ΑΠΟΤΥΠΩΣΗ ΤΗΣ ΡΟΤΟΝΤΑΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ LASER SCANNER

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΑΓΡΟΝΟΜΩΝ & ΤΟΠΟΓΡΑΦΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Π.Μ.Σ. ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ κατεύθυνση: ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΥΨΗΛΗΣ ΑΚΡΙΒΕΙΑΣ ΤΙΤΛΟΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ: ΑΠΟΤΥΠΩΣΗ ΤΗΣ ΡΟΤΟΝΤΑΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ LASER SCANNER ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ, ΜΑΡΤΙΟΣ 2011

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. Σκοπός της εργασίας 1 2. Ιστορικά στοιχεία του μνημείου 2 3. Αποτύπωση με χρήση 3D Laser Scanner Εφαρμογές στην αποτύπωση αρχιτεκτονικών μνημείων Τρόπος λειτουργίας του συστήματος Laser Scanner Αρχή λειτουργίας του συστήματος Αρχή λειτουργίας του συστήματος Laser Scanner Focus 3D Εξοπλισμός Ακρίβεια Μετρήσεις Επεξεργασία νέφους σημείων Αποτύπωση της Ροτόντας Λογισμικά επεξεργασίας και επεξεργασία των μετρήσεων Λογισμικά επεξεργασίας νεφών σημείων Επεξεργασία των μετρήσεων 41 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ 46 Τεχνικό Φυλλάδιο FARO FOCUS 3D 47 Τεχνικό Φυλλάδιο FARO SCENE 48

3 1. Σκοπός της εργασίας Η Ροτόντα της Θεσσαλονίκης ως ιστορικό και θρησκευτικό μνημείο και η ύπαρξή του μέσα στους αιώνες, αποτελεί ένα κομμάτι που αδυνατεί να σπάσει τους δεσμούς μας με το ιστορικό παρελθόν και συνεχίζει να αναζητά μια θέση στο παρόν και στο μέλλον. Η ανάγκη διατήρησης ενός τέτοιου μεγάλου ιστορικού και θρησκευτικού μνημείου, συνδέεται άμεσα με την τεκμηρίωσή του τόσο για λόγους που αφορούν στη μελέτη του, όσο και για λόγους που αφορούν στην ανάδειξή του. Μια από τις σημαντικότερες εργασίες στο στάδιο της ανάλυσης και τεκμηρίωσης ενός μνημείου είναι και η αποτύπωσή του, δηλαδή η συστηματική καταγραφή και απεικόνιση των στοιχείων που ορίζουν τη γεωμετρική μορφή και την θέση στο χώρο των επιμέρους τμημάτων του μνημείου σε δεδομένη χρονική στιγμή 1. 1 Τοκμακίδης Κ., «Τεχνικές προδιαγραφές αποτυπώσεων μνημείων» ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 1 από 46

4 2. Ιστορικά στοιχεία του μνημείου Η Ροτόντα αποτελεί ένα από τα πιο καλοδιατηρημένα μνημεία της Θεσσαλονίκης. Στην ιστορία των 16 αιώνων της άλλαξε ονόματα και χρήσεις, από ρωμαϊκός ναός σε χριστιανικό, σε μουσουλμανικό τζαμί και πάλι σε χριστιανικό ναό, κι έτσι εξηγούνται οι διάφορες φάσεις και προσθήκες στο κτίριο. Η Ροτόντα (εικόνα 2.1) βρίσκεται βόρεια της οδού Εγνατίας στη συμβολή των οδών Φιλίππου και Δημητρίου Γούναρη, στο ανατολικό τμήμα της παλιάς πόλης και σε μικρή απόσταση από την Κασσανδρεωτική πύλη της σημερινής πλατείας Συντριβανίου, όπου σώζονται ίχνη της. Νότια της Ροτόντας και στη νοητή προέκταση του άξονά της Β-Ν, σε μικρή απόσταση και σε επαφή με τη σημερινή οδό Εγνατία της πόλης, υπάρχει ένα τμήμα της Θριαμβικής Αψίδας (Καμάρας) του Γαλερίου, με την οποία η Ροτόντα αποτελούσε ένα ενιαίο κτιριακό σύνολο. Εικόνα 2.1: Η θέση της Ροτόντας (πηγή: ΚΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΟ Α.Ε.) ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 2 από 46

5 Η Ροτόντα τον περασμένο αιώνα...τη δεκαετία του 90. Εικόνα 2.2: Μερική άποψη του μνημείου της Ροτόντας Ρωμαϊκή εποχή : Η θεμελίωση του κτιρίου γύρω στα 300 μ.χ. είναι σίγουρη, αλλά το ερώτημα για τον αρχικό προορισμό της ακόμα παραμένει. Σύμφωνα με κάποιους ερευνητές ήταν Μαυσωλείο του Γαλερίου ή ναός των Καβείρων ή ναός του Δία. Πιο πιθανή φαίνεται η τελευταία θέση. Επειδή ο Δίας ήταν ο προστάτης θεός του Διοκλητιανού και του Γαλερίου. Εκτός αυτού είναι γνωστό ότι ο Γαλέριος τάφηκε στην γενέτειρά του στο Σίρμιο και όχι στην Θεσσαλονίκη. ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 3 από 46

6 Εικόνα 2.3: Ανατολική όψη της Ροτόντας. Το κτίριο έχει ομοιότητες με το Πάνθεον του Αγρίππα στην Ρώμη. Οι τοίχοι του έχουν πάχος 6,30 μ. και αποτελούνται από πέτρα, ενισχυμένη σε κάποια σημεία με τούβλο. Έχει ύψος 29,80 μ. και τα τόξα και ο τρούλος αποτελούνται από κεραμίδι. Ένα οπαίο στην κορυφή της στέγης άφηνε να περάσει το φως και ο αέρας. Η στέγη κτίστηκε σε 3 επίπεδα (εικόνα 2.3). Ο τούβλινος θόλος, με διάμετρο 24,5μ. περίπου, δεν είναι ορατός εξωτερικά. Ο περιμετρικός τοίχος, με μειωμένο πάχος, επεκτείνεται προς τα πάνω και σκεπάζει εξωτερικά τον θόλο. Πάνω στην τοιχοποιία αυτή εδράζεται η ξύλινη κυκλική κεραμωτή στέγη του μνημείου. Στο εξωτερικό του το κτίριο δείχνει βαρύ και ογκώδες, στο εσωτερικό όμως δίνει την αίσθηση του ανάλαφρου, λόγω των πολλών ανοιγμάτων και τόξων. Υπήρχαν 8 μεγάλες τετράγωνες κόγχες που καλύπτονταν από ημικυκλικά τόξα και μάλλον υπήρχαν ανοίγματα παραθύρων με επιστύλιο που ένωνε τους κίονες των παραθύρων ανά δύο. Πάνω από τις κόγχες υπήρχαν 8 μεγάλα παράθυρα και πάνω από αυτά και κάτω από τον τρούλο 8 μικρά παράθυρα. Η κυρίως είσοδος του κτιρίου ήταν κατά μήκος του άξονα προς τα νότια και ξεκινούσε από την νότια κόγχη του (εικόνα 2.4). Δίπλα από την είσοδο αυτήν υπήρχαν εκατέρωθεν δύο σκάλες που οδηγούσαν στην στέγη. ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 4 από 46

7 Εικόνα 2.4: Νότιο - Δυτική όψη της Ροτόντας. Παλαιοχριστιανική και ρωμαϊκή εποχή : Σε ποια ακριβώς εποχή μετατράπηκε το κτίριο από κοσμικό σε χριστιανικό δεν είναι βέβαιο. Πρέπει να συνέβη μεταξύ του τέλους του 4 ου και των αρχών του 6 ου αιώνα, πιθανότατα στην εποχή του Θεοδόσιου του Μεγάλου ( μ.χ.). Η επικρατέστερη άποψη για τη μετονομασία του είναι ναός των Ασωμάτων ή των Αρχαγγέλων, που αναφέρεται σε πηγές του 9 ου 12 ου και 14 ου αιώνα. Το κτίριο μετατράπηκε στη Μητρόπολη Θεσσαλονίκης μεταξύ μ.χ. και μ.χ., οπότε και η προγενέστερη Μητρόπολη Αγ. Σοφία είχε μετατραπεί σε τζαμί. Η ανατολική κόγχη μετατράπηκε σε ορθογώνια με αψίδα για το Ιερό Βήμα (εικόνα 2.5). Έτσι έχασε το κτίριο τη στατική του ικανότητα και ενισχύθηκε στο εξωτερικό της κόγχης με δύο αντιρρήδες. Για αυτό υπέστη μεγάλες ζημιές στο σεισμό του Επίσης προστέθηκε ψηφιδωτή διακόσμηση στην αψίδα του Ιερού Βήματος. ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 5 από 46

