Введение
Все строительные сооружения постоянно подвергаются разрушительному
воздействию сил природы и цивилизации и поэтому требуют ремонта через
определенные промежутки времени. То же самое относится и к развалинам,
которые должны быть сохранены для человечества в качестве архитектурного
наследия. Развитие промышленности и транспорта довольно часто связано с
уничтожением памятников архитектуры, художественная ценность которых хотя
и не столь высока, чтобы оправдать расходы на перенесение, но тем не менее
достаточно значительна для искусствоведения, и поэтому необходимость
составления соответствующей 3D модели актуальна до слома. Получаемые при
этом материалы образуют основу для проведения ремонтных или
восстановительных работ в случае разрушений. Наконец, искусствоведческие
исследования опираются на такие материалы, если по форме и размерам памятников можно делать определенные выводы.
Для сохранения архитектурных объектов предлагается оцифровка с помощью фотограмметрии.
Для создания модели можно использовать фотограмметрию.
Фотограмметрия — это научная дисциплина, изучающая способы определения
формы, размеров и пространственного положения объектов в заданной
координатной системе по их фотографическим и иным изображениям. Таким
образом можно создать довольно точную 3D модель исходного объекта, в нашем случае скульптурной композиции.
Была выбрана Златоустовская скульптурная композиция «Святые
благоверные Петр и Феврония Муромские»
Она была открыта 20 августа 2021 года в Златоусте. С инициативой
установки скульптурной композиции выступили жители ЗГО. Основную
поддержку этому оказал Герой России Сергей Владимирович Зяблов. За основу
был взят памятник, установленный в городе Щучье Курганской области.
Скульптура появилась на территории обновленной набережной городского пруда возле Александро-Невского храма, автором является скульптор Сергей
Александрович Хоружий.
Подобных скульптурных композиций существует множество по всей
России, но они все выполнены разными скульпторами. Златоустовские «Петр и
Феврония» хоть и не уникальны (подобная скульптура от того же автора
находится в городе Щукино), но имеют важное культурное значение.
Оцифрованная модель может быть выложена в сети Интернет. Так
Златоустовский памятник может лицезреть каждый, без необходимости
приезжать в Златоуст. Также модель может быть использована для ремонта или
восстановления памятника в первозданном виде, если с ним что-нибудь случится.
Задачами данного проекта будут являться:
Изучение 3D моделирования
Изучение технологии фотограмметрии
Изучение истории памятника
Создание и обработка модели
1 Общая часть
1.1 3D моделирование
3D-моделирование – это построение модели объекта в трехмерном
пространстве. Данный способ представления объектов начал применяться в 1960-х годах, когда этим занимались специалисты компьютерной инженерии.
Современные технологии 3D-моделирования позволяют конструировать сложные и объемные модели, проводить тестирование и вносить в них изменения на различных уровнях.
Хотя программное обеспечение для 3D-моделирования основано на
сложных математических расчетах, все вычисления проводятся автоматически с
предоставлением удобного пользовательского интерфейса. Создание трехмерной модели довольно затруднительно и представляет собой своего рода искусство.
Для достижения реалистичности необходимо разбираться в особенностях
моделирования и правильно проводить расчеты в течение всего процесса
моделирования.
Главный минус двухмерной графики в том, что наброски и чертежи не
могут дать полного представления о том, как будет выглядеть объект в
реальности. Как следствие, чертежи обычно дополняют макетом, показывающим внешний вид будущего проекта. Таким образом, при наличии ошибок в вычислениях приходится вносить изменения в уже готовый объект, что сильно усложняет процесс осуществления замысла.
Системы 3D-моделирования позволяют получить модель объекта еще до
изготовления пробных образцов и, следовательно, разглядеть слабые стороны
проекта и определить его соответствие первоначальной задумке.
Трехмерная графика используется практически во всех сферах
деятельности, начиная с разработки логотипа и заканчивая масштабными
проектами на уровне строительства жилого комплекса или района.
В кинематографе, компьютерных играх и анимации создание виртуальных
миров и вымышленных персонажей стало возможным благодаря особой технике использования полигонов. Они представляют собой простые геометрические фигуры с тремя или четырьмя гранями, образующие путем соединения под разными гулами один объект.
Чтобы заставить его двигаться, следует проводить с ними различные
манипуляции – растягивание, перемещение, вращение. Так как они вместе
представляют единое целое, это напоминает натяжение паутины – деформация
одного элемента приводит к изменениям в остальных.
Чем меньшую площадь занимает каждый отдельный сегмент, тем их больше
в совокупности, а значит, больше четкость изображения. Здесь используется такое понятие как качество графики – в различных играх ее можно регулировать. Это имеет смысл тогда, когда компьютер не обладает достаточными ресурсами для быстрого отображения всех фрагментов.
В медицине существует две основные области ее применения: точечная или комплексная томография; конструирование и создание протезов.
Благодаря 3D-сканированию сейчас удается обнаружить повреждения
органов и тканей, которые невидимы для обычного рентгеновского аппарата.
Подобные технологии дают возможность установить точный диагноз тогда, когда это не получалось сделать при предыдущих обследованиях. Они находят широкое применение в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. В дополнение к виртуальным макетам при внедрении новых технологий многие учреждения здравоохранения приобретают также специальные 3D-принтеры.
Используя наглядное представление результата томографии, можно создать
имплант, такой как зуб, который будет полностью соответствовать размерам
пациента. На более продвинутом уровне можно осуществить моделирование
протеза, слухового аппарата и т.д., вплоть до сердечного клапана. Новой и
постоянно совершенствуемой технологией становится биопечать, когда краска
заменяется живыми клетками человека.
В любом случае начальный этап проектирования ведется с применением
компьютерных программ. Здесь, как и при создании анимированных персонажей, в процессе моделирования используются полигоны. По степени искривления можно судить о дефектах тканей. Воздействуя на сегменты, можно получить трехмерное изображение подходящего импланта, а приводя их в движение, можно смоделировать поведение протеза конечности.
В промышленности основная потребность в этом возникает у специалистов
из технических областей – инженеров, электриков, строителей и т.д. Они
работают с твердотельными или полыми объектами, характеристики которых
имеют строго определенное значение.
Соответственно, для этой группы пользователей важно в первую очередь не
изобразить модель, а тщательно все рассчитать с применением формул,
разработать чертежи и осуществлять контроль в ходе всего проектирования.
Другими словами, их основная цель – не визуальное представление объекта, а
получение конкретных сведений о нем.
Поэтому необходимое программное обеспечение с широким функционалом
и большим набором инструментов компании приобретают с расчетом на весь
отдел. Также оно используется для обучения в технических и архитектурных
вузах, чтобы выработать у студентов навыки конструирования в комфортной
среде.
Работа в САПР ведется с электронно-геометрической моделью.
Представление об этом понятии 3D-моделирования можно получить из списка
действий, которые с ней можно произвести:
Нарисовать чертежи любого сечения, в любом изображении под нужным
углом. Благодаря этому множество графиков заменяются одним макетом.
Поэтому один файл с использованием разных слоев может одновременно
редактироваться разными сотрудниками и даже подразделениями.
Скорректировать параметры всего изделия, изменив значение одной
конкретной величины.
Определить значение любого показателя, как в текущий момент, так и в
прогнозируемом варианте.
Осуществить программное управление станком или другим оборудованием
с ЧПУ.
Создать объемную модель для презентации с использованием 3D-принтера.
Визуализировать макет путем рендеринга, то есть наложения текстур для
представления окончательного внешнего вида.
Создание трехмерных моделей основано на двух основных принципах:
Наглядность.
Информативность.
