Zastosowanie fotogrametrii oraz technologii druku 3D przy tworzeniu fizycznych modeli krajobrazu

Zastosowanie fotogrametrii oraz technologii druku 3D przy tworzeniu fizycznych modeli krajobrazu

Powstają kolejne przykłady praktycznego zastosowania technologii druku trójwymiarowego. Francuska firma „Drones Imaging” pracuje nad projektem wykorzystującym drony oraz techniki fotogrametrii i druku 3D. Niedawno zaś w Polsce, w ramach warsztatów „3Detale Łodzi”, młodzież w wieku gimnazjalnym i licealnym wykonała serię zdjęć fotogrametrycznych łódzkich detali architektonicznych, które następnie zostały wydrukowane na drukarkach 3D.

Druk przestrzenny znajduje zastosowania w wielu aspektach działalności człowieka. Ostatnio łączy się tę technologię również z fotogrametrią, która wykorzystuje zdjęcia terenu (fotogramy) do odtwarzania kształtów, rozmiarów i wzajemnego położenia obiektów w przestrzeni. Fotogramy mogą być otrzymywane metodą naziemną, bądź z lotu ptaka. Możliwością generowania fizycznych modeli krajobrazu zainteresowany jest sektor przemysłu górniczego, budowlanego, wojsko czy też środowisko naukowców, np. archeologów. Nie dziwi zatem gwałtowny rozwój i powstawanie zaawansowanych rozwiązań.

Obraz terenu sfotografowanego przez drony

zaprojektujemy szkolenie z druku 3d dla twojej firmy

Obraz terenu sfotografowanego przez drony. Źródło: Drones Imaging

Francuska kompania Drones Imaging rozpoczęła pracę nad usprawnianiem pozyskiwania zdjęć fotogrametrycznych oraz nad udoskonalaniem wydruków trójwymiarowych modeli. Do osiągnięcia pierwszego celu firma wykorzystuje własne drony. Do niedawna analizy zdjęć satelitarnych bądź lotniczych dokonywał człowiek, co wiązało się z licznymi błędami przy pomiarach i interpretacji obrazu. Dodatkowo był to bardzo czasochłonny i żmudny proces. Teraz bezzałogowe statki powietrzne (UAV) umożliwiają zrobienie wysokiej jakości zdjęć trudno dostępnych miejsc, gdzie ciężko byłoby dotrzeć człowiekowi. W ten sposób znacznie spada koszt pozyskania niezbędnych obrazów. Poza tym zautomatyzowane drony potrafią szybko się przemieszczać i wykonać wiele fotografii z każdej strony obiektu z zapisem ich dokładnej lokalizacji. Zaś wykorzystując nowoczesne oprogramowanie można zmniejszyć ryzyko popełnienia błędów przez człowieka i stworzyć dokładny, cyfrowy model terenu.

Proces obróbki zdjęć wykonanych przez drony

Proces obróbki zdjęć wykonanych przez drony. Źródło: Drones Imaging

Następnym celem Drones Imaging było generowanie materialnych modeli krajobrazu za pomocą drukarek 3D. Na zamieszczonym niżej zdjęciu widać, że urządzenia drukują bardzo precyzyjne obiekty z zachowaniem wielu szczegółów. Odwzorowują nie tylko dane geograficzne takie jak wysokość, ale również roślinność i zagospodarowanie terenu, np. drogi.

Wydrukowany model terenu

Wydrukowany model terenu. Źródło: Drones Imaging

Jak tłumaczy CEO firmy Drones Imaging, Loïc Hussenet, projekt jest dopiero na etapie testów. Na dotychczasowych makietach może zmieścić się stosunkowo mały obszar, dlatego potrzebne są jeszcze dalsze prace nad tym aspektem. Ponadto należy również poprawić estetykę i wprowadzić paletę barw na trójwymiarowych wydrukach. Niemniej, wiadomo już, że powstał niezwykle obiecujący kierunek badań łączący różne dziedziny technologii.