8 Εικόνα 2.5:Νοτιοανατολική άποψη της Ροτόντας. Δεξιά το ιερό που προστέθηκε στο κτίσμα την εποχή του Μ. Θεοδοσίου, όταν η Ροτόντα έγινε χριστιανικός ναός ( μ.χ.). Μια άλλη μεγάλη αλλαγή ήταν η προσθήκη ενός περιμετρικού στεγασμένου διαδρόμου γύρω από όλο τον ρωμαϊκό κύλινδρο για να μεγαλώσει η χωρητικότητα του εσωτερικού του σχεδόν στο διπλάσιο (εικόνα 2.6). Έτσι γκρεμίστηκαν οι τοίχοι των 7 κογχών. Ο διάδρομος αυτός πρέπει να γκρεμίστηκε με το μεγάλο σεισμό του 7 ου αιώνα στην πόλη. Στη δυτική πλευρά χτίστηκε μια νέα είσοδος με νάρθηκα. Στη νότια είσοδο προστέθηκε ένας προθάλαμος με δύο παρεκκλήσια, ένα κυκλικό στα ανατολικά κι ένα οκταγωνικό στα δυτικά του. Αυτό δείχνει ότι η είσοδος προς τα νότια και προς το Ανάκτορο ακόμα υπήρχε και μάλλον ο ναός χρησίμευε στην παλαιοχριστιανική εποχή σαν αυτοκρατορικός ναός του Ανακτόρου. Εικόνα 2.6: Κάτοψη της Ροτόντας, όπου φαίνεται τμήμα της κυκλικής περιμετρικής Θεοδοσιανής στοάς καθώς και άλλα μεταγενέστερα κτίσματα. ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 6 από 46

9 Δείγματα της λάμψης της παλαιοχριστιανικής εποχής είναι τα υπέροχα ψηφιδωτά εργαστηρίου της Θεσσαλονίκης, που αποτελούν τα παλαιότερα σωζόμενα της Ανατολής. Ψηφιδωτά διακοσμούσαν τα εσωτερικά στις κόγχες, τα τόξα, τα επάνω παράθυρα και τον τρούλο. Ένα τμήμα αυτών των ψηφιδωτών της Ροτόντας σώζεται και σήμερα στον θόλο και στις καμάρες των κογχών. Τα ψηφιδωτά αυτά, που παριστάνουν αγίους της πρώτης Ανατολικής χριστιανικής Εκκλησίας (Ανανίας, Ρωμανός, Αρίσταρχος, Κύριλλος, Βασιλίσκος κ.ά.), καθώς και άλλα διακοσμητικά θέματα (κύρια στις καμάρες), είναι από τα πιο σημαντικά της παλαιοχριστιανικής εποχής, αντίστοιχα σε σπουδαιότητα με αυτά της Ραβέννας της Ιταλίας (εικόνες 2.7 & 2.8). Επίσης υπήρχε πολύχρωμη ορθομαρμάρωση στους τοίχους μέχρι την βάση του τρούλου, η οποία δεν σώζεται καθόλου σήμερα. ενώ το υπόλοιπο τμήμα ήταν διακοσμημένο με ψηφιδωτά Εικόνα 2.7: Λεπτομέρεια από τα περίφημα ψηφιδωτά του θόλου της Ροτόντας. ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 7 από 46

10 Εικόνα 2.8: Τμήμα των ψηφιδωτών του θόλου της Ροτόντας. Πίσω από τις μορφές των αγίων υπάρχουν υπέροχες συνθέσεις με διάφορα κτίρια, αψίδες, τόξα και αετώματα. Τα ψηφιδωτά στις 3 κόγχες και στα 4 παράθυρα που σώζονται σήμερα έχουν καθαρά διακοσμητικό χαρακτήρα, με πλούσια μοτίβα, νατουραλιστική απόδοση και πολυχρωμία, με λαμπερές χρυσές και ασημένιες ψηφίδες στο φόντο. Στο τόξο της νοτιοανατολικής κόγχης υπάρχουν οκταγωνικά πλαίσια με πουλιά και φρούτα. Μια φαρδιά ταινία με βάζα με άνθη και καλάθια με φρούτα περικλείει το ψηφιδωτό. Το ψηφιδωτό της νότιας κόγχης έχει διακόσμηση τάπητα : γύρω από έναν κεντρικό σταυρό με ασημένιο φόντο είναι άνθη, πουλιά, άστρα και καλάθια με φρούτα. Παρόμοια είναι και η διακόσμηση της δυτικής κόγχης και τα τόξα των παραθύρων. Εδώ φαίνεται η εμπειρία και η ευαισθησία των τεχνιτών, οι οποίοι χρησιμοποίησαν στα παράθυρα που φωτίζονταν άμεσα απαλότερους τόνους χρωμάτων, ενώ στις χαμηλότερες και σκοτεινότερες κόγχες εντονότερα χρώματα. Τουρκοκρατία : Το μ.χ. ο ναός μετατράπηκε από το Σινάν Πασά και τον επικεφαλή της Μονής των Δερβίσηδων, Χορτάτζη Σουλεϊμάν Εφέντη, σε τζαμί, και ονομάστηκε Χορτάτζ Εφέντη Τζαμί. Ο Δερβίσης και κάποιος Γιουσούφ Μπέης τάφηκαν ανατολικά της κόγχης του Ιερού. Απομεινάρι της εποχής είναι ο μιναρές, η κρήνη στην αυλή και οι προθάλαμοι στη δυτική και νότια είσοδο του κτιρίου. Εκείνη ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 8 από 46

11 την εποχή ονομαζόταν και σαν Εσκί Μετροπόλ (Παλαιά Μητρόπολη), από τις επιγραφές των περιηγητών του 18 ου και 19 ου αιώνα. Το σημερινό όνομα Αγ. Γεώργιος, δόθηκε από το παρεκκλήσι του Αγίου, που βρισκόταν στη δυτική είσοδο του κτιρίου και ανήκε στη Μονή Γρηγορίου του Αγ. Όρους. Μετά την απελευθέρωση της πόλης το 1912 μ.χ., ξαναχρησιμοποιήθηκε το κτίριο σαν χριστιανικός ναός. Το 1914 μ.χ. έγιναν ανασκαφές από Γάλλους της Στρατιάς της Ανατολής, επιβλεπόμενες από Έλληνες και Δανούς. Το 1917 μ.χ. ο Ελευθέριος. Βενιζέλος ανακήρυξε το κτίριο σαν Μακεδονικό Μουσείο, κι έτσι αποτελούσε εκθετήριο χριστιανικών γλυπτών μέχρι το σεισμό του 1978 μ.χ και & ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 9 από 46

12 3. Αποτύπωση με χρήση 3D Laser Scanner 3.1 Εφαρμογές στην αποτύπωση αρχιτεκτονικών μνημείων Τα τελευταία χρόνια νέα όργανα μετρήσεων έχουν εισαχθεί στις επιστήμες των αποτυπώσεων χώρων τα οποία είναι σε θέση να μετρήσουν και να ανακατασκευάσουν τον τριδιάστατο χώρο και τα αντικείμενα των διάφορων μορφών και μεγεθών με έναν γρήγορο και οικονομικό τρόπο. Αυτά τα όργανα, βασισμένα στην τεχνολογία laser, είναι συνήθως γνωστά ως επίγειοι Τρισδιάστατοι Ανιχνευτές Laser (3D laser scanner). Οι ρίζες της τεχνολογίας laser για την μέτρηση αποστάσεων βρίσκονται στα τέλη της δεκαετίας του 1970, ωστόσο εφαρμογές της όπως οι ψηφιακοί σαρωτές laser, καθυστέρησαν να εμφανιστούν στην αγορά. Πρόσφατα η ανάπτυξη τους έχει επιτρέψει την κατασκευή εμπορικών συσκευών ικανοποιητικής ακρίβειας, φορητών από άποψη μεγέθους και βάρους και προσιτών από άποψη τιμής. Τα πλεονεκτήματα της χρήσης τους είναι εμφανή, καθιστούν δυνατή την εύκολη συλλογή πυκνών Ψηφιακών Μοντέλων Επιφανείας μεγάλης ακρίβειας και πυκνότητας σε λίγα μόλις λεπτά. Στις περισσότερες επίγειες εφαρμογές η συλλογή των δεδομένων των μοντέλων με τοπογραφικές μεθόδους είναι σχεδόν αδύνατη λόγω των μεγεθών των αντικειμένων, οπότε η λύση που ακολουθείται είναι η φωτογραμμετρική στερεοαπόδοση, η εξαγωγή δηλαδή υψομετρικής πληροφορίας από προσανατολισμένα ζεύγη φωτογραφιών του αντικειμένου. Η διαδικασία ωστόσο είναι πολύ χρονοβόρα και παρά το γεγονός ότι η ακρίβεια που μπορεί να επιτευχθεί είναι μεγάλη, η χρήση των σαρωτών laser υπερτερεί. Οι επίγειοι σαρωτές laser είναι όργανα ενεργής απεικόνισης τα οποία δίνουν σε πραγματικό χρόνο τις τριδιάστατες συντεταγμένες του αντικειμένου που αποτυπώνεται. Το προϊόν που παράγεται είναι νέφος σημείων με συντεταγμένες x, y, z που αναφέρονται στο σύστημα αναφοράς της σάρωσης και i η ένταση του ανακλώμενου σήματος. Οι σαρωτές laser ανάλογα με τη μέθοδο υπολογισμού της απόστασης διακρίνονται στους παθητικούς (μέθοδος τριγωνισμού) και στους ενεργητικούς (time of flight, τριγωνισμός με μια ή δύο κάμερες CCD). Η δεύτερη μέθοδος έγκειται στη μέτρηση του χρόνου που χρειάζεται το σήμα να πάει και να επιστρέψει στο σαρωτή. Ο χρόνος αυτός μετράται από ειδικά χρονόμετρα ακριβείας που είναι ενσωματωμένα στο σαρωτή. Έπειτα, για κάθε σημείο υπολογίζεται η απόσταση (d) με βάση τη σχέση d=c.t, όπου c η ταχύτητα του σήματος και t ο χρόνος. Οι κύριες πηγές σφαλμάτων των ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 10 από 46