Наглядность – это свойство изображения, состоящее в правильном и четком
представлении о моделируемом объекте. Наглядность достигается путем
внешнего оформления трехмерной модели, которое включает в себя цвета,
обозначения, форму и размер элементов, текстуру, то есть наглядность
предполагает возможность восприятия зрителем форм, размеров и содержания
трехмерной модели.
Информативность – это свойство трехмерных изображений, зависящее, в
первую очередь, от количества содержащихся в них различных пространственных характеристик. Наибольшая информативность трехмерного изображения достигается при всестороннем представлении внешнего вида, положения в пространстве, размеров и форм всех значимых элементов модели.
Чтобы оценить выбранный вариант достижения поставленных целей,
следует получить сведения не только о плановом положении и высоте объектов, но и о достоверности этих данных. Одним из самых надежных источников для исходного материала является аэросъемка, благодаря которой можно создать высокоточную трехмерную модель с возможностью проведения измерений.
Различают два главных вида 3D-моделирования: полигональное и
параметрическое.
Полигональное моделирование заключается в построении трехмерной
фигуры на основе плоской поверхности, которая размечается сеткой. Сетка
состоит из линий, называемых ребрами, которые пересекаются в точках,
называемых вершинами. Ребра делят поверхность на отдельные полигоны.
На программном уровне осуществляются действия с ребрами и вершинами
до тех пор, пока объект не примет нужную форму, при этом происходит
смещение полигонов относительно друг друга под различными углами. Число
полигонов может достигать огромных значений. По мере его увеличения сетка все сильнее напоминает контуры создаваемого объекта, и он все более становится таким, как задумывалось.
Это аналогично тому, как правильный многоугольник при увеличении
числа ребер принимает форму круга.
Также в качестве полигонов могут выступать отдельные двухмерные
фигуры, называемые сплайнами. Они могут выглядеть как простые фигуры,
отдельные фигуры и линии, так и составные. Вместе они соединяются в одну
трехмерную фигуру. Такой способ моделирования уместен, если автор хочет,
чтобы зритель увидел элементы, образующие 3D-фигуру.
Другим методом является скульптинг, который позволяет пользователю
моделировать объект, используя инструменты, которые напоминают резьбу по
камню.
В ходе параметрического моделирования вначале создается эскиз, с
которым впоследствии происходят изменения. В основе лежит математическая
модель с подходящими параметрами, меняя значения которых, можно создать
множество фигур. С помощью изменения параметров можно добиться
необходимого вида модели.
Поскольку оба вида моделирования предполагают разные способы создания
3D-моделей, то и применяются они в разных сферах. Полигональное
моделирование встречается чаще всего и используется в таких областях как:
наука;
архитектура;
компьютерные игры;
дополненная и виртуальная реальности;
3D-печать;
графические элементы для веб-интерфейса (смайлы, кнопки);
спецэффекты в фильмах;
скульптинг (статуи, скульптуры).
Создание 3D-модели состоит из нескольких этапов.
Создание геометрии модели
На первом этапе создается пространственная геометрическая модель
объекта, не учитывающая его физические характеристики. Производятся расчет
размеров и построение формы предмета. Используются методы вращения,
выдавливания, наращивания, полигонального моделирования.
Создание текстуры объекта
На данной стадии определяется, из каких материалов будет построен
объект, разрабатывается его текстура. Именно в этот момент задается степень
реалистичности создаваемой модели.
Выбор освещения
На данном этапе возникают сложности, поскольку от указанных параметров
зависит восприятие модели, насколько она будет правдоподобной. Указываются
тон освещения, степень яркости, резкости, насыщенность теней.
3D-визуализация или рендеринг
На заключительной стадии 3D-моделирования осуществляется уточнение
настроек отображения модели, в частности, добавление специальных эффектов
вроде бликов, тумана и т.д. При наличии анимации корректируются ее параметры.
Также определяются параметры визуализации (число кадров в секунду, формат
конечного видео). Если в результате получается двухмерное изображение, следует выбрать его формат и разрешение.
Постпродакшн
По окончании процесса 3D-моделирования в готовый материал можно
включить спецэффекты с использованием программных средств, таких как Adobe
Photoshop, Adobe Premier Pro, Adobe Illustrator и т.д. Другими словами,
происходит постпродакшн, когда итоговый результат улучшается с применением различных технологий.
В настоящее время применяются разнообразные программы для 3D-
моделирования. С каждым годом их становится все больше, так как
производители программного обеспечения стремятся удовлетворить потребности широкого круга пользователей, поэтому при возникновении новых запросов они выпускают новые продукты. Встречаются как платные, так и бесплатные программы для 3D-моделирования. Изучим более подробно наиболее популярные из них:
3D Max– широко распространенная программа, подходит для
профессиональной работы и предоставляет внушительный функционал. С ее
помощью можно создавать анимацию и трехмерную графику, имеются
возможности для рисования сложных моделей. Получаемые в результате объекты детально проработаны и затем могут анимироваться. Кроме платной версии программы есть бесплатная версия для студентов.
Maya– профессиональная программа, используемая при съемках фильмов и
создании игр. Она обладает широкими возможностями для создания
реалистичных моделей высокого качества.
AutoCad– инструмент для эффектного 2D и 3D-моделирования, имеет
многоязычный интерфейс, разобраться в котором можно даже без специальных
навыков. С его помощью можно вначале нарисовать двухмерную модель, а затем перевести ее в трехмерное изображение. Также можно создавать отдельные объекты и большие конструкции, а также игровые текстуры.
Cinema 4D– многофункциональная программа для трехмерного
моделирования и анимации. Отличается понятным интерфейсом и также
переведена на русский язык, благодаря чему получила распространение в
русскоязычной среде.
Компас 3D– программное обеспечение для создания объемных моделей.
Оно основано на математических расчетах и является отличным вариантом для
осуществления инженерных проектов. Возможности программы включают не
только построение модели, но и математические расчеты для последующего ее
изготовления.
Rhinoceros– применяется в архитектуре, кораблестроении, дизайне, а также
мультимедийных технологиях. Получила распространение вследствие объемного функционала и возможности импорта и экспорта разнообразных типов файлов.
Blender– программа, позволяющая проводить рендеринг, анимацию,
монтаж и последующую обработку. Представленный функционал можно
расширить с использованием плагинов. Годится для обучения основам 3D-
моделирования.
Wings 3D– элементарная программа для трехмерного моделирования,
позволяющая работать с простыми моделями. Простой и незамысловатый
интерфейс серьезно упрощает задачу начинающим специалистам. Также
исходный код программы открыт для модификации.
Google SketchUp– позволяет создавать и изменять множество видов
моделей, дополняя их новыми элементами и текстурами. Имеет обширный
функционал для работы над объектами различной сложности.
Кроме того, 3D моделирование может быть полезным инструментом для
дизайнеров и художников. Они могут использовать 3D модели для создания
концептартов, а также для создания сложных и интересных форм и текстур для
своих проектов.
Существует также возможность применения 3D моделирования в
различных научных исследованиях. Например, в области аэродинамики 3D
моделирование используется для создания виртуальных прототипов самолетов и исследования их характеристик.
В целом, 3D моделирование является мощным инструментом для создания
виртуальных объектов и сцен, которые могут быть использованы в различных
отраслях и областях. С его помощью можно создавать удивительные и сложные
объекты, которые можно использовать для различных целей, от обучения и
визуализации до проектирования и производства.
Для наших целей мы будем использовать программу Blender.
Blender — профессиональное свободное и открытое программное
обеспечение для создания трёхмерной компьютерной графики, включающее в
себя средства моделирования, скульптинга, анимации, симуляции, рендеринга,
постобработки и монтажа видео со звуком, компоновки с помощью «узлов» (Node Compositing), а также создания 2D-анимаций. В настоящее время пользуется большой популярностью среди бесплатных 3D-редакторов в связи с его быстрым стабильным развитием и технической поддержкой.
