z obiektywem o stałej ogniskowej ∫=16mm. Zastosowanie w kamerze stałoogniskowego obiektywu umożliwiło wyznaczenie elementów orientacji wewnętrznej w procesie kalibracji kamery wideo, a tym samym usunięcie wpływu dystorsji. Trójwymiarowe modele obiektów wygenerowano w oprogramowaniu Topcon Image Master. Opracowanie modelu 3D na podstawie danych wideo obejmowało następujące etapy: pozyskanie danych, wybór klatek wideo do procesu orientacji, orientacja klatek wideo z wykorzystaniem punktów o znanych współrzędnych z naziemnego skaningu laserowego oraz parametrów kamery wyznaczonych w procesie kalibracji, utworzenie modelu szkieletowego poprzez wskazanie na obrazach epipolarnych elementów obiektu, generowanie modelu w formacie TIN. Do przeprowadzenia oceny dokładności modeli 3D obiektów wykorzystano dane z naziemnego skaningu laserowego. Dokładność trójwymiarowych modeli obiektów zabytkowych wygenerowanych z danych wideo względem danych naziemnego skaningu laserowego wyniosła ±0,05 m.

In the paper, the process of creating 3D models of St. Anne’s Church’s facades is described. Some examples of architectural structures inside of St. Anne’s Church’s are presented. Video data were acquired with the fixed focal length lens ∫=16mm. It allowed to determine interior orientation parameters in a calibration process and to remove an influence of distortion. 3D models of heritage objects were generated using the Topcon Image Master software. The process of 3D model creating from video data involved the following steps: video frames selection for the orientation process, orientation of video frames using points with known coordinates from Terrestrial Laser Scanning, wireframe and TIN model generation. In order to assess the accuracy of the developed 3D models, points with known coordinates from Terrestrial Laser Scanning were used. The accuracy analysis showed that the accuracy of 3D models generated from video images is ±0.05 m.