13 σαρωτών time of flight είναι η ακρίβεια μέτρησης του χρόνου μετάβασης και επιστροφής του σήματος, η χρονική υστέρηση στη μέτρηση του σήματος, η αστάθεια του χρονομέτρου κλπ. Η ακρίβεια του σαρωτή time of flight τους επιτρέπει να χρησιμοποιούνται για σαρώσεις αντικειμένων από μεγάλη απόσταση και να πετυχαίνουν ακρίβειες 3mm-3cm. Οι σαρωτές τριγωνισμού άρχισαν να χρησιμοποιούνται από τη δεκαετία του 80 και βρίσκουν εφαρμογή σε μικρά αντικείμενα και κοντινές αποστάσεις. Οι σαρωτές μέτρησης απόστασης από την άλλη είναι κατάλληλοι για αποτυπώσεις αρχιτεκτονικού ενδιαφέροντος και χρησιμοποιούνται ευρέως μόλις από τη δεκαετία του 90. Η αρχή λειτουργίας τους αναλύεται σε επόμενη παράγραφο. Η τεχνολογία του laser scanner βρίσκει ευρεία εφαρμογή σε πάρα πολλούς τομείς που απαιτούν συλλογή δεδομένων με μεγάλη ταχύτητα και ακρίβεια. Ενδεικτικές εφαρμογές χρήσης του τριδιάστατου σαρωτή είναι η αποτύπωση αρχαιολογικών χώρων, αποτύπωση διατηρητέων κτιρίων ή μνημείων, αποτύπωση ορυχείων, σηράγγων, σπηλαίων, μεταλλείων κ.α., αποτύπωση ειδικών κατασκευών όπως για παράδειγμα κεραιών κινητής τηλεφωνίας, συλλογή δεδομένων και σχεδιασμός 3D μοντέλων εργοστασιακών και βιομηχανικών as - built εφαρμογών, 3D σχεδιασμός μοντέλων αεροσκαφών, πλοίων και οχημάτων (κατασκευή επισκευή), εικονική πραγματικότητα, προσομοίωση, ειδικά effects και πολλές άλλες. Στη συνέχεια παρατίθενται κάποια παραδείγματα εφαρμογών σε μνημεία ή αντικείμενα αρχαιολογικού ενδιαφέροντος. Εικόνα 3.1: Είσοδος υπόγειου σταθμού, Βιέννη Otto Wagner, (πηγή:http//cipa.icomos.org/fileadmin/papers/olinda/99c410.pdf) ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 11 από 46

14 Π.Μ.Σ. ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Εικόνα 3.2: Βυζαντινή κρύπτη Santa Cristina, Carpignano, Απουλία Ιταλία, (πηγή: http//siba3.unile.it/ctle/3ddb/vsmm/ VSMM2002_paper.pdf) Εικόνα 3.3: Koerich Castle, Λουξεμβούργο, (πηγή:http \ 3D Laser Scanning - Examples Architecture and Buildings and Historic Monuments Heritage ArcTron GmbH.mht) ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 12 από 46

15 Εικόνα 3.4: Οχυρωματικός πύργος, Markgrafneusiedel Αυστρία, (πηγή: http// Εικόνα 3.5: Ρωμαϊκή σαρκοφάγος, Τουρκία, (πηγή: http//cipa.icomos.org/fileadmin/papers/athens2007/fp081.pdf) ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 13 από 46

16 Εικόνα 3.6: Stonehedge, Αγγλία, (πηγή: ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 14 από 46

17 3.2 Τρόπος λειτουργίας του συστήματος Laser Scanner Αρχή λειτουργίας του συστήματος Με βάση την αρχή λειτουργίας τους τα συστήματα laser scanner διακρίνονται σε σαρωτές μέτρησης απόστασης (εικόνα 3.7) και σαρωτές τριγωνισμού (εικόνα 3.8). Οι σαρωτές της πρώτης κατηγορίας έχουν τη δυνατότητα μέτρησης της απόστασης με δύο τρόπους: Χρόνος πτήσης της ακτίνας laser (Time of Flight Measurement). Μια ακτίνα laser εκπέμπεται στο αντικείμενο και η απόσταση μεταξύ πηγής και ανακλώμενης επιφάνειας υπολογίζεται από το χρόνο ταξιδιού του σήματος μεταξύ εκπομπής και λήψης. Σύγκριση φάσης (Phase Shift Measurement). Στην περίπτωση αυτή η εκπεμπόμενη ακτίνα μετατρέπεται σε αρμονικό κύμα και η απόσταση υπολογίζεται από τη διαφορά φάσης μεταξύ εκπεμπόμενου και λαμβανομένου κύματος. Εικόνα 3.7: Αρχή σαρωτή μέτρησης απόστασης. (πηγή: 3D Laser Scanning for Heritage, advise and guidance to users on laser scanning in archeology and architecture, English Heritage, 2007, σελ. 8.) ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 15 από 46

18 Οι σαρωτές τριγωνισμού μπορούν να διαθέτουν μονή ή διπλή κάμερα: Σαρωτές με μονή κάμερα. Ο σαρωτής αυτός περιλαμβάνει συσκευή εκπομπής στέλνοντας την ακτίνα laser σε καθορισμένη μεταβαλλόμενη γωνία από την άκρη μηχανικής βάσης στο αντικείμενο και μια CCD κάμερα στην άλλη άκρη της βάσης εντοπίζει την κηλίδα του laser πάνω στο αντικείμενο. Η τριδιάστατη θέση του αντικειμένου διεξάγεται από την επίλυση του τριγώνου που σχηματίζεται. Σαρωτές με διπλή κάμερα. Μια παραλλαγή της αρχής του τριγωνισμού εφαρμόζεται με χρήση δύο CCD καμερών κάθε μια από τις οποίες βρίσκεται στα άκρα μιας βάσης. Η κηλίδα του laser που πρέπει να εντοπιστεί στην περίπτωση αυτή υποδεικνύεται από ένα προβολέα φωτός που δεν έχει καμία μετρητική λειτουργία. Η γεωμετρική λύση βασίζεται στην ίδια αρχή με την μία κάμερα και έχει τα ίδια χαρακτηριστικά ακρίβειας. 3 Οι σαρωτές τριγωνισμού βρίσκουν εφαρμογή μόνο σε κοντινές αποστάσεις και μικρά αντικείμενα καθώς η ακρίβεια της απόστασης μεταξύ οργάνου και αντικειμένου εξαρτάται από το τετράγωνο της απόστασης. Ενώ για αποτυπώσεις αρχιτεκτονικού ενδιαφέροντος, κατάλληλοι είναι οι σαρωτές μέτρησης απόστασης καθώς μπορούν να μετρήσουν πολύ μεγάλες αποστάσεις (τυπικά από μέτρα). Εικόνα 3.8: Αρχή σαρωτή τριγωνισμού. (πηγή: 3D Laser Scanning for Heritage, advise and guidance to users on laser scanning in archeology and architecture, English Heritage, 2007, σελ. 8.) 3 Proceedings of the CIPA WG 6 International workshop on Scanning for Cultural Heritage Recording, September, 1-2, 2002, Corfu, Greece.σελ ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 16 από 46

19 Μια επιπλέον κατηγορία αποτελεί ο από αέρα laser scanner. Βασίζεται είτε στις αρχές του τριγωνισμού, είτε του χρόνου πτήσης. Στην περίπτωση αυτή ο σαρωτής είναι απαραίτητο να εξοπλιστεί με αισθητήρες για τη μέτρηση της θέσης, του προσανατολισμού και της στάσης του αεροσκάφους κατά τη διάρκεια συλλογής των δεδομένων, μέσω GPS και αισθητήρων αδράνειας. Συνδυάζοντας αυτές τις μετρήσεις με δεδομένα απόστασης που συλλέγονται από τον laser scanner παράγεται ένα τρισδιάστατο νέφος σημείων που αναπαριστά την τοπογραφία του εδάφους, παρόμοιο με αυτό που δημιουργείται από ένα laser scanner σταθερό στο έδαφος Αρχή λειτουργίας του συστήματος Laser Scanner Focus 3D Η εταιρεία FARO με το laser scanner Focus 3D παρέχει ένα μηχάνημα τριδιάστατης αποτύπωσης ικανό να καταγράφει μεγάλο όγκο δεδομένωνπαρατηρήσεων σε μικρό χρονικό διάστημα. Η αρχή λειτουργίας του συγκεκριμένου 3D laser scanner (εικόνες 3.9 & 3.10) είναι να στέλνει μια ακτίνα laser στο πεδίο καταγραφής και όταν αυτή η ακτίνα προσπίπτει σε μια ανακλώμενη επιφάνεια επιστρέφει πίσω στη διεύθυνση του scanner (σαρωτής μέτρησης απόστασης). Για το προσδιορισμό της θέσης του αντικειμένου το laser scanner δουλεύει με πολικές συντεταγμένες οι οποίες περιλαμβάνουν οριζόντια, κατακόρυφη γωνία και τη μετρούμενη απόσταση σε σχέση με τη θέση του laser scanner. Η οριζόντια γωνία υπολογίζεται σε σχέση με τη γωνία στροφής του laser scanner γύρω από τον κατακόρυφο άξονα, η οποία μετριέται με ένα μετρητήκωδικοποιητή γωνίας. Η κατακόρυφη γωνία προσδιορίζεται μέσω της γωνίας στροφής του καθρέφτη-πρίσματος το οποίο εκτρέπει την εκπεμπόμενη ακτίνα σε κυκλική τροχιά μέσω του χώρου. Αυτή η γωνία μετριέται με ένα δεύτερο μετρητή-κωδικοποιητή γωνίας. Ο αισθητήρας απόστασης μετρά την απόσταση από το laser scanner στο αντικείμενο. Στο συγκεκριμένο μοντέλο για τη μέτρηση των αποστάσεων χρησιμοποιείται η Σύγκριση Φάσης (Phase Shift Measurement) για τον υπολογισμό της απόστασης. 4 3D Laser Scanning for Heritage, advice and guidance to users on laser scanning in archeology and architecture, English Heritage, 2007, σελ. 7, 8. ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 17 από 46

