CC BY
132
532 р. - ISBN: 9781498760706.
3. Lectures in Ergonomics: Focus on environment and human performance / Ajediran Bello. - LAP Lambert Academic Publishing, 2014. - 64 р. - ISBN-10: 3659611107; ISBN-13: 978-3-659-61110-0; EAN: 9783659611100.
4. Рунге В.Ф. Эргономика в дизайне среды / Рунге В.Ф., Манусевич Ю.П. - М.: Архитектура-С, 2016. - 328 с. - ISBN: 978-5-9647-0282-5.
5. Митина Н. Дизайн интерьера: практическое руководство / Митина Н. - М.: Альпина Паблишер, 2014. -304 c. - ISBN: 978-5-9614-4670-8.
6. Даниэле Бониколини. Создание интерьеров. Стиль и комфорт. - М.: РИП-Холдинг, 2014. - 270 c. -ISBN: 978-5-903190-67-6.
7. Джоуль Фажардо. Дизайн квартир / АСТ, Астрель, ОГИЗ, 2015. - 800 с. - ISBN: 9783833146480, 9783833123535.
8. Джулиус Панеро, Мартин Зелник. Основы эргономики. Человек, пространство, интерьер. Справочник по проектным нормам /АСТ, Астрель, 2006. - 320 с. - ISBN: 5-17-038655-9 / 5170386559, 5-271-13422-9, 085139-4574; ISBN-13: 978-5-17-038655-0 / 9785170386550.
9. Дизайн XXI века / под редакцией Шарлотты и Питера Фиелл; перевод с английского А. В. Шипилова. -Москва : АСТ, Астрель, ОГИЗ, 2009. - 192 с. - ISBN: 978-5-17-050219-6, 978-5-271-19603-4, 978-3-82282779-6.
10.Шкиль О С. Основы эргономики в дизайне среды. Часть I: Учебное пособие / О.С. Шкиль. -Благовещенск: Изд-во АмГУ, 2010. - 164 с.
11.Алексеев П.Г. Основы эргономики в дизайне: Учебно-методическое пособие. ГОУ ВПО СПбГТУРП. -СПб, 2010. - 69 с.
12.Березкина, Л. В. Эргономика: учебное пособие / Л. В. Березкина, В. П. Кляуззе. — Минск: Вышэйшая школа, 2013. — 432 с. - ISBN: 978-985-06-2309-6.
© Хорошилова В О., 2016
УДК 719
А.А. Шамарина
ст. препод. кафедры «Архитектура и урбанистика» ПНИПУ Ю.М. Шайхисламова студентка 2 курса магистратуры «Архитектурное проектирование» ПНИПУ,
г. Пермь, РФ
ФОТОГРАММЕТРИЯ КАК МЕТОД АРХИТЕКТУРНОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ ИСТОРИЧЕСКОГО АНСАМБЛЯ СТРОГАНОВЫХ ПОСРЕДСТВОМ ПРОГРАММЫ AGISOFT FOTOSCAN
Аннотация
В статье поднята проблема сохранения архитектурного наследия Пермского края. Рассмотрен метод фотограмметрии как инструмент архитектурного обследования. Освещены ключевые моменты работы участников летней архитектурной международной школы «Исчезающее наследие Прикамья: Усолье. Подходы к сохранению Строгановского архитектурного ансамбля» в июле