93763640

Andrzej WÓJCICKI, Sławomir HERMA

Katedra Inżynierii Produkcji,

Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku - Białej E-mail: [e-mail], [e-mail]

Fotogrametria jako alternatywna metoda modelowania obiektów 3D

1.    Wprowadzenie

Obserwowane coraz powszechniej procesy digitalizacji w zastosowaniach inżynierskich, zmierzające do tworzenia trójwymiarowych modeli obiektów fizycznych, wykorzystują techniki skanowania 3D. W efekcie, otrzymywana jest tzw. Chmura punktów, reprezentująca skanowany obiekt, stanow iąca podstawę dalszej jego obróbki. Uzyskanie właściwego modelu, jako końcowego efektu procesu digitalizacji okazuje się z różnych względów niełatwe, bardzo czasochłonne i kosztowne. Celem arty kułu jest przedstaw ienie fotogrametrii jako metody alternatywnej, dzięki której osiąganie podobnych rezultatów również jest możliwe, lecz znacznie szybciej i taniej. Artykuł przedstawia podstawowe zagadnienia dotyczące modelowanie 3D. kilka metod wyznaczenia orientacji wewnętrznej oraz punktów współrzędnych zdjęć, na podstawie których odbywa się rekonstrukcja modelu oraz przegląd sprzętu i oprogramow ania, stosowanych w fotogrametrii.

2.    Modelowanie 3D

Modelowanie 3D jest procesem tworzenia i modyfikacji obiektów trójwymiarowych. Procesy te dokonuje się za pomocą specjalizowanych programów komputerowych jak np. AutoCAD. Inventor, 3D Studio Max, CATIA. należących do gmpy systemów CAD. Aplikacje te dostarczają użytkownikowi dużego zestawu niezbędnych narzędzi oraz zbiom podstawowych modeli, które można w szybki sposób wykorzystać do budowy obiektów 3D.

Obecnie wyróżnia się trzy odmiany modeli trójwymiarowych [1]:

•    Modele krawędziowe (wire-frame),

•    Modele powierzchniowe (surface),

•    Modele bryłowe (solid).

Modele krawędziowe są bardzo uproszczonym przedstawieniem obiektów 3D wyłącznie za pomocą wektorów i punktów . Cechuje je niejednoznaczność przedstaw ienia, ponieważ często można je odmiennie interpretować. Ponadto ich użyteczność (przydatność), z uwagi na ograniczone możliwości wizualizacji i konieczność dalszej obróbki, jest raczej niewielka. [1J

Modele powierzchniowe tworzone mogą być przy pomocy tzw. Powierzchni elementarnych oraz swobodnych. Te pierwsze opisywane są zwykle prostymi zależnościami matematycznymi (funkcjami dwóch zmiennych). W drugim przypadku, opis jest bardziej złożony, z uw agi na konieczność jednoznacznego określenia każdego punktu modelowanej powierzchni w przestrzeni. Modele powierzchniowe, w zależności od sposobu ich definicji, mogą podlegać bardzo zaawansowanym metodom obróbki graficznej (deformacja, parametryzacja, rendering, itp.) [1],

245