20 Επιπλέον για την ποιοτική πληροφορία το 3D laser scanner καθορίζει την αντανακλασιμότητα της προσπίπτουσας επιφάνειας μετρώντας την ένταση της ληφθείσας ακτίνας laser. Γενικά, οι φωτεινές επιφάνειες αντανακλούν μεγαλύτερο ποσοστό του εκπεμπόμενου φωτός από ότι οι σκοτεινές επιφάνειες. Αυτή η αντανακλάσιμη ποσότητα χρησιμοποιείται για να συσχετίσει τη διαβάθμιση της βαθμίδας του γκρι σε κάθε σημείο. Το 3D laser scanner έχει τη δυνατότητα να εκτελεί ταχύτατες σαρώσεις υψηλής ακρίβειας έως σημεία/sec. Το αποτέλεσμα από τις μετρήσεις αποκαλείται νέφος σημείων Point Cloud. Ανάλογα από τη επιλεγμένη ανάλυση, κάθε νέφος σημείων μπορεί να αποτελείται από εκατομμύρια σκαναρισμένα σημεία 5. Αισθητήρας απόστασης Ληφθείσα ακτίνα Εκμπεμπόμενη ακτίνα laser Καθρέφτης-πρίσμα Οριζόντια κίνηση & Αισθητήρας γωνίας Κατακόρυφη κίνηση & Αισθητήρας γωνίας Εικόνα 3.9: Σχηματική απεικόνιση της λειτουργίας του Laser Scanner Focus 3D. (πηγή: Technology White Paper: How the Laser Scanner Photon works) 5 Technology White Paper: How the Laser Scanner Photon works ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 18 από 46

21 Περιστρεφόμενη ακτίνα laser (μέσω του περιστρεφόμενου καθρέφτη) Συνεχόμενη ακτίνα laser Καθρέφτης - Πρίσμα Κατευθυντήρας Εικόνα 3.10: Λεπτομερής εικόνα του καθρέφτη-πρίσματος και της εκμπεμπόμενης ακτίνας laser. (πηγή: Technology White Paper: How the Laser Scanner Photon works) ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 19 από 46

22 3.3 Εξοπλισμός Ακρίβεια - Μετρήσεις Ο απαραίτητος εξοπλισμός της λειτουργίας του συστήματος που χρησιμοποιήθηκε για τη συγκεκριμένη εργασία περιλαμβάνει τον τριδιάστατο σαρωτή, έναν τρίποδα και μπαταρία (εικόνες 3.11 & 3.12). Στην περίπτωσή μας οι μετρήσεις έγιναν με τον τριδιάστατο σαρωτή της εταιρείας FARO το laser scanner Focus3D, το οποίο έχει ενσωματωμένη οθόνη αφής από την οποία γίνεται ο έλεγχος όλων των λειτουργιών και των παραμέτρων της σάρωσης. Η εικόνα που προκύπτει από τη σάρωση είναι ένα σύνολο από εκατομμύρια έγχρωμα 3D σημεία μέτρησης, το οποίο αποτελεί μια ακριβή ψηφιακή αναπαραγωγή της υφιστάμενης κατάστασης. Ο συγκεκριμένος σαρωτής έχει εμβέλεια μέτρησης από 0,6μ. έως και 120μ. σε εσωτερικούς ή εξωτερικούς χώρους και πρόπτωση σε επιφάνεια με 90% αντανακλαστικότητα. Η ακρίβεια μέτρησης είναι + 2χιλ. στα 10 και 25 μέτρα και η διάμετρος της δέσμης κατά την έξοδο μόλις 3.8 χιλ. σφαιρική. Έχει δυνατότητα μέτρησης μέχρι και σημείων το δευτερόλεπτο και εύρος κίνησης 360 στο οριζόντιο επίπεδο και άνοιγμα 305 στο κατακόρυφο επίπεδο. Ορισμένα επιπλέον χαρακτηριστικά του είναι τα ακόλουθα. Διαθέτει ενσωματωμένη έγχρωμη κάμερα ανάλυσης 70MPixels με δυνατότητα παραγωγής φωτορεαλιστικών έγχρωμων σαρώσεων τριών διαστάσεων. Η διαχωριστική ικανότητα του σαρωτή, ανέρχεται σε 0,16 mrad, που είναι ιδανική για τον έλεγχο και την αποτύπωση αρχιτεκτονικών λεπτομερειών. Όλα τα δεδομένα αποθηκεύονται σε μια αποσπώμενη κάρτα μνήμης SD για την εύκολη και ασφαλή μεταφορά τους σε Η/Υ. Τέλος έχει τη δυνατότητα να τοποθετηθεί κεκλιμένα ώστε να αποτυπωθεί το αντικείμενο που ενδιαφέρει, ενώ η περιοχή σάρωσης είτε ορίζεται αυτόματα είτε επιλέγεται από τον χειριστή. Για να εξασφαλιστεί η πλήρης κάλυψη του προς αποτύπωση αντικειμένου, κατασκευής ή χώρου, απαιτείται συνήθως ένας αριθμός σαρώσεων από διαφορετικές θέσεις. Κατά τη συλλογή των δεδομένων το όργανο τοποθετείται σε άγνωστη θέση και τα σκαναρίσματα βασίζονται σε αυθαίρετο σύστημα αναφοράς. Οι παράμετροι των μετρήσεων (πυκνότητα των σημείων που θα αποτυπωθούν, προσεγγιστική απόσταση σαρωτή αντικειμένου κτλ.) καθορίζονται από το χειριστή στο software του οργάνου. Η περιοχή ενδιαφέροντος που πρόκειται να σαρωθεί ορίζεται επίσης μέσα από το πρόγραμμα αφού ο χειριστής επιλέγει με πλαίσιο την περιοχή από το συνολικό ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 20 από 46

23 φωτογραφικό πανόραμα που ο laser scanner δημιουργεί κατά την έναρξη της λειτουργίας του. Εικόνα 3.11: Laser Scanner Faro Focus 3D. (πηγή: Εικόνα 3.12: Laser Scanner Faro 3D στην είσοδο της Ροτόντας. ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 21 από 46

24 3.4 Επεξεργασία νέφους σημείων Κατά τη διάρκεια της σάρωσης ο laser scanner αποτυπώνει σημεία τα οποία δεν θα χρησιμοποιηθούν απαραίτητα για τη δημιουργία του μοντέλου (δέντρα, πινακίδες κ. α.). Η προετοιμασία της επεξεργασίας των μετρήσεων συνίσταται στη διαδικασία «καθαρισμού» των σημείων αυτών κάτι που επιτρέπει μια σημαντική μείωση των δεδομένων, με αποτέλεσμα την καλύτερη διαχείριση του νέφους των σημείων. Επίσης τα σημεία που παίρνουμε από τις τριδιάστατες σαρώσεις προσβάλλονται από μια διαταραχή που γενικά δηλώνεται ως «θόρυβος», είναι ευμετάβλητη ανάλογη με τη λειτουργία της μεθόδου μέτρησης του σαρωτή που χρησιμοποιούμε, ενώ εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά της επιφάνειας του αντικειμένου. Η επίδραση του «θορύβου» επηρεάζει σε σημαντικό βαθμό την ποιότητα των μοντέλων που προκύπτουν από τριδιάστατες σαρώσεις. Η μείωση του θορύβου επιτυγχάνεται με την εφαρμογή φίλτρων - μέσα από το πρόγραμμα επεξεργασίας των μετρήσεων τα οποία είναι ικανά να αναλύουν στατιστικούς δείκτες (μέγιστη απόσταση, μέση απόσταση και μέση τετραγωνική απόκλιση) με βάση τους υπολογισμούς που έχουν διενεργηθεί. Ένα υπερβολικό φιλτράρισμα πάντως δεν φέρνει το επιθυμητό αποτέλεσμα καθώς δεν επιτρέπει την αναγνωσιμότητα των μορφών του αντικειμένου 6. Τα δεδομένα μέτρησης του laser scanner συνίστανται σε μεμονωμένα νέφη σημείων. Μετά τον καθαρισμό και την απομάκρυνση του θορύβου για να αξιοποιηθούν στο σύνολό τους θα πρέπει να αλλάξει η θέση και ο προσανατολισμός τους έτσι ώστε κάθε σκανάρισμα να χρησιμοποιεί ένα κοινό σύστημα συντεταγμένων. Η διαδικασία αυτή χαρακτηρίζεται ως cloud alignment ή registration και μπορεί να γίνει με δύο τρόπους. Σύμφωνα με τον πρώτο, χρησιμοποιούνται ειδικοί στόχοι ή σφαίρες - που συμπεριλαμβάνονται στον εξοπλισμό του οργάνου οι οποίες τοποθετούνται σε διάφορες θέσεις πάνω στο αντικείμενο, αυτές στη συνέχεια σκανάρονται με ακρίβεια από κάθε θέση, προσδιορίζονται οι συντεταγμένες τους και τα σκαναρίσματα ενώνονται βάσει των αντίστοιχων στόχων. Η δεύτερη μέθοδος ένωσης των νεφών καλείται γεωαναφορά, αυτή τη φορά κάθε νέφος προσανατολίζεται με βάση τα γνωστά σημεία των οποίων οι συντεταγμένες 6 Sistemi a scansione per l architettura e il territorio, Alinea, Firenze, 2007, σελ ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 22 από 46