Характерной особенностью пакета Blender выступает его небольшой размер
по сравнению с другими популярными пакетами для 3D-моделирования.
Документация в поставку не входит, но доступна онлайн. Демонстрационные
сцены можно скачать на официальном сайте или на сайте открытых проектов
«Blender Cloud».
Blender имел репутацию программы, сложной для изучения. Практически
каждая функция имеет соответствующее ей сочетание клавиш. Учитывая
количество возможностей, предоставляемых Blender, каждая клавиша включена в более чем одно сочетание (shortcut). С тех пор как Blender стал проектом с
открытым исходным кодом, были добавлены полные контекстные меню ко всем
функциям, а использование инструментов сделано более логичным и гибким. С
последующим улучшением пользовательского интерфейса были введены
цветовые схемы, прозрачные плавающие элементы, а также новая система
просмотра дерева объектов и другие различные мелкие изменения.
Отличительные особенности интерфейса пользователя:
Режимы редактирования. Два основных режима Объектный режим (Object
mode) и Режим редактирования (Edit mode), которые переключаются клавишей
Tab. Объектный режим в основном используется для манипуляций с
индивидуальными объектами, в то время как режим редактирования — для
манипуляций с фактическими данными объекта. К примеру, для полигональной
модели в объектном режиме мы можем перемещать, изменять размер и вращать модель целиком, а режим редактирования используется для манипуляции отдельных вершин конкретной модели. Также имеются несколько других режимов, таких как Sculpting, Texture Paint, Vertex Paint и UV Face select.
Широкое использование горячих клавиш. Большинство команд
выполняется с клавиатуры. До появления 2.x и особенно 2.3x-версии, это был
единственный путь выполнять команды, и это было самой большой причиной
создания репутации Blender как сложной для изучения программы. Новая версия имеет более полное графическое меню.
Управление рабочим пространством. Графический интерфейс Blender
состоит из одного или нескольких экранов, каждый из которых может быть
разделён на секции и подсекции, которые могут быть любой частью интерфейса
Blender. Графические элементы каждой секции могут контролироваться теми же
инструментами, что и для манипуляции в 3D-пространстве, для примера можно
уменьшать и увеличивать кнопки инструментов тем же путём, что и в 3D-
просмотре. Пользователь полностью контролирует расположение и организацию графического интерфейса, это делает возможным настройку интерфейса под конкретные задачи, такие как редактирование видео, UV mapping, текстурирование и сокрытие элементов интерфейса, которые не нужны для данной задачи. Этот стиль графического интерфейса очень похож на стиль, используемый в редакторе карт UnrealEd для игры Unreal Tournament.
Рабочее пространство Blender считается одним из самых новаторских
концепций графического интерфейса для графических инструментов и
вдохновлённым дизайном графического интерфейса патентованных программ.
1.2 Фотограмметрия 3D-моделирование с помощью фотограмметрии — это процесс создания трехмерных моделей объектов или сцен с помощью фотографий.
Он основан на использовании компьютерного зрения и алгоритмов, которые позволяют обработать множество фотографий, сделанных со многих разных точек зрения, и воссоздать объект или сцену в 3D-формате.
Процесс фотограмметрии начинается с создания набора из множества
фотографий объекта или сцены. Эти фотографии могут быть сделаны с помощью любого устройства, от смартфона до специальной фотокамеры, но они должны охватывать объект со многих точек зрения.
Затем фотографии обрабатываются специальным программным
обеспечением, которое использует алгоритмы компьютерного зрения для анализа каждой фотографии, определения точек контроля и сопоставления изображений с другими фотографиями. Этот процесс называется восстановлением структуры сцены.
Когда структура сцены восстановлена, фотограмметрическое программное
обеспечение создает 3D-модель объекта или сцены на основе полученных данных.
Результат может быть экспортирован в различные форматы для использования в разных программах и приложениях.
Преимущества фотограмметрии включают возможность создания
высококачественных 3D-моделей объектов и сцен, используя доступное
оборудование и программное обеспечение, а также возможность быстрого
создания моделей для различных применений, таких как виртуальные туры,
видеоигры, архитектурное проектирование и многое другое.
Однако, процесс фотограмметрии может быть сложным и требовательным к
ресурсам компьютера, особенно при обработке большого количества фотографий.
Кроме того, фотограмметрические модели могут быть ограничены точностью и
детализацией, особенно если объект содержит множество мелких деталей или
имеет сложную геометрию.
Название дисциплины происходит от греческих слов photos (свет), gramma
(запись) и metreo (измеряю), что в вольном переводе означает измерение
изображений объектов, записанных с помощью света. Если хотят подчеркнуть,
что при измерении использовалось объёмное изображение объекта, то на основе греческого слова stereo (пространственный) такие измерения называют
стереоскопическими или стереофотограмметрическими.
Фотограмметрия позволяет определить по снимкам исследуемого объекта
его форму, размеры и пространственное положение в заданной системе
координат, а также его площадь, объём, различные сечения на момент съёмки и
изменения их величин через заданный интервал времени.
Фотограмметрическая обработка снимков имеет следующие преимущества:
1) по снимкам объекта можно получить числовую информацию о нём такой
густоты, какой практически невозможно достичь при непосредственных
промерах;
2) числовую и графическую информацию об объекте можно получить, не
вступая с ним в контакт, когда объект недоступен для человека или находится в
среде, опасной для его жизни;
3) оператор-фотограмметрист находится в благоприятных для человека
кабинетных условиях.
С учётом этого фотограмметрию используют в различных областях науки,
техники и производства. Например, для определения деформаций сооружений и их отдельных частей, происходящих в ходе эксплуатации и с течением времени.
Например, сравнение измерений, проведённых по стереопарам моста или
подъемного крана, полученных до их нагрузки, во время нагрузки и после,
позволяет определить их деформации в зависимости от веса нагрузки; - для
определения характеристик движущихся объектов: транспортных средств, ковша экскаватора, ракет, снарядов, элементарных частиц при проведении ядерных исследований и т.п.; - при изысканиях железных и автомобильных дорог, трасс трубопроводов, линий электропередач и других линейных объектов; - при гидротехнических, гляциологических, геологических, географических изысканиях и исследованиях; - при реставрации памятников архитектуры, скульптурных монументов, уникальных предметов; - для фиксации и составления плана дорожно-транспортного происшествия или места преступления; - для определения по снимкам, полученным в электронном микроскопе, характеристик микрорельефа, например, полированных поверхностей; 7 - для лечения сетчатки глаз и установки контактных линз, изготовления зубных протезов, изучения внутренних органов человека и его внешней формы.
Например, измерения фигуры космонавта по стереопарам, полученным до
полёта, во время нахождения космонавта на орбитальной станции и после
посадки, позволяют составить подробную картину изменений, происходящих в
теле человека в связи с перераспределение крови и жидкости под влиянием
земного притяжения и невесомости. Эту же методику можно использовать при
пошиве одежды с учётом индивидуальных особенностей строения тела человека.
Можно привести и другие примеры использования фотограмметрии, однако,
учитывая, что курс лекций по этой дисциплине читается студентам
картографической специальности, в учебном пособии описывается использование фотограмметрической обработки снимков применительно к созданию карт и планов местности.
Появлению фотограмметрии предшествовал многовековой период
возникновения и совершенствования графического способа получения
перспективных изображений местности и преобразования их в план. Для этого
использовалась камера-обскура (темная), являвшаяся прообразом фотокамеры.