Zobacz krótkie wideo prezentujące prace Drones Imaging:

 

Podobnym pomysłem powiązania druku 3D i fotogrametrii był realizowany przez nas projekt „3Detale Łodzi”, choć przyświecał nam inny cel, niż komercyjne wykorzystanie tych dwóch technik –  mianowicie założeniem była edukacja młodego pokolenia. W ramach tego przedsięwzięcia prowadziliśmy warsztaty z młodzieżą, podczas których uczniowie mogli pogłębiać wiedzę o historii i architekturze miasta oraz poznać nowoczesne technologie, pozwalające utrwalić nasze dziedzictwo kulturowe. Więcej szczegółów można znaleźć w poście o projekcie „3Detale Łodzi”.

Pachołek w postaci krasnala stojący w bramach łódzkich kamienic

Pachołek w postaci krasnala stojący w bramach łódzkich kamienic. Źródło: Muzeum Miasta Łodzi

Warsztaty podzielone zostały na trzy bloki. Obejmowały zajęcia z podstaw fotografowania, głównie budynków oraz detali architektonicznych, następnie z przetwarzania serii obrazów na cyfrowe modele 3D i na koniec umożliwiające zapoznanie się z technologią druku przestrzennego.

fotogrametria i ortofotografia warsztaty

Warsztaty z młodzieżą prowadzone przez Rabbit Form

W drugiej części projektu, poświęconej nauczaniu w zakresie tworzenia trójwymiarowych modeli, młodzież dowiedziała się czym jest siatka punktów, fotogrametria oraz ortofotografia, która ma skalę i można na niej dokonywać pomiarów długości odcinków. Uczestnicy zaznajomili się z wymaganiami oprogramowania i praktycznymi metodami poprawnego wykonywania zdjęć tak, by można było je wykorzystać do dalszej obróbki. Ponadto poznali sposoby wzajemnej orientacji zdjęć (aerotriangulacji).

Obróbka zdjęć i tworzenie modelu 3D

Obróbka zdjęć i tworzenie modelu 3D. Źródło: Muzeum Miasta Łodzi

W ostatnim bloku lekcji wprowadziliśmy uczestników w technikę szybkiego prototypowania. Uczniowie dowiedzieli się o początkach drukarek 3D oraz o tym, jakie są obecnie możliwości ich zastosowania czy też ograniczenia. Zakończeniem warsztatów było wydrukowanie powstałych trójwymiarowych modeli detali architektonicznych, które stały się częścią wystawy „3Detale Łodzi”. Schemat czynności związanych z pracami młodzieży przy projekcie składał się z:

  • wyboru odpowiedniego obiektu w przestrzeni miasta,

  • sfotografowaniu obiektu ze wszystkich stron,

  • obróbki zdjęć w programie 2D,

  • wygenerowaniu siatki 3D w programie 123D Catch,

  • obróbki otrzymanego modelu w programach Meshlab i Netfabb,

  • przygotowaniu pliku do druku w programach Repetier-Host i Voxelizer,

  • przesłaniu pliku do drukarki 3D,

  • dopilnowaniu procesu drukowania.

Temat opracowywania modeli 3D z wykorzystaniem zdjęć rzeczywistych obiektów jak widać dotyczy wielu dziedzin. Ponadto rozwój technologii druku przestrzennego otwiera nowe możliwości i przyciąga ludzi z najróżniejszych środowisk. Cieszymy się, że po raz kolejny mieliśmy okazję realizować ciekawe pomysły z‌ bardzo ambitną młodzieżą.

Na podstawie materiałów otrzymanych od Muzeum Miasta Łodzi oraz artykułu z portalu 3ders.org.

Jeśli chcesz zgłębić wiedzę o technikach szybkiego prototypowania, napisz do nas w sprawie szkoleń i warsztatów z druku 3D.

Autor: Łukasz Brandt

Łukasz Brandt – pasjonat nowoczesnych technologii i myśli twórczej. Współtwórca pracowni Rabbit Form, specjalizującej się w szkoleniach i usługach związanych z drukiem 3D. Od 2013 roku prowadzi regularne szkolenia uczące ludzi efektywnego wykorzystania druku 3D. Z zamiłowania programista i projektant interfejsów. Absolwent Wydziału Wzornictwa i Architektury Wnętrz na Akademii Sztuk Pięknych w Łodzi. Projektant form przemysłowych i eksperymentator.



Pasjonat nowoczesnych technologii i myśli twórczej. Projektant form przemysłowych i eksperymentator.


3 thoughts on “Zastosowanie fotogrametrii oraz technologii druku 3D przy tworzeniu fizycznych modeli krajobrazu

Komentowanie jest wyłączone.