25 έχουν προσδιοριστεί από την τοπογραφική αποτύπωση. Έτσι όλα τα νέφη αναφέρονται σε ένα κοινό σύστημα αναφοράς. Από την επεξεργασία των στοιχείων από το laser scanner εξασφαλίζεται συνήθως ένα δίκτυο το οποίο περιγράφει σε γενικές γραμμές τα επιμέρους αρχιτεκτονικά στοιχεία μιας κατασκευής. Η αναγνώριση στοιχειωδών γεωμετρικών μορφών μπορεί να γίνει με διαδικασίες ημιαυτόματες, όμως στοιχεία που αποτελούνται από σύνθετες μορφές πρέπει να πραγματοποιούνται με τρόπο εξολοκλήρου χειροκίνητο. Ο διαχωρισμός σε τμήματα ενός ιστορικού κτιρίου είναι εφικτός από άποψη κατασκευαστική, λειτουργική, δομική κλπ. Όμως γίνεται μια διαδικασία περίπλοκη αν σκεφτεί κανείς τις ιδιαιτερότητές του τόσο εξαιτίας του χειρονακτικού τρόπου κατασκευής του όσο και εξαιτίας των φθορών που έχουν υποστεί τα δομικά του στοιχεία με το πέρασμα του χρόνου. Ακόμη και ένα δάπεδο ή ένας τοίχος δεν μπορεί να περιγραφεί ακριβώς με την έννοια του επιπέδου εξαιτίας των υλικών ή των τεχνικών κατασκευής με τις οποίες πραγματοποιήθηκε. Και αν ακόμη στην έννοια αυτή του επιπέδου υπάρξει ένας βαθμός ανοχής, είναι αντιληπτή η διαφορά του επιπέδου ενός τοίχου δομημένου με πλίνθους από έναν επιχρισμένο τοίχο. Όμως η επιπεδότητα των παραπάνω στοιχείων που επικαλούμαστε είναι γεωμετρικά επιχειρήματα συνήθως αποδεκτά στην τριδιάστατη ανάπλαση της αρχιτεκτονικής. Ακόμη και μετά τον καθαρισμό των δεδομένων είναι σημαντικό να μειωθούν τα σημεία του νέφους σε αυτά που είναι αναγκαία. Έτσι θα μπορέσει να διαχειριστεί ο όγκος των δεδομένων και να καταστεί δυνατή η πραγματοποίηση των μοντέλων ανάλογων γεωμετρικών χαρακτηριστικών με το αρχικό. Οι αλγόριθμοι που εφαρμόζονται στα πιο διαδεδομένα λογισμικά για την επεξεργασία των νεφών των σημείων, μπορούν να συνοψιστούν στις ακόλουθες περιπτώσεις : Εκατοστιαία δραστική μείωση, που εφαρμόζεται με τρόπο τυχαίο σε ολόκληρο το νέφος. Ομοιογενής δραστική μείωση κατά την οποία ο χώρος διαιρείται σε κυβικά κελιά ίδιων διαστάσεων και έπειτα απαλείφονται όλα τα σημεία εκτός από ένα για κάθε κελί. Δραστική μείωση με τη λειτουργία της καμπυλότητας. Πρόκειται για μια εξειδικευμένη διαδικασία που βασίζεται στην καμπυλότητα μιας στρογγυλευμένης επιφάνειας λαμβανομένης ως επιφάνειας αναφοράς, έτσι απαλείφονται περισσότερα σημεία στα ομοιογενή τμήματα ενώ αντίστοιχα διατηρούνται περισσότερα όπου η μορφολογία του αντικειμένου είναι πιο περίπλοκη. ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 23 από 46

26 Σύμφωνα με τα δύο πρώτα συστήματα μείωσης των σημείων δεν μεταβάλλεται ο τρόπος καταγραφής των σημείων από τον laser scanner, συνεπώς δεν γίνεται διάκριση της πυκνότητας των σημείων ανάλογα με τη μορφολογία του αντικειμένου που αποτυπώνεται. Το σύστημα που βασίζεται στην καμπυλότητα, είναι μια αυτόματη διαδικασία επιλογής των δεδομένων που παίρνουμε, η οποία μπορεί μερικώς να παρομοιαστεί με τις εργασίες κριτικής επιλογής που εκτελούνται από το χειριστή που πραγματοποιεί μια τοπογραφική αποτύπωση ή μια φωτογραμμετρική αποκατάσταση, στην οποία η δειγματοληψία εξαρτάται από τη μορφή που εξετάζεται. Το πέρασμα στο μοντέλο που περιγράφεται από μια επιφάνεια γίνεται μέσω του «τριγωνισμού». Πρόκειται για ένα τριγωνισμένο ακανόνιστο δίκτυο (TIN- Triangular irregular network), δηλαδή ένα πλέγμα πολυγώνων, που δημιουργείται από τα σημεία του νέφους. Η διαδικασία του τριγωνισμού περιλαμβάνει τα παρακάτω στάδια: Στο πρώτο στάδιο γίνεται η επεξεργασία των πολυγώνων. Αρχικά γίνεται ο καθαρισμός των κατακερματισμένων πολυγώνων, δηλαδή των πολυγώνων που δεν τέμνονται με το κυρίως αντικείμενο ή που δεν διαπλέκονται (είναι μπερδεμένα). Τα πολύγωνα που δεν τέμνονται με το αντικείμενο μπορούν αυτόματα να καθαριστούν από το πρόγραμμα, ενώ τα υπόλοιπα πρέπει να καθαριστούν χειροκίνητα. Τα κενά που δημιουργούνται μετά από αυτή τη διαδικασία πρέπει να αποκατασταθούν (γεμιστούν). Ο αριθμός των κενών που θα εμφανισθούν, έγκειται στην αρτιότητα των δεδομένων και τον αριθμό των κατακερματισμένων πολυγώνων. Η αρχή του γεμίσματος των κενών στο λογισμικό βασίζεται στην κυρτότητα που υπάρχει γύρω από αυτό. Όσο μικρότερο είναι το κενό και όσο πιο καθαρά είναι τα όριά του τόσο καλύτερη είναι η ακρίβεια. Αφού καλυφθούν όλα τα κενά γίνεται εκ νέου ο καθαρισμός των πολυγώνων. Όμως κατά το γέμισμα των κενών δημιουργούνται νέα κατακερματισμένα πολύγωνα, οπότε η διαδικασία επαναλαμβάνεται μέχρι να μην υπάρχουν άλλα κενά. Στη συνέχεια περνάμε στο στάδιο της προσαρμογής επιφάνειας. Σε αυτό περιλαμβάνεται σε πρώτη φάση η κατασκευή των τομέων, δηλαδή η διαίρεση σε τομείς, που βασίζεται στην ανάλυση της επιφάνειας. Οι τομείς δεν πρέπει να χωριστούν σε πολύ μικρά κομμάτια, αλλιώς η επιφάνεια θα είναι τόσο κατακερματισμένη ώστε δεν θα μπορούν να ακολουθήσουν τα επόμενα βήματα της διαδικασίας. Βέβαια, οι τομείς δεν θα πρέπει να διαιρεθούν ούτε σε πολύ μεγάλα κομμάτια, αλλιώς η ποιότητα της επιφάνειας θα είναι κακή καθότι θα είναι δύσκολο να αποδοθεί με πιστότητα το ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 24 από 46

27 σχήμα του νέφους των σημείων. Συνεπώς, οι τομείς είναι πολλοί και λεπτομερειακοί σε περιοχές του μνημείου με έντονα χαρακτηριστικά (έντονο ανάγλυφο) και αντίστροφα. Όταν ολοκληρωθεί η επεξεργασία κατασκευής των τομέων ακολουθεί η «κατασκευή δικτύων». Τα δίκτυα μπορούν να γίνουν το ίδιο συμμετρικά και συνεκτικά με τεχνητό τρόπο. Σε γενικές γραμμές όσο πιο πυκνά είναι τα δίκτυα, τόσο πιο ακριβής είναι η επιφάνεια που περιγράφουν. Βέβαια, ένα πολύπλοκο μοντέλο με πολλές επιφάνειες έχει σαν αποτέλεσμα το αρχείο που θα δημιουργηθεί να είναι τόσο μεγάλο ώστε να μην είναι δυνατή η διαχείριση του. Το μοντέλο σε αυτό το σημείο είναι έτοιμο για την εισαγωγή του μέσα σε κάποιο πρόγραμμα CAD. Η μεταφορά του νέφους σημείων σε σχεδιαστικά προγράμματα 2D ή 3D, επιτρέπει την παραγωγή σχεδίων (όψεις, κατόψεις, τομές) καθώς και την τριδιάστατη θέση (3D viewing) με απόδοση της υφής των υλικών. ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 25 από 46