Описания работы с ней имеются в трудах Леонардо да Винчи (Leonardo da Vinci,
1500 г.) и немецкого астронома и математика И.Кеплера (J.Kepler, 1611 г.). Для
удобства работы на свету была разработана камера-клара (светлая). Внутри
камеры стояло поворачивающееся зеркало, которое отклоняло лучи либо вверх на матовое стекло, прикрытое козырьком, либо вниз через отверстие в дне камеры на полочку, прикреплённую снизу. Лист бумаги укладывался либо на матовое стекло, либо на полочку. Швейцарец М.А.Каппелер (M.A.Cappeler) в 1725 г. нарисовал две панорамные картины с целью составления карты горного массива Пилатус. Для этого он впервые использовал принцип пространственной засечки, названной впоследствии фотограмметрической. В 1759 г. немецкий математик И.Г.Ламберт (I.H.Lambert), используя принцип пространственной засечки, изложил теоретические основы перспективных изображений объектов. В 1791-1793 гг. на основе этих разработок французский гидрограф Ш.Ф.БотанБопре (Ch.F.Beautemps-Beaupre) провел съёмку камерой-клара территорий Вера Круз и Ван Дименсленд и составил планы с помощью разработанного им способа иконометрия (от греческого слова eikon - изображение).
Однако требовался
способ закрепления для длительного хранения изображения, полученного в
камере-обскура. В 1839 г. француз Л.Ж.Дагер (L.J.Daguerre) и англичанин
Ф.Талбот (F.Talbot) объявили о разработанных ими способах получения
фотоизображений в камере-обскура, а английский астроном Д.Гершель
(J.Herschel) впервые применил термин фотография. Дальнейшие достижения в
фотографии и создании мобильных фотокамер открыли дорогу появлению
фотограмметрии.
В 1852 г. французский топограф, инженер-майор Эмe Лосседа (Aime
Laussedat) первым в мире выполнил фотосъёмку местности с целью создания по снимкам плана местности. С этого года начинается история фото- 8 грамметрии, хотя это название появилось позже. Э.Лосседа назвал свой способ
метрофотография, т.е. измерительная фотография. Т.к. съёмка производилась для топографических целей, её назвали фототопографической. В 1858-1859 гг. под руководством Э.Лосседа с учётом набранного опыта была изготовлена первая в мире съёмочная система, приспособленная для наземных фототопографических съёмок и названная фототеодолит. Его конструкция представляла собой сочетание фотокамеры и теодолита.
В 1858 г. французский фотограф Ф.Турнашон (F.Tournachon),
публиковавший свои статьи под псевдонимом Надар (Nadar), первым в мире
выполнил фотосъёмку местности с воздушного шара. Он взял привилегию на
воздушную фотосъёмку с целью определения границ земельных участков.
Однако, столкнувшись со сложностями преобразования снимков в план,
ограничился выполнением и рекламированием воздушной фотосъёмки.
В 1858 г. немецкий архитектор А.Мейденбауэр (F.Meydenbauer)
использовал фотосъёмку для составления планов зданий и тем самым положил
начало прикладному применению фотограмметрии, в данном случае в
архитектуре. Он же предложил название фотограмметрия.
В России 18 мая 1886 г. первую фотосъёмку с воздушного шара произвел
поручик А.М.Кованько (впоследствии генерал-лейтенант). В этом же году
В.И.Срезневский создал первый в России фотоаппарат, предназначенный для
воздушной фотосъёмки и являющийся прототипом аэрофотоаппарата. Этим
фотоаппаратом 6 июля 1886 г Л.Н.Зверинцев произвел фотосъёмку с воздушного шара, управляемого А.М.Кованько. Они пролетели от СанктПетербурга до Кронштадта и отметили возможность изучения по воздушным фотоснимкам рельефа дна. В своем отчёте они написали, что наблюдали "прекрасную карту мелей, глубокой воды и фарватера".
В 1887-1889 гг. немецкий профессор К.Коппе (C.Koppe) создал
фототеодолит, у которого впервые в мире на прикладной рамке были установлены координатные метки, которые закрепили на снимке координатную систему.
В начале 90-х годов XIX века инженер-поручик В.Ф.Найденов
(впоследствии полковник, профессор Военно-инженерной академии (ВИА)) начал проводить работы с целью созданию планов местности по воздушным
фотоснимкам и в 1907 г. написал первый русский учебник "Измерительная
фотография и применение её к воздухоплаванию".
В 1891 г. инженер путей сообщений Н.О.Виллер впервые в России
применил наземную фотосъёмку при изысканиях железных дорог на Кавказе.
В 1892 г. немец Ф.Штольц (F.Stolze) предложил для стереоскопических
измерений снимков способ мнимой марки, который впоследствии стали
использовать в большинстве стереофотограмметрических приборов, в том числе и на современных цифровых фотограмметрических системах, работающих на базе компьютеров.
В 1895-1896 гг. Ф.Н.Чернышев и академик Б.Б.Голицын провели наземные
фототопографические съёмки на Новой Земле. В отчёте Б.Б.Голицын отметил, что по сравнению с мензульной съёмкой этот вид съёмки является слож- 9 ным и неудобным, но он имеет преимущество во времени выполнения съёмки и в
количестве измеряемых точек с одной постановки инструмента.
В конце 1896 г. и начале 1897 г. инженер МПС Р.Ю.Тиле находился в
загранкомандировке, в которую его послали с целью изучения разработок в
области фототопографии. Собранная информация была им издана в 1897 г. в трёх номерах журнала МПС, а затем в 1898 г. в брошюре "Практическая
фототопография (фотограмметрия)". Сам Р.Ю.Тиле был назначен заведующим
фототопографическими работами МПС. В 1908-1909 г.г. он издал трёхтомную
монографию "Фототопография в современном развитии", в которой впервые в
России в единой связности описал историю развития фотограмметрии, её
теоретические основы, съёмочное и обрабатывающее оборудование, применение фотограмметрии в различных областях деятельности человека. В 1898 г. для съёмки с воздушного шара поручик С.А.Ульянин создал фотокамеру под названием "телеаппарат", который в то время был наиболее совершенным и использовался в течение долгого времени. В 1901 г. научный сотрудник немецкой фирмы Карл Цейсс (Carl Zeiss) К.Пулфрих (C.Pulfrich) разработал конструкцию стереокомпаратора, который до настоящего времени является самым высокоточным оптико-механическим стереофотограмметрическим прибором.
В 1908 г. австрийский военный топограф Э.Орел (E.Orel) на основе
стереокомпаратора разработал конструкцию первого
стереофотограмметрического прибора для составления топографических карт по наземным фотоснимкам и дал ему название "автостереограф". В сотрудничестве с К.Пулфрихом прибор был усовершенствован и под названием стереоавтограф серийно выпускался фирмой К.Цейсс в разных модификациях до 70-х гг. 20 века.
В России в 1910 г. были выполнены первые опытные фотосъёмки с
самолёта лётчиками Севастопольской школы, а С.А.Ульянин создал первый в
России фотоаппарат, предназначенный для съёмки с борта самолёта. В этом же
году С.М.Соловьев опубликовал брошюру "О стереофотограмметрии".
В 1911 г. прошли первые испытания и с 1913 г. началась эксплуатация
первого в мире полуавтоматического плёночного аэрофотоаппарата полковника В.М.Потте. Конструкция этого аэрофотоаппарата была в то время лучшей в мире, и он использовался у нас до конца 20-х гг.
В 1915 г. в Германии М.Гассер (M.Gasser) сконструировал двойной
проектор, который был первым фотограмметрическим прибором для создания
топографических планов и карт по аэрофотоснимкам. Однако он не нашел
применения, т.к. не было использовано стереоскопическое наблюдение и
измерение снимков. Наведение марки на точку производилось устранением
двоения изображения точки на экранчике, перемещаемом по высоте. Этот прибор положил начало созданию нового класса приборов - универсальных
стереофотограмметрических приборов (УСП), которые позволяли оператору
выполнить все процессы, связанные со съёмкой плановой и высотной частей
топографической карты по аэроснимкам. В 1917 г. Р.В.Животовский написал
"Курс аэрофотограмметрии", что ука- 10 зывает на смену термина "воздушная
фотосъёмка" на аэрофотосъёмку.
