Архитекторы обычно зарабатывают на жизнь проектированием зданий, городских территорий, интерьеров, дизайном … Хотя за рождение наших произведений в основном возлагается ответственность творческий, умственный процесс, фундаментальная особенность архитектуры заключается в том, что спроектированные объекты (в большинстве случаев) настоящие работы в реальной среде.

Одним из основных параметров качества хорошей архитектуры (городского дизайна) является гармония конечного объекта работы с окружающей средой.

Архитектура, не относящаяся к окружающей среде, также не будет работать на практике.

Невозможно сделать ни хороший дизайн, ни физическую реализацию работы без глубокого понимания местности и ее морфологии.

Наша работа в основном заключается в работе с разными доступными материалами. Карты, топография, высота … Начальная точка, ее форма и другие необходимые данные постоянно добавляются. Либо сами, либо через внешние организации. В результате мы получаем разнообразную коллекцию материалов.

В конце концов, мы делаем окончательную основу для проектирования на основе разнородного спектра информации и данных. Иногда бывает достаточно двухмерных документов. Однако с более сложной информацией мы получаем только трехмерную модель.

Эта стандартная процедура довольно сложна. Требует времени и финансов. Оптимизация сбора данных — ключевой элемент повышения эффективности всего процесса проектирования и проектирования.

Можно ли более простым способом получить наглядное изображение состояния сюжета и его особой формы, включая поверхности и фактуру?

Можем ли мы создать достоверную модель исходной реальности, с которой мы позже сможем работать со стандартными архитектурными частями программного обеспечения? Ответ положительный. Один из вариантов — RealityCapture.

Дополнительным сюрпризом является то, что создателем этого инструмента является не какой-нибудь «мировой софтверный гигант», а авторское ядро ​​состоит из группы умелых математиков из Словакии. Мы были очень очарованы их продуктом.

Мы считаем RealityCapture лучшей программой из области фотограмметрии для приложений (не только) в архитектуре, городском дизайне и дизайне.

В нашей студии мы часто сталкиваемся с задачами, требующими нестандартного подхода. Примером может служить концепция нового строительства в сложном месте пропуска (историческая часть города) или городские территории, вписывающиеся в сложную местность. В таких случаях обычное измерение является существенным приближением к реальности. Проверка концепции в трехмерном пространстве становится почти необходимостью.

(Не только) по этой причине у нас возникла идея использования фотограмметрии, которая значительно упростит процесс создания, позволит работать быстрее и эффективнее. Однако заманчивое на первый взгляд решение сопряжено с множеством трудностей. Поэтому с радостью поделюсь своим практическим опытом.

Достаточно ли ОБЫЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ?

В принципе да. «Сканируя» детали интерьера или конструкции, вы можете управлять с помощью обычной камеры или хорошего датчика в мобильном телефоне. При достаточном количестве снимков результат может быть на удивление хорошим. Для создания моделей более обширных сцен, сюжетов или ландшафта (здесь я вижу самые большие преимущества технологий для нашей практики), аэрофотосъемка практически обязательна. В данном случае меня особенно интересует удобство использования типичного «потребительского» дрона (DJI Phantom 3 SE). Поскольку устройство значительно ограничено в автономных режимах полета, я оставался с ручной пилотажной работой с таймером автоспуска, установленным на интервалы 3–3 секунды. Способно ли программное обеспечение обрабатывать группу фотографий из «случайной» позиции или вам нужен сложный план полета, обеспечивающий упорядоченные изображения в хорошо организованном виде?

Примечание. В профессиональных решениях фотографии часто сочетаются с лазерным сканированием. В этой статье я остановился на наиболее распространенных из них.

dav

DJI Phantom 3 SE как инструмент для аэрофотосъемки. Его встроенная камера имеет сенсор с разрешением 12 мегапикселей. Для создания пробных сцен были использованы фотографии, сделанные за один взлет (емкость аккумулятора сокращает время полета примерно до 20 минут). Автоматическая настройка камеры означает, что в солнечные дни снимки будут сильно переэкспонированы.
Примечание: фотосъемку уместно производить в условиях без резких теней.

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Здесь я относительно ясно. Я перепробовал множество решений, в том числе пакеты (для архитекторов) от известных компаний. Результат для этой конкретной цели всегда был неубедительным или непригодным для использования. Расчет занял уйму времени. Я считаю, что эти случаи не нужно иллюстрировать какими-либо примерами.

Что хорошо поработало? Часть программного обеспечения с характерным названием RealityCapture, над которой работает словацкая команда разработчиков программного обеспечения. Первое, что привлекло мое внимание, это время обработки фотографий. На создание представленной модели ушло чуть больше получаса.

Исходный вывод — облако точек. 
Модель создана из 160 снимков (.webp без постобработки и определения их порядка).

RealityCapture предлагает ряд инструментов для редактирования и оптимизации модели. В представленном случае речь не шла об идеальном выходе, модель в первую очередь служила для проверки пространственных соотношений и вписывания объекта в местность. После обработки вы можете экспортировать модель с текстурами в несколько файловых форматов 2D и 3D. Для дальнейших изменений и использования я выбрал широко поддерживаемый формат .obj.

Модель в интерфейсе RealityCapture. 
Стоит обратить внимание на «парящие» точки над моделью, которые отмечают место каждого снимка.

АППАРАТНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

Как я уже упоминал, сам расчет модели — это относительно быстрый процесс. Также с этим справится обычный портативный компьютер (Core i5 7-го поколения, 8 ГБ ОЗУ). Перед экспортом модель необходимо упростить до «разумного» размера (для меня это лучше всего сработало с 1-2 миллионами полигонов). Модель с текстурами (например, файл в формате .obj) затем можно открыть с помощью стандартного программного обеспечения для моделирования — лучше всего подходит любимый носорог. Следующая настройка модели требует некоторого опыта (модификация импортированной сетки).

ЧТО ДАЛЬШЕ? МОЖЕТ ЛИ ТАКАЯ МОДЕЛЬ ЗАМЕНИТЬ ИЗМЕРЕНИЕ?

Да, это. Окрестности становятся намного четче, мне не нужно дополнительно выделять точки, расположенные на плане. Экспортированная модель соответствует реальному масштабу. Я могу работать с моделью и дальше.

Terrain profile or schematic sections of the area? It cannot be much simpler.

СТОИТ ЛИ ОНО ТОГО?

Определенно. Как я уже писал, это не просто мощный инструмент, который может помочь в создании и последующей проверке взаимосвязей в трехмерной среде. Сила фотограмметрии заключается еще и в возможности наглядной презентации дизайна заказчику. Как здание впишется в структуру города? Как будет выглядеть линия горизонта издалека? Впишется ли фасад в линию улиц? На эти, а также на многие другие вопросы можно ответить уже на этапе проектирования.

Модель реального окружения позволяет наглядно представить концепцию объема.

Вопросы фотограмметрии и ее практического использования в наших творениях — действительно обширная тема. Эту статью следует рассматривать как краткое введение, резюме некоторых наблюдений. Мы вернемся к этой теме в серии следующих статей.

PS: Во время тестирования (3 октября 2019 г.) мы обрадовались новостью о том, что компания Capturing Reality получила словацкий технологический «Оскар» в категории IT NEO в соответствии с признанием IT GALA. Награда, также после нашего опыта тестирования, безусловно, заслуженная. Поздравляю.

PPS: Наши аппаратные расчеты проводились на оборудовании HP.

Автор статьи:  archinfo.sk , Jakub Moravcik.