28 4. Αποτύπωση του ιστορικού μνημείου της Ροτόντας Οι μετρήσεις στο πεδίο διήρκησαν τρείς (3) μέρες (εικόνα 4.1) και πραγματοποιήθηκαν κατά τις πρωινές ώρες. Οι καιρικές συνθήκες και τις τρείς μέρες των μετρήσεων ήταν καλές με ηλιοφάνεια. Η ανάλυση που χρησιμοποιήθηκε και τις τρείς μέρες κατά τη διάρκεια των σαρώσεων ήταν resolution ¼ και quality 8x με point distance 6,136 mm/10m. Εικόνα 4.1: Θέσεις λήψεων. 1η μέρα μετρήσεων ( ) Την πρώτη μέρα των μετρήσεων πραγματοποιήθηκαν έξι (6) σαρώσεις από τις περιμετρικές οικοδομές της Ροτόντας (1 & 2 σάρωση από τον 5 ο όροφο και οι υπόλοιπες από τις ταράτσες). Στις σαρώσεις που ήταν εφικτό δημιουργήσαμε παράθυρο έτσι ώστε να μειώσουμε όσο το δυνατόν τον όγκο των δεδομένων. Στις ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 26 από 46

29 εικόνες που ακολουθούν φαίνονται ενδεικτικά το εύρος των σαρώσεων από τις διάφορες θέσεις. Εικόνα 4.2: Εύρος σάρωσης από τη 2 η θέση (1 η μέρα μετρήσεων). Εικόνα 4.3: Εύρος σάρωσης από τη 5 η θέση (1 η μέρα μετρήσεων). ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 27 από 46

30 Εικόνα 4.4: Εύρος σάρωσης από τη 6 η θέση (1 η μέρα μετρήσεων). ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 28 από 46

31 2η μέρα μετρήσεων ( ) Τη δεύτερη μέρα των μετρήσεων πραγματοποιήθηκαν δέκα (10) επίγειες σαρώσεις περιμετρικά της Ροτόντας και εντός του περίβολου του μνημείου. Στις σαρώσεις που ήταν εφικτό δημιουργήσαμε παράθυρο έτσι ώστε να μειώσουμε όσο το δυνατόν τον όγκο των δεδομένων. Στις εικόνες που ακολουθούν φαίνονται ενδεικτικά το εύρος των σαρώσεων από τις διάφορες θέσεις. Εικόνα 4.5: Εύρος σάρωσης από τη 1 η θέση (2 η μέρα μετρήσεων). ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 29 από 46

32 Εικόνα 4.6: Εύρος σάρωσης από τη 2 η θέση (2 η μέρα μετρήσεων). Εικόνα 4.7: Εύρος σάρωσης από τη 3 η θέση (2 η μέρα μετρήσεων). ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 30 από 46

33 Εικόνα 4.8: Εύρος σάρωσης από τη 5 η θέση (2 η μέρα μετρήσεων). Εικόνα 4.9: Εύρος σάρωσης από τη 6 η θέση (2 η μέρα μετρήσεων). ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 31 από 46

34 Εικόνα 4.10: Εύρος σάρωσης από τη 7 η θέση (2 η μέρα μετρήσεων). Εικόνα 4.11: Σάρωση από τη 8 η θέση (2 η μέρα μετρήσεων). ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 32 από 46

35 Εικόνα 4.12: Τμήμα σάρωσης από τη 9 η θέση (2 η μέρα μετρήσεων). Εικόνα 4.13: Τμήμα σάρωσης από τη 10 η θέση (2 η μέρα μετρήσεων). ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 33 από 46

36 3η μέρα μετρήσεων ( ) Την τρίτη μέρα των μετρήσεων πραγματοποιήθηκαν εννέα (9) συμπληρωματικές σαρώσεις πάνω στη στέγη της Ροτόντας, από τις οποίες οι οκτώ ήταν στην στέγη του μνημείου και η ένατη πραγματοποιήθηκε στη στέγη του ιερού της Ροτόντας. Ο λόγος για τον οποίο έλαβαν χώρα αυτές οι σαρώσεις ήταν διότι από την πρώτη μέρα των μετρήσεων δημιουργήθηκαν κενά στη στέγη του κυρίους κτιρίου και του ιερού του μνημείου, λόγω του ότι οι περιμετρικές οικοδομές δεν ήταν αρκετά ψηλές έτσι ώστε να μπορέσουμε να μετρήσουμε τη στέγη. Στις σαρώσεις που ήταν εφικτό δημιουργήσαμε παράθυρο έτσι ώστε να μειώσουμε όσο το δυνατόν τον όγκο των δεδομένων. Στις εικόνες που ακολουθούν φαίνονται ενδεικτικά το εύρος των σαρώσεων από τις διάφορες θέσεις. Εικόνα 4.14: Μερική άποψη σάρωσης από τη 7 η θέση (3 η μέρα μετρήσεων). ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 34 από 46

37 Εικόνα 4.15: Μερική άποψη σάρωσης από τη 7 η θέση (3 η μέρα μετρήσεων). Εικόνα 4.16: Μερική άποψη σάρωσης από τη 8 η θέση (3 η μέρα μετρήσεων). ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 35 από 46

38 5. Λογισμικά επεξεργασίας και επεξεργασία των μετρήσεων 5.1 Λογισμικά επεξεργασίας νεφών σημείων Για την επίλυση και την επεξεργασία των εξαγομένων αποτελεσμάτων χρησιμοποιήθηκαν τα λογισμικά Scene της FARO και Polyworks v.11 της INNOVMETRIC. Το λογισμικό FARO Scene είναι ειδικά σχεδιασμένο για το laser scanner της FARO. Επεξεργάζεται και διαχειρίζεται τα δεδομένα της σάρωσης εύκολα και αποτελεσματικά, χρησιμοποιώντας την αυτόματη αναγνώριση αντικειμένων, την ευθυγράμμιση και τη γεωαναφορά των σαρώσεων. Επιπλέον μπορεί να χρωματίσει τα νέφη των σημείων με το πραγματικό τους χρώμα RGB το οποίο συλλαμβάνεται μέσω της ενσωματωμένης φωτογραφικής μηχανής του FOCUS3D. Το λογισμικό είναι εξαιρετικά φιλικό προς το χρήστη και παράγει υψηλής ποιότητας δεδομένα σε ελάχιστο χρόνο. Εικόνα 5.1:Λογισμικό FARO Scene. Μόλις το Scene επεξεργαστεί τα δεδομένα της σάρωσης, μπορούμε αμέσως να αρχίσουμε την αξιολόγηση και την περαιτέρω ανάλυση. Έχουμε στη διάθεσή μας πλήθος λειτουργιών, από απλές μετρήσεις στην 3D προβολή, μέχρι τη δημιουργία μοντέλων και την εξαγωγή δεδομένων σε διάφορα formats. ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 36 από 46

39 Επίσης οι σαρώσεις μπορούν να προβληθούν μέσω ενός web server με το πάτημα ενός πλήκτρου. Με τον τρόπο αυτό επιτρέπεται η εύκολη πρόσβαση των σαρώσεων μέσω internet για την εύκολη παρουσίαση των και προβολή των αποτελεσμάτων σε τρίτους 7. Περιοχές εφαρμογής: Βιομηχανία και δυναμικός σχεδιασμός εγκαταστάσεων Ψηφιακό εργοστάσιο / εικονική πραγματικότητα Αρχιτεκτονική Έργα πολιτικού μηχανικού / σχεδιασμός εγκαταστάσεων Αρχαιολογία και διαφύλαξη πολιτιστικής κληρονομιάς Εργοστασιακός σχεδιασμός / τεχνολογίες αυτοματισμού Εικόνα 5.2: Περιοχές εφαρμογής του FARO Scene. Ασφάλειας της μηχανικής και εγκληματολογίας Μάρκετινγκ, διαφήμιση και γραφικά υπολογιστών Το λογισμικό Polyworks αποτελεί διεθνώς την πιο ευρέως αποδεκτή λύση επεξεργασίας νεφών σημείων για μια ποικιλία εφαρμογών, από την Τοπογραφία μέχρι την Αεροναυπηγική. Διαχειρίζεται μέχρι 100 εκατομμύρια σημεία. Ειδικότερα για τις εφαρμογές αποτυπώσεων και παρακολούθησης τεχνικών έργων, το λογισμικό παρέχει εξειδικευμένα εργαλεία για την ταχεία βασική επεξεργασία με ιδιαίτερη έμφαση στην εξαγωγή συγκριτικών αποτελεσμάτων. Η διαδικασία περιλαμβάνει: 7 ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 37 από 46

40 Ευθυγράμμιση σαρώσεων για τη δημιουργία ενιαίου νέφους: Είναι δυνατή με μια ποικιλία μεθόδων αυτόματων ή ημιαυτόματων. Η δυνατότητα βέλτιστης αυτόματης προσαρμογής επικαλυπτόμενων νεφών μέσω επαναληπτικού αλγορίθμου το καθιστά πολύ χρήσιμο εργαλείο όταν είναι αδύνατη η χρήση ή ο εντοπισμός των στόχων κατά τη διενέργεια των μετρήσεων, με αποτέλεσμα σημαντικό κέρδος χρόνου. Η αυτόματη ευθυγράμμιση αποτελεί ένα από τα πιο ισχυρά χαρακτηριστικά του Polyworks. Γεωαναφορά (μεταφορά σε γνωστό σύστημα συντεταγμένων): Αρκούν τρία ή περισσότερα σημεία διακριτά επί του ενιαίου νέφους με γνωστές συντεταγμένες για να επιτευχθεί η γεωαναφορά του. Για τη σύγκριση διαδοχικών φάσεων δεν είναι απαραίτητη η γεωαναφορά, όταν η ταύτιση των νεφών μπορεί να γίνει βάσει κάποιων περιοχών που παραμένουν αμετάβλητες. Για παράδειγμα, κατά την παρακολούθηση πρανών μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ταύτιση επιφάνειες γειτονικών σταθερών σχηματισμών ή κατασκευών, ενώ κατά την ανάλυση παραμόρφωσης γέφυρας με και χωρίς φορτίο μπορεί να θεωρηθεί ότι τα βάθρα παραμένουν αμετάβλητα. Σύγκριση και έλεγχος αποκλίσεων διαφορών: Μπορεί να γίνει μεταξύ νεφών σημείων ή / και πολυγωνικών μοντέλων (από σάρωση διαδοχικών φάσεων ή άλλες πηγές, π.χ. μελέτες), με άμεσα προϊόντα χάρτες αποκλίσεων-διαφορών, σύνθετες τομές επί των συγκρινόμενων αντικειμένων, συγκριτικούς πίνακες, μετρήσεις κάθε είδους, υπολογισμό όγκων, ισοϋψείς καμπύλες διαδοχικών φάσεων, κ.λ.π. Περαιτέρω επεξεργασία: Επιπλέον, παρέχονται εξελιγμένα εργαλεία για την εξαγωγή 3D διανυσματικών χαρακτηριστικών, τη δημιουργία και επεξεργασία πολυγωνικών ή στερεών μοντέλων (π.χ. για στατικές αναλύσεις), φωτορεαλιστικών μοντέλων, προσομοιώσεων κίνησης, παρουσιάσεων, video, κλπ. ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 38 από 46