В России в 1920 г. Н.М.Алексапольский начал чтение курса по
фотограмметрии в Московском межевом институте (ММИ), а в 1921 г. на
геодезическом факультете ВИА. В 1925 г. под руководством
Н.М.Алексапольского в ММИ была организована кафедра фотогеодезии (с 1939 г. фотограмметрии). Он же с 1932 г. был первым заведующим кафедрой
фотограмметрии в ВИА. Н.М.Алексапольский был энтузиастом внедрения
аэросъёмки в топографическое производство и своими работами способствовал развитию контурно-комбинированной съёмки. Совместно с П.П.Соколовым Н.М.Алексапольский разработал фототрансформатор МГИ.
В разработку теории фотограмметрии и фотограмметрического
приборостроения, кроме упомянутых соотечественников, свой вклад внесли
Ф.В.Дробышев, А.С.Скиридов, Н.Я.Бобир, Н.Н.Веселовский, Н.А.Урмаев,
М.Д.Коншин, Г.В.Романовский, А.Н.Лобанов, В.Б.Дубиновский, Р.П.Овсянников,
Е.И.Калантаров и др. Ф.В.Дробышев создал линейку для построения
координатной сетки, стереометр для рисовки горизонталей по стереопаре,
стереограф для создания топографических карт по стереопарам аэроснимков и
другие приборы. А.С.Скиридов получил авторские свидетельства (1927, 1929,
1933 гг.) на автоматическое вычерчивание горизонталей путём сравнения
перемены плотностей фотоизображений вокруг соответственных точек на левом и правом фотоснимках. Только с появлением компьютеров данная проблема была частично решена. Н.Н.Веселовский был в числе первых, кто выполнял опытные производственные работы по аэросъёмке городов в крупных масштабах.
Разработанные в ходе выполнения всех этих работ методики легли в основу
последующих подобных съёмок. Н.А.Урмаев в 1941 г. опубликовал "Элементы
фотограмметрии", где изложил теорию фотограмметрии с использованием
векторной алгебры. Эта работа, стала основой для написания учебников и
монографий по фотограмметрии. Труды М.Д.Коншина способствовали
разработкам теории и технологии дифференцированного метода создания
топографических карт. Его теория обработки аэроснимков с преобразованными
связками проектирующих лучей позволила создать в середине 50-х гг.
отечественные универсальные стереофотограмметрические приборы:
стереопроектор и стереограф. Г.В.Романовский и Е.И.Калантаров разрабатывали
самые современные для того времени фотограмметрические приборы, например, стереопроектор и автоматизированный стереокомпаратор. А.Н.Лобанов, В.Б.Дубиновский, Р.П.Овсянников своими работами способствовали внедрению в нашей стране аналитических методов обработки снимков с использованием вычислительной техники.
В 1957 г. канадский фотограмметрист Ю.В.Хелава (U.V.Helava) на 1-м
Международном фотограмметрическом съезде сообщил о конструкции
аналитического фотограмметрического прибора. Первый в мире образец этого
прибора, созданный фирмами OMI (Италия) и Bendix (США) под названием АР-1
(analytical plotter), был продемонстрирован в 1960 г. Конструкция прибора
состояла из измерительного блока, в качестве которого был использован
стереокомпаратор, и электронно-вычислительной машины (ЭВМ). Программное
11 обеспечение составил Ю.В.Хелава. Это было началом перехода
фотограмметрии на использование компьютерной техники.
В 90-е годы ХХ века произошел полный переход на компьютерные
технологии и цифровую обработку снимков, полученных различными
съёмочными системами. Компьютер с программным пакетом полной обработки
снимков стал цифровой фотограмметрической системой. Появился термин
цифровая фотограмметрия и новые виды картографических документов -
цифровая карта и цифровая модель местности, построенная по снимкам
фотограмметрическими методами. Был создан высокоточный
фотограмметрический сканер, преобразующий в цифровую форму снимки,
полученные с помощью фотокамеры, с сохранением их геометрических,
фотометрических и точностных характеристик. Фотокамеры уступают место
цифровым фотокамерам, позволяющим вводить снимки в компьютер без
использования сканера.
Для фотограмметрии мы решили использовать возможности программы
Agisoft Metashape
В программе Agisoft Metashape реализована современная технология
создания трехмерных моделей высокого качества на основе цифровых снимков
(аэросъемка, наземная съемка, спутниковые снимки). Полученные данные могут
быть использованы в приложениях GIS, в качестве документации культурного
наследия, для производства визуальных эффектов, а также для непрямых
измерений объектов различных масштабов. Metashape позволяет обрабатывать
изображения в видимом диапазоне RGB, термальные и мультиспектральные
снимки, включая снимки с многокамерных систем. Результаты обработки
представляют собой различные типы пространственных данных: плотные облака точек, текстурированные полигональные модели, ортофотопланы и цифровые
модели местности (ЦММ). Инструменты дополнительной постобработки
позволяют убрать тени и другие артефакты на текстуре моделей, рассчитать
индексы растительности, экспортировать данные для автоматизированного
управления сельскохозяйственной техникой, автоматически классифицировать
плотные облака точек, и т. д. Благодаря возможности распределенных
вычислений на локальном кластере Metashape позволяет обрабатывать проекты, включающие 50 000 и более снимков. Тогда как возможность обработки данных, загруженных в облако, позволяет минимизировать затраты на аппаратные мощности. Объединение методов цифровой фотограмметриии и технологий компьютерного зрения создает автоматизированную систему, которая, с одной стороны, легко управляется (даже при отсутствии навыков в области фотограмметрии), а с другой, предлагает расширенные инструменты оценки (такие как стереорежим) и контроля точности результатов (доступен экспорт полного отчета об обработке), которые позволяют специалистам добиваться требуемого высокого качества экспортируемых данных.
Основные задачи, решаемые пользователями при помощи программы
Metashape - построение модели, ортофотоплана и ЦММ. Работа с проектом
осуществляется в три этапа:
1. Первый этап называется выравнивание и представляет собой блочную
фототриангуляцию методом независимых связок. На этом этапе Metashape
находит общие точки снимков и по ним определяет все параметры камер:
положение, ориентацию, внутреннюю геометрию (фокусное расстояние,
параметры дисторсии и т.п.). Результатами являются облако связующих точек в
3D пространстве модели и данные о положении и ориентации камер. В Metashape облако связующих точек не используется на дальнейших стадиях обработки
(кроме режима построения модели на основе облака связующих точек) и служит только для визуальной оценки качества выравнивания снимков. Стоит отметить, что на этапе построения облака связующих точек рассчитываются карты глубины для пар изображений (стереопар). Облако связующих точек может быть экспортировано для дальнейшего использования во внешних программах. Данные о положении и ориентации камер используется на дальнейших стадиях обработки.
2. На втором этапе Metashape выполняет построение поверхности:
полигональной 3D модели и/или Цифровой модели местности (ЦММ) 2.5D.
Полигональная модель может быть текстурирована для фотореалистичного
отображения объекта съемки, а в последствии экспортирована в различных
форматах, совместимых с приложениями CAD и средами для трехмерного
моделирования. Metashape позволяет создавать тайловые модели для быстрого
отображения и удобной навигации, в случае работы над очень большими
проектами (например, моделирование целого города). Система иерархических
тайлов позволяет сохранить исходное разрешение снимков, на основе которых
построена текстура модели. Тайловые форматы совместимы с автономными
приложениями для просмотра и с аналогичными интернет-приложениями. На
основании положений камер, рассчитанных на первом этапе обработки, и
используемых снимков Metashape может построить Плотное облако точек.