41 Εικόνα 5.3: Ευθυγράμμιση δεδομένων σάρωσης. (πηγή: Το PolyWorks προσφέρεται σε τρία διαφορετικά πακέτα: 1) Polyworks/Modeler: IMAling: Επιτρέπει την ευθυγράμμιση των δεδομένων σάρωσης σε ένα ενιαίο σύστημα αναφοράς, βάσει της γεωμετρικής μορφής των αντικειμένων, καθώς και τη συγχώνευση των ευθυγραμμισμένων 3-D εικόνων σε ένα ενιαίο πολυγωνικό μοντέλο επιφάνειας (mesh). IMMerge: Εφαρμογή που δίνει τη δυνατότητα της συγχώνευσής πολλαπλών 3D. IMEdit: Εργαλείο επεξεργασίας πολυγωνικών 3D μοντέλων. IMCompress: Συμπιέζει πολυγωνικά 3D μοντέλα με ορισμένο από τον χρήστη όριο ανοχής. ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 39 από 46

42 2) Polyworks/Inspector: IMAling: Επιτρέπει την ευθυγράμμιση των δεδομένων σάρωσης σε ένα ενιαίο σύστημα αναφοράς, βάσει της γεωμετρικής μορφής των αντικειμένων, καθώς και τη συγχώνευση των ευθυγραμμισμένων 3D εικόνων σε ένα ενιαίο πολυγωνικό μοντέλο επιφάνειας (mesh). Inspector: Επιτρέπει τη δημιουργία γεωμετρικών στοιχείων στο σκαναρισμένο μοντέλο (π.χ. ευθείες, κύκλους, κώνους, κυλίνδρους, επίπεδα, σφαίρες, πολύγωνα, κλπ.), καθώς και τη διαστασιολόγηση τους. Επιπλέον επιτρέπει την απευθείας μέτρηση στο μοντέλο αποστάσεων, γωνιών, πάχους επιφανειών, τον υπολογισμό όγκων, καθώς και την εξαγωγή τομών εδάφους. Διαθέτει εξελιγμένα εργαλεία για τη δημιουργία των αρχείων αποτελεσμάτων (reports) σε μορφή ASCII, Excel, HTML, dxf, IGES, κλπ., καθώς και σε μορφή video (AVI files). 3) Polyworks/Modeler & Inspector: Περιλαμβάνει το συνδυασμό όλων των παραπάνω ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 40 από 46

43 5.2 Επεξεργασία των μετρήσεων Για την επεξεργασία των σαρώσεων και των τριών ημερών χρησιμοποιήθηκαν τα προγράμματα Scene της FARO και Polyworks v.11 της INNOVMETRIC. Αρχικά χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό Scene της FARO για να εισάγουμε τα αρχεία των μετρήσεων από το Laser Scanner, μέσω της κάρτας SD, στον Η/Υ. Για τις σαρώσεις της πρώτης μέρας χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό Scene της FARO για να χρωματίσει τα νέφη των σημείων με το πραγματικό τους χρώμα RGB (colorization) (εικόνα 5.5) και την εξαγωγή των νεφών των σημείων σε μορφή dxf, έτσι ώστε η ευθυγράμμιση των σαρώσεων (registration) να γίνει μέσω του λογισμικού Polyworks v.11 της INNOVMETRIC με ομόλογα σημεία. Η ευθυγράμμιση των διαφόρων σαρώσεων (registration) ήταν αδύνατο να γίνει με το λογισμικό Scene διότι ήταν αδύνατος ο εντοπισμός των στόχων-σφαιρών, καθώς η απόσταση ανάμεσα στο Laser Scanner και τις σφαίρες ήταν πολύ μεγάλη (σε κάποιες σαρώσεις η απόσταση ξεπερνούσε τα 70 μέτρα). Με την ολοκλήρωση της επεξεργασίας των μετρήσεων της πρώτης μέρας δημιουργήθηκε το ευθυγραμμισμένο νέφος των σημείων στο οποίο απεικονιζόταν η Ροτόντα με κάποια κενά στη στέγη και στη βάση του μνημείου κοντά στο έδαφος λόγω του περιμετρικού τοιχείου. Η δεύτερη μέρα των μετρήσεων είχε στόχο την επίγεια αποτύπωση του μνημείου, έτσι ώστε να συμπληρωθούν τα κενά που υπήρχαν στη βάση του μνημείου. Η επεξεργασία των μετρήσεων για την ευθυγράμμιση των σαρώσεων (registration) και το χρωματισμό των νεφών των σημείων (colorization) (εικόνα 5.5) των σαρώσεων επιτεύχθηκε μέσω του Scene χρησιμοποιώντας την αυτόματη αναγνώριση αντικειμένων, αφού ήταν εύκολος ο εντοπισμός των στόχων-σφαιρών λόγω της κοντινής απόστασης των σαρώσεων και του μνημείου. Αφού δημιουργήθηκε το ευθυγραμμισμένο νέφος των σημείων στο οποίο απεικονιζόταν η βάση της Ροτόντας με πολύ μεγάλη ακρίβεια, ακολούθησε η ευθυγράμμιση των σαρώσεων (registration) των δύο ευθυγραμμισμένων νεφών (εικόνα 5.4). Η διαδικασία της ευθυγράμμισης των δύο νεφών υλοποιήθηκε μέσω του Polyworks με χρήση ομολόγων σημείων. Αξίζει να επισημανθεί ότι ήταν δύσκολη η ευθυγράμμιση των νεφών λόγω του μεγάλου όγκου των σαρώσεων (περίπου 16 GigaBytes). ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 41 από 46

44 Εικόνα 5.4: Best fit alignment των νεφών σημείων της πρώτης και δεύτερης μέρας μέσω του Polyworks. Εικόνα 5.5: Χρωματισμός των ευθυγραμμισμένων νεφών σημείων μέσω του λογισμικού SCENE. ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 42 από 46

45 Την τρίτη μέρα των μετρήσεων πραγματοποιήθηκαν εννέα (9) σαρώσεις με κύριο στόχο τη συμπλήρωση των κενών που υπήρχαν στην κεντρική στέγη και το ιερό του μνημείου (εικόνα 5.5). Η επεξεργασία των μετρήσεων για την ευθυγράμμιση των σαρώσεων (registration) και το χρωματισμό των νεφών των σημείων (colorization) των σαρώσεων επιτεύχθηκε μέσω του Scene χρησιμοποιώντας την αυτόματη αναγνώριση αντικειμένων, αφού ήταν εύκολος ο εντοπισμός των στόχων-σφαιρών λόγω της κοντινής απόστασης των σαρώσεων και του μνημείου. Αφού δημιουργήθηκε το ευθυγραμμισμένο νέφος των σημείων στο οποίο απεικονιζόταν η στέγη της Ροτόντας με πολύ μεγάλη ακρίβεια, ακολούθησε η ευθυγράμμιση της συγκεκριμένης σάρωσης με τις δύο προηγούμενες (registration) για να δημιουργηθεί η τελική μορφή του μνημείου. Η διαδικασία της ευθυγράμμισης των τριών νεφών υλοποιήθηκε μέσω του Polyworks με χρήση ομολόγων σημείων. Εικόνα 5.6: Κάτοψη της στέγης μετά από την επιτυχή επεξεργασία των σαρώσεων της τρίτης μέρας μέσω του λογισμικού SCENE (χρωματισμένο νέφος σημείων). Μετά την επιτυχή ευθυγράμμιση των νεφών και τη δημιουργία του ενιαίου πολυγωνικού μοντέλου επιφάνειας (mesh) μέσω του Polyworks, ακολούθησε η δημιουργία τομών μέσω του λογισμικού Cyclone της Leica. Στη συνέχεια παρουσιάζονται διάφορες λήψεις από την επεξεργασία μέσω του Polyworks οι οποίες απεικονίζουν όψεις του μνημείου. ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 43 από 46

46 Εικόνα 5.7: Βόρεια όψη της Ροτόντας μέσω του λογισμικού Polyworks (χρωματισμένο νέφος σημείων). Εικόνα 5.8: Δυτική όψη της Ροτόντας μέσω του λογισμικού Polyworks (χρωματισμένο νέφος σημείων). ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 44 από 46

47 Εικόνα 5.9: Νότια όψη της Ροτόντας μέσω του λογισμικού Polyworks (χρωματισμένο νέφος σημείων). Εικόνα 5.10: Ανατολική όψη της Ροτόντας μέσω του λογισμικού Polyworks (χρωματισμένο νέφος σημείων). ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 45 από 46

48 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ ΔΗΜΗΤΡΗΣ Δ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ Α.Τ.Μ. Σελίδα 46 από 46

49

50

51 ΝΕO - Υποστήριξη 64-Bit Κανένας περιορισμός του λογισμικού στον όγκο των δεδομένων σάρωσης. Αυτόματη Ευθυγράμμιση Σαρώσεων Αναζήτηση στόχων αναφοράς κατά την επεξεργασία των δεδομένων και γεωαναφορά των σαρώσεων. ΝΕΟ Δυνατότητα Web-Share Παρουσιάστε τις εργασίες σάρωσης που πραγματοποιείτε μέσω internet, παρέχοντας άμεση πρόσβαση στους πελάτες και τους συνεργάτες σας. ΝΕΟ Αντικείμενα Σχολιασμού Επισυνάψτε κάθε είδους έγγραφο ή αρχείο στα δεδομένα της σάρωσης. Αυτό σας επιτρέπει να εμπλουτίσετε τα νέφη σημείων με πρόσθετες πληροφορίες, χρησιμοποιώντας τεχνολογία hyperlink. Βελτιωμένο Περιβάλλον Χρήστη Τα tabbed windows, ο νέος τρόπος προβολής, η ανανεωμένη δομή του μενού και οι νέες γραμμές εργαλείων σας επιτρέπουν να χρησιμοποιήσετε το Scene με μικρότερη προσπάθεια εκμάθησης και μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα. Λογισμικό Επεξεργασίας και Διαχείρισης Δεδομένων Το λογισμικό FARO Scene είναι ειδικά σχεδιασμένο για το Laser Scanner της FARO. Επεξεργάζεται και διαχειρίζεται τα δεδομένα της σάρωσης εύκολα και αποτελεσματικά, χρησιμοποιώντας αυτοματοποιημένες διαδικασίες αναγνώρισης αντικειμένων, ευθυγράμμισης και γεωαναφοράς των σαρώσεων. Επιπλέον, μπορεί να χρωματίσει τα νέφη των σημείων με πραγματικό χρώμα RGB. Το λογισμικό είναι εξαιρετικά φιλικό προς το χρήστη και παράγει υψηλής ποιότητας δεδομένα σε ελάχιστο χρόνο. Το μόνο που απομένει είναι να ελέγξετε τα αποτελέσματα στο τέλος. Μόλις το Scene επεξεργαστεί τα δεδομένα της σάρωσης, μπορείτε αμέσως να αρχίσετε την αξιολόγηση και την περαιτέρω ανάλυση. Έχετε στη διάθεσή σας πλήθος λειτουργιών, από απλές μετρήσεις σε 3D προβολή, μέχρι τη μοντελοποίηση και την εξαγωγή δεδομένων σε διάφορα formats (point cloud και CAD). Oι σαρώσεις μπορούν πλέον να δημοσιευθούν μέσω ενός web server με το πάτημα ενός πλήκτρου. Η νέα δυνατότητα Web-Share επιτρέπει την εύκολη πρόσβαση των σαρώσεων μέσω internet για την παρουσίαση, προβολή και κοινοποίηση των αποτελεσμάτων σε τρίτους. Χαρακτηριστικά Διαδικτυακή διάθεση των σαρώσεων μέσω της δυνατότητας Web-Share Υποστήριξη συστημάτων 64-Bit Αποτελεσματική ροή εργασίας από την αρχική συλλογή δεδομένων μέχρι το ολοκληρωμένο έργο Ελαχιστοποίηση της επεξεργασίας από το χρήστη, χάρη στην αυτοματοποιημένη επεξεργασία των σαρώσεων Απλή και εύκολη εκμάθηση Διασύνδεση με πολυάριθμα εξειδικευμένα λογισμικά

52 Εφαρμογές Χαρακτηριστικά Επεξεργασία δεδομένων σάρωσης Αυτόματη ανίχνευση στόχων αναφοράς (σφαιρών και επίπεδων ασπρόμαυρων στόχων) Χειροκίνητη επιλογή στόχων αναφοράς μέσω object markers (σφαιρών, επίπεδων ασπρόμαυρων στόχων, κύκλων, επιπέδων, κλπ) Αυτόματη συσχέτιση και αντιστοίχιση σημείων αναφοράς Αυτόματος χρωματισμός του νέφους σημείων με πραγματικό χρώμα RGB από τις ψηφιακές φωτογραφίες υψηλής ανάλυσης της ενσωματωμένης φωτογραφικής μηχανής του FARO Χρωματισμός του νέφους σημείων μέσω εισαγωγής άλλων έγχρωμων ψηφιακών εικόνων Διαγραφή - καθαρισμός περιοχών του νέφους σημείων Αποθήκευση σε νέα αρχεία σάρωσης επιλεγμένων περιοχών Εφαρμογή διαφόρων φίλτρων (περιλαμβ. "dark points" και "stray points") Διαχείριση δεδομένων για μεγάλα projects Ιεραρχική δομή δεδομένων Ομαδοποίηση απεριόριστου αριθμού σαρώσεων σε ένα project Ανάλυση δεδομένων Μετρήσεις αποστάσεων Ανάλυση ομαλότητας Πλοήγηση Revised: 28 May FARO Εμφάνιση των θέσεων σάρωσης με επιλογή του σημείου θέασης και μεταφορά σε άλλες θέσεις με κλικ Πλοήγηση 3D σε mode πτήσης και επιθεώρησης Προκαθορισμένες προβολές (εμπρόσθια, πλευρική, κάτοψη) Παρουσίαση - Διάθεση - Δημοσίευση δεδομένων Παρουσίαση σε οποιοδήποτε web server μέσω Web-Share Αυτόματη δημιουργία overviews και πανοραμικών εικόνων Δυνατότητα download του workspace και των αρχείων σάρωσης Σύστημα διαχείρισης δικαιωμάτων χρήστη από το server Εισαγωγή & Εξαγωγή δεδομένων Σημεία ελέγχου για γεωαναφορά (.cor,.csv) Σημεία σάρωσης (FARO Scan, FARO Cloud,.dxf, VRML,.igs,.txt,.xyz,.xyb,.pts,.ptx,.ptc,.ptz [μόνο εισαγωγή],.pod [μόνο εξαγωγή]) Αντικείμενα CAD (.wrl,.igs and.dxf [μόνο εξαγωγή]) Εισαγωγή ψηφιακών φωτογραφιών (.jpg,.png,.bmp) Εξαγωγή πανοραμικών εικόνων (.jpg) Απ' ευθείας binary μεταφορά δεδομένων σε: AutoCAD, Microstation, Geomagic, Polyworks, Pointools, Reconstructor, AVEVA, Intergraph, Carlson και πάνω από 40 άλλα λογισμικά Δημιουργία Workspaces Προσαρμογή αντικειμένων με οπτικές ενδείξεις ποιότητας για σφαίρες / κυλίνδρους / επίπεδα (περιλαμβανομένης αυτόματης ανίχνευσης περιγραμμάτων) Δημιουργία επιφανειών - mesh Λήψη μετρήσεων Εύχρηστο περιβάλλον χρήστη με προβολή ιεραρχικής δομής Αντικείμενα σχολιασμού για προσθήκη σημειώσεων και σύνδεση εξωτερικών αρχείων μέσω τεχνολογίας hyperlink Προβολές Προβολή 3D, επίπεδη προβολή και ταχεία προβολή Εμφάνιση έγχρωμων σαρώσεων με χρώμα ή ως α/μ Εμφάνιση αντικειμένων CAD Παρουσίαση μέσω χρωματικών τόνων της απόστασης των σημείων από επίπεδα ή από τη θέση του σαρωτή Απαιτήσεις συστήματος Microsoft Windows XP (Prof., SP2 ή νεότερο), Windows 7 Διαθέσιμη έκδοση 64-Bit Επεξεργαστής τουλάχιστον 1GHz PII (2.5GHz P4 συνιστ.) 1GB RAM 32 Bit, 64 Bit συνιστ.) Ποντίκι με δύο πλήκτρα και ρόδα κύλισης Κάρτα γραφικών με τουλάχιστον 128MB και OpenGL επιτάχυνση hardware Κάρτα δικτύου Περιοχές εφαρμογής Εργοστάσια και βιομηχανικές εγκαταστάσεις Ψηφιακή απεικόνιση / εικονική πραγματικότητα Αρχιτεκτονική Έργα πολιτικού μηχανικού Αρχαιολογία και διατήρηση πολιτιστικής κληρονομιάς Εργοστασιακός σχεδιασμός / τεχνολογίες αυτοματισμού Εγκληματολογία και έλεγχοι ασφαλείας Μάρκετινγκ, διαφήμιση και γραφικά υπολογιστών Αντιπροσωπεία JGC σστήματα Γεωπληρουορικής Α.Δ. Παν. Τζαλδάρη 3 Α & Αριζηείδοσ, Μαρούζι, Αθήνα Τ: , F: info@jgc.gr Κέντρο Πώλησης Θεσσαλονίκης GEOSENSE Β. Πολύτρονος Γ. Ράμναλης Ο.Δ. Άνω Τζοσμαγιάς 36, Κάηω Τούμπα, Θεζζαλονίκη Τ: , F: info@geosense.gr info@faroeurope.com