Созданное таким образом фотограмметрическое облако точек может быть
объединено с облаком точек LIDAR или автоматически классифицировано в
соответствии с целями проекта. На основании плотного облака точек может быть построена цифровая модель местности (ЦММ), включающая как точки
поверхности земли, так и различные объекты (деревья, здания и другие
антропогенные объекты); при построении цифровой модели рельефа (ЦМР) в
качестве исходных данных используются только точки на поверхности земли. Для построения ЦМР плотное облако точек необходимо предварительно
классифицировать.
3. На третьем этапе в Metashape доступно построение ортофотоплана,
который может быть соответствующим образом географически привязан и
использоваться в качестве подложки для различных карт. Кроме того,
Ортофотоплан может быть экспортирован для последующего анализа и
векторизации. При создании ортофотоплана исходные снимки проецируется на
поверхность, указанную пользователем (ЦММ/ЦМР, полигональная модель) в
соответствии с рассчитанными элементами внутреннего и внешнего
ориентирования камеры. В проектах, использующих мультиспектральные
изображения в качестве исходных данных, на ортофотоплане могут быть
представлены NDVI и другие индексы растительности. Радиометрические
изображения также могут быть корректно интерпретированы в Metashape при
условии, что для набора верно выбрана калибровочная панель и/или данные с
сенсора освещенности доступны в метаданных снимков. Снимки, пригодные для
создания трехмерной модели в Metashape, могут быть сняты любой цифровой
камерой (как метрической, так и не метрической). Соблюдение при съемке
некоторых несложных правил поможет получить более качественный результат.
Оборудование
Лучше использовать камеру с матрицей достаточно высокого разрешения (5
МПикс и более), при съёмке рекомендуется выставлять максимально возможное качество снимков.
Наилучшие результаты могут быть получены при помощи объективов с
фокусным расстоянием 50 мм (в 35 мм пленочном эквиваленте). Рекомендуемые рамки изменения фокусного расстояния объективов от 20 до 80 мм (в 35 мм пленочном эквиваленте).
Желательно избегать сверхширокоугольных объективов и объективов типа
"рыбий глаз". В Metashape для описания дисторсии объектива в общем случае
(когда в настройках калибровки камеры выбран тип камеры Кадровая)
используется модель дисторсии Брауна. Для корректной работы Metashape при
использовании сверхширокоугольных объективов и объективов типа "рыбий глаз" обязательно следует задать тип камеры Рыбий глаз в меню Metashape Калибровка камеры перед началом обработки. В этом случае будет использоваться подходящая модель дисторсии объектива. Рекомендуется использовать объективы с фиксированным фокусным расстоянием. При использовании объективов с переменным фокусным расстоянием, для получения более стабильных результатов необходимо зафиксировать одно из крайних значений фокусного расстояния (максимальное или минимальное) на весь период съемки. Необходимо установить минимально возможное значение ISO, чтобы избежать дополнительного шума, характерного для фотографий с высоким ISO.
Рекомендуется осуществлять съемку при минимально возможном размере
диафрагмы для достижения максимальной глубины резкости, так как важным
фактором является резкость изображения. • Избегайте размытия изображений при съемке движущейся камерой и съемке с длинной выдержкой.
Предпочтительно использование RAW данных, сконвертированных без
потерь в формат TIFF, так как сжатие изображение до формата JPG увеличивает
количество нежелательных шумов.
Требования к объектам съёмки
При съёмке следует избегать плоских не текстурированных, отражающих и
прозрачных объектов. Снимайте блестящие объекты в облачную погоду. Прямые солнечные лучи создают блики почти на любых поверхностях. Если в процессе съемки блики перемещаются по поверхности объекта съемки — это может создать сложности для выявления соответствий на снимках. При подводной съёмке следует использовать вспышку или постоянный источник освещения. Это позволит улучшить видимость и увеличить качество снимков.
Следует избегать попадания в кадр нежелательных объектов на переднем
плане. По возможности не допускайте изменения взаимного расположения
объектов в процессе съёмки.
По возможности следует избегать объектов съемки, имеющих плоскую
геометрию.
Необходимо эффективно использовать пространство кадра: объект съёмки
должен занимать наибольшую часть кадра. В некоторых случаях оптимальна
портретная ориентация кадра.
Избыток снимков предпочтительнее, чем их недостаточное количество.
Количество "слепых зон" должно быть сведено к минимуму, так как
Metashape может построить в цифровом пространстве только те точки объекта
съемки, которые видны как минимум на двух кадрах.
Необходимо эффективно использовать пространство кадра: снимаемый
объект должен занимать наибольшую часть кадра. В некоторых случаях
оптимальна портретная ориентация кадра.
Допускается съемка объекта по частям, при условии достаточного
перекрытия кадров. Не обязательно помещать объект целиком в каждый кадр.
Применение хорошего освещения повысит качество результата съемки. При
этом источники освещения рекомендуется располагать за пределами кадра, не
использовать вспышку и избегать бликов.
Для выполнения измерений на модели необходимо перед съeмкой
расположить на поверхности объекта по крайней мере два маркера и измерить
расстояние между ними (допускается просто расположить линейку известной
длины на объекте съемки).
1.3 Скульптурная композиция «Петр и Феврония Муромские»
20 августа 2021 года в Златоусте был открыт памятник святым благоверным
князьям Петру и Февронии Муромским.
С инициативой установки скульптурной композиции выступили жители
ЗГО. Основную поддержку этому благочестивому начинанию оказал Герой
России Сергей Владимирович Зяблов.
За основу был взят памятник, установленный в городе Щучье Курганской
области. Скульптура появилась на территории обновленной набережной
городского пруда возле Александро-Невского храма, и органично вписалась в
общую концепцию благоустройства набережной.
Благодаря национальному проекту «Жилье и городская среда», здесь
появилась удобная пешеходная зона, малые архитектурные формы, клумбы и
освещение. Это место в Златоусте является одним из самых популярных – именно сюда приезжают молодожены в день заключения брака.
Являя нам пример идеальной супружеской жизни, христианской любви и
преданности, святые Петр и Феврония считаются покровителями православной
семьи и брака. За свою земную жизнь святая чета показала невероятную
преданность друг другу. Все радости и невзгоды они привыкли делить пополам.
День их памяти совпадает с общенациональным праздником — Днем семьи,
любви и верности.
На торжественном открытии памятника присутствовали епископ
Златоустовский и Саткинский Викентий, депутат Государственной Думы
О.А.Колесников, депутат Законодательного собрания Челябинской области
О.Л.Садовских, председатель Собрания депутатов ЗГО А.М.Карюков, заместитель
главы ЗГО по социальным вопросам Н.А.Ширкова, генеральный директор ООО
«Завод Стройтехника» А.Н.Белов, председатель Совета почетных граждан
Златоуста, директор государственного драматического театра «Омнибус»
А.С.Романов, секретарь Епархиального управления протоиерей Дионисий
Абрамов, руководитель Центра казачьей культуры В.Н.Рубцов, начальник
казачьего кадетского корпуса ГБПОУ «ЗлатИК им. П. П. Аносова», член
городской общественной палаты В.Н.Клаптюк.
«День, когда человеческие судьбы соединяются, наверное, самое важное
событие. Они – наше будущее, и от них зависит наш будущий мир, — отметил
депутат Государственной думы О.А.Колесников. — Что может быть важнее для
нас, чем любовь к нашей Родине и любовь к нашей семье? Я уверен, что жизнь
Петра и Февронии послужит примером для многих. Очень приятно видеть, что
Златоуст меняется – здесь появляются пространства, где хочется проводить время.
Это значит, что мы движемся вперёд. Спасибо всем, кто принял в этом участие».
Почётное право убрать покрывало со статуи получили супруги Емельяновы,
зарегистрировавшие брак в этот памятный день. Такое рождение своей семьи
Всеволод и Анастасия наверняка запомнят на долгие годы и, возможно, захотят
встретить на этом месте и серебряную, и золотую свадьбу.
Установка памятника стала возможной благодаря помощи благочестивых
руководителей и предпринимателей.
Епископ Викентий поблагодарил всех потрудившихся и наградил церковно-
общественной медалью Сергея Владимировича Зяблова. Данная награда
учреждена АНО «Уральский духовно-просветительский центр «Златоуст» и
преподается всем потрудившимся на благо духовного просвещения, социального служения, храмоздательства, укрепления церковно-общественных отношений.
Архиерейская грамота была преподана автору памятника, скульптору
Сергею Александровичу Хоружему.
По окончании официальной части епископ Златоустовский и Саткинский
Викентий совершил чин освящения памятника святым покровителям семьи.
Праведная жизнь Петра и Февронии Муромских — торжествующий гимн
супружеской любви. Ярчайшие личности Святой Руси, они всей своей жизнью
отразили ее духовные ценности и идеалы. История жизни свв. чудотворцев,
благоверных супругов много веков существовала в преданиях Муромской земли, где они жили в начале XIII в. и где до сих пор пребывают их честные мощи.
Однажды в семье княжившего в Муроме Павла случилась беда — по
наваждению дьявола к его жене стал летать змей–соблазнитель. Несчастная
женщина, уступившая демонской силе, по наказу мужа выведала у злодея тайну
его смерти, которая ему была «суждена от Петрова плеча и Агрикова меча». Петр, младший брат князя Павла, положившись на помощь Божию, тотчас решился убить насильника. С помощью явившегося ему ангела, Петр нашел под стеной храма чудесный меч и, выследив змея, который коварно принимал облик Павла, поразил его. Ядовитая, черная кровь издыхающего змея обрызгала Петра, и тело молодого князя покрылось страшными, незаживающими струпьями. Никто не мог исцелить Петра от тяжкой болезни. Но Господь, промышляя о Своем рабе, направил его в рязанскую землю, где в селе Ласково жила крестьянская девушка по имени Феврония, имевшая дар прозорливости и исцелений.
Князь, который уже не мог ходить сам, обещал Февронии, если вылечит,
большую награду. Феврония же, по промыслу Божию, ответила, зардевшись:
«Если не стану супругой ему, то не стану лечить его». Петр пообещал жениться,
но в душе слукавил: гордость княжеского рода мешала ему согласиться на
подобный брак. Феврония, имея премудрость, прозрела лукавство и гордость
Петра и назначила ему особое лечение. Она зачерпнула хлебной закваски, дунула на нее и велела князю вымыться в бане и смазать все струпы, кроме одного.
Чудесно исцеленный князь, презрев обещание, данное девице, радостно
вернулся в Муром, однако от несмазанного струпа — свидетельства его греха, вся болезнь возобновилась, и князь покаяно вернулся к Февронии. На этот раз, после исцеления, Петр сдержал свое слово и женился на Февронии. Когда Петр
наследовал княжение после брата Павла, бояре не захотели иметь княгиню
простого звания, заявив князю: «Или отпусти жену, которая своим
происхождением оскорбляет знатных барынь, или оставь Муром». Князь не
отказался отжены ради власти и величия и вместе с Февронией уплылна ладье из Мурома. Вечером, пристав к берегу, повар принялся готовить ужин и, чтобы
повесить котлы, срубил два маленьких деревца. Мудрая Феврония, видя супруга
своего в печали, сказала ему: «Не скорби, княже, милостивый Бог, Творец и
Заступник всех, не оставит нас в беде!В подтверждение слов моих увидишь, что
станут утром эти колышки большими деревьями». Так и случилось.
В Муроме тотчас после отплытия князя началась смута. За освободившийся
престол бояре принялись бить друг друга смертным боем, и только явившиеся с
неба ангелыс огненными палицами вразумили их. С покаянием бояре умолили
вернуться на княжение Петра и Февронию.Святые супруги, прославившись
благочестием и милосердием, мудро и справедливо правили Муромом до
преклонных лет. В конце жизни, приняв монашеский постриг в разных
монастырях с именами Давид и Евфросиния, они пообещали друг другу умереть в один день молили Бога об этом. Заранее приготовив общий каменный гроб с
тонкой перегородкой, святые супруги завещали положить их тела вместе. Перед
самой смертью Давид послал монаха сообщить Ефросинье о своей скорой
кончине и верная жена, не желая оставаться на земле без любимого мужа, в тот же час, 25 июня (по новому стилю — 8 июля) 1228 года, мирно отошла ко Господу.
Бояре, несмотря на завещание супругов похоронить их в одной гробнице,
сочли такое погребение несовместимым с монашеским званием и положили их
тела в разных обителях. Но случилось чудо, и наутро верные супруги оказались
вместе. Трижды бояре пытались разъединить их тела, и трижды Господь вновь
соединял их. Святые супруги были погребены в соборной церкви города Мурома в честь Рождества Пресвятой Богородицы, возведённой над их мощами Иоанном Грозным в 1553 году. Ныне их честные, чудотворные мощи, источающие благодать и ниспосылающие чудесные исцеления верующим, почивают в храме Св. Троицы Свято–Троицкого монастыря в Муроме.
Святые Петр и Феврония являются образцом христианского супружества.
Своими молитвами они низводят Небесное благословение на вступающих в брак. Венчанные супруги не должны забывать небесных покровителей любви и брака святых чудотворцев Петра и Февронию и неустанно молить их о даровании счастья и мира в семье.
2 Специальная часть
2.1 Создание модели при помощи фотограмметрии
Была использована камера смартфона Xiaomi Redmi Note 5. Было
выполнено 124 фотографии.
Они импортируются в программу Agisoft Metashape.
Желательно расставить маркеры на фотографиях, это улучшит качество
выравнивания фотографий.
Затем выполняется выравнивание, желательно максимально высокое
качество. Но при низком качестве фотографий стоит понизить
качество выравнивания, так как слишком высокое качество может не сработать.
Если выравнивание получилось удовлетворительным, то выполняем
построение облака точек.
После этого начинаем постройку модели.
Полученную модель можно экспортировать в другие
программы для доработки и исправления ошибок.
2.2 Доработка модели в Blender
На модели есть множество дыр и неровностей, которые нужно обрабатывать
в программе Blender.
Из-за того, что скульптурная композиция довольно высокая, и фотографии
сверху отсутствовали, модель сверху получилась довольно плохого качества.
Модель экспортирована форматом FBX из Agisoft Metashape. Blender может
использовать такой формат. Импортировав в Blender, приступаем к ремонту
модели.
Для этого нужно использовать функцию заполнения, и скульптинг.
Для начала стоит уменьшить количество полигонов модели, сейчас их
слишком много и это вызывает задержку в обработке модели, а также
увеличивает размер файла. Чтобы уменьшить количество полигонов применим к модели модификатор «Decimate» с значением 0.1-0.3.
Дальше приступим к заполнению отверстий на модели. Функция
заполнения по умолчанию назначена на клавишу F. Можем выделить вершины
отверстия вручную, либо выделить их автоматически с зажатой клавишей Alt, и
применить функцию заполнения. Получится плоская заплатка, которая является
многоугольником.
Для того чтобы исправить это нужно перейти во вкладку «Скульптинг». Там
включить функцию «Динамическая топология». (Рисунок 9) Это превратит
заплатку многоугольник в треугольник, а также позволит далее улучшить
детализацию путём добавления новых вершин.
Затем можно скульптурировать модель, ЛКМ добавляет материал,
Ctrl+ЛКМ убирает материал, Shift+ЛКМ разглаживает выбранное место. Таким
образом нужно добиться приемливого качества.
После всей обработки получилась данная модель.
3 Мероприятия по технике безопасности и охране
окружающей среды
3.1 Техника безопасности
Техника безопасности при работе с 3D сканером
1. При выполнении трехмерного сканирования необходимо соблюдать
стандартные регламенты техники безопасности при работе с электроприборами и персональным компьютером.
2. При нанесении матирующего спрея на сканируемый объект нельзя
направлять распылитель в свою сторону, а также следует использовать средства
индивидуальной защиты рук и органов зрения.
Вредных факторов работы за компьютером есть достаточно много. Все они
в разной степени влияют на наш организм, создавая угрозу его правильному
функционированию. Среди таких факторов выделяют:
Нагревание деталей и поверхности компьютера в процессе активной
эксплуатации, что приводит к повышению уровня температуры в помещении.
Высокая зрительная нагрузка при продолжительной работе.
Монотонность рабочего процесса.
Риск поражения электрическим током при неправильной
эксплуатации или игнорировании фактов поломки техники.
Ухудшение зрения при условии плохого освещения рабочей зоны.
Высокий уровень контраста и блеска экрана, что пагубно влияет на
зрение работника.
Основные требования, которые прописаны в документации по безопасности
труда при работе за компьютером, затрагивают многие вопросы, которые
напрямую влияют на состояние нашего организма. Основные требования гласят:
Следование общим правилам использования компьютерной техники.
Соблюдение микроклимату помещения, в котором проводиться
работа за компьютером.
Соблюдение уровня шума, который исходит от компьютерной
техники.
Соблюдение уровня освещения при работе с компьютерной техникой.
Соблюдениенормы электромагнитных полей.
Прохождение медицинской комиссии работниками, деятельность
которых связана с регулярной работой за компьютером.
1. Общие требования безопасности
1.1. К работе на персональном компьютере допускаются лица, прошедшие
обучение безопасным методам труда, вводный инструктаж, первичный
инструктаж на рабочем месте.
1.2. При эксплуатации персонального компьютера на работника могут
оказывать действие следующие опасные и вредные производственные факторы:
- повышенный уровень электромагнитных излучений;
- повышенный уровень статического электричества;
- пониженная ионизация воздуха;
- статические физические перегрузки;
- перенапряжение зрительных анализаторов.
1.3. Работник обязан:
1.3.1. Выполнять только ту работу, которая определена его должностной
инструкцией.
1.3.2. Содержать в чистоте рабочее место.
1.3.3. Соблюдать режим труда и отдыха в зависимости от
продолжительности, вида и категории трудовой деятельности.
1.3.3. Соблюдать меры пожарной безопасности.
1.4. Рабочие места с компьютерами должны размещаться таким образом,
чтобы расстояние от экрана одного видеомонитора до тыла другого было не менее
2,0 м, а расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов - не менее
1,2 м.
1.5. Рабочие места с персональными компьютерами по отношению к
световым проемам должны располагаться так, чтобы естественный свет падал
сбоку, преимущественно слева.
1.6. Оконные проемы в помещениях, где используются персональные
компьютеры, должны быть оборудованы регулируемыми устройствами типа:
жалюзи, занавесей, внешних козырьков и др.
1.7. Рабочая мебель для пользователей компьютерной техникой должна
отвечать следующим требованиям:
- высота рабочей поверхности стола должна регулироваться в пределах 680
- 800 мм; при отсутствии такой возможности высота рабочей поверхности стола
должна составлять 725 мм;
- рабочий стол должен иметь пространство для ног высотой не менее 600
мм, глубиной на уровне колен не менее 450 мм и на уровне вытянутых ног не
менее 650 мм;
- рабочий стул (кресло) должен быть подъемно - поворотным и
регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки, а также - расстоянию спинки от переднего края сиденья;
- рабочее место должно быть оборудовано подставкой для ног, имеющей
ширину не менее 300 мм, глубину не менее 400 мм, регулировку по высоте в
пределах до 150 мм и по углу наклона опорной поверхности подставки до 20
градусов; поверхность подставки должна быть рифленой и иметь по переднему
краю бортик высотой 10 мм;
- рабочее место с персональным компьютером должно быть оснащено легко
перемещаемым пюпитром для документов.
1.8. Для нормализации аэроионного фактора помещений с компьютерами
необходимо использовать устройства автоматического регулирования ионного
режима воздушной среды (например, аэроионизатор стабилизирующий "Москва-
СА1").
1.9. Женщины со времени установления беременности и в период
кормления грудью к выполнению всех видов работ, связанных с использованием
компьютеров, не допускаются.
1.10. За невыполнение данной Инструкции виновные привлекаются к
ответственности согласно правилам внутреннего трудового распорядка или
взысканиям, определенным Кодексом законов о труде Российской Федерации.
2. Требования безопасности перед началом работы
2.1. Подготовить рабочее место.
2.2. Отрегулировать освещение на рабочем месте, убедиться в отсутствии
бликов на экране.
2.3. Проверить правильность подключения оборудования к электросети.
2.4. Проверить исправность проводов питания и отсутствие оголенных
участков проводов.
2.5. Убедиться в наличии заземления системного блока, монитора и
защитного экрана.
2.6. Протереть антистатической салфеткой поверхность экрана монитора и
защитного экрана.
2.7. Проверить правильность установки стола, стула, подставки для ног,
пюпитра, угла наклона экрана, положение клавиатуры, положение "мыши" на
специальном коврике, при необходимости произвести регулировку рабочего стола и кресла, а также расположение элементов компьютера в соответствии с
требованиями эргономики и в целях исключения неудобных поз и длительных
напряжений тела.
3. Требования безопасности во время работы
3.1. Работнику при работе на ПК запрещается:
- прикасаться к задней панели системного блока (процессора) при
включенном питании;
- переключать разъемы интерфейсных кабелей периферийных устройств
при включенном питании;
- допускать попадание влаги на поверхность системного блока (процессора),
монитора, рабочую поверхность клавиатуры, дисководов, принтеров и других
устройств;
- производить самостоятельное вскрытие и ремонт оборудования;
- работать на компьютере при снятых кожухах;
- отключать оборудование от электросети и выдергивать электровилку,
держась за шнур.
3.2. Продолжительность непрерывной работы с компьютером без
регламентированного перерыва не должна превышать 2-х часов.
3.3. Во время регламентированных перерывов с целью снижения нервно -
эмоционального напряжения, утомления зрительного анализатора, устранения
влияния гиподинамии и гипокинезии, предотвращения развития
познотонического утомления выполнять комплексы упражнений.
4. Требования безопасности в аварийных ситуациях
4.1. Во всех случаях обрыва проводов питания, неисправности заземления и
других повреждений, появления гари, немедленно отключить питание и сообщить
об аварийной ситуации руководителю.
4.2. Не приступать к работе до устранения неисправностей.
4.3. При получении травм или внезапном заболевании немедленно
известить своего руководителя, организовать первую доврачебную помощь или
вызвать скорую медицинскую помощь.
5. Требования безопасности по окончании работы
5.1. Отключить питание компьютера.
5.2. Привести в порядок рабочее место.
5.3. Выполнить упражнения для глаз и пальцев рук на расслабление.
Библиография
Интернет ресурсы:
Википедия Blender URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Blender
Википедия 3D графика URL:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Трёхмерная_графика
Википедия фотограмметрия URL:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Фотограмметрия
В кругу семьи URL: http://www.vkrugu7i.ru/project/skulpturi
Руководство пользователя Agisoft Metashape URL:
https://www.agisoft.com/ru/downloads/installer/
Можете посмотреть более удобный способ просмотра в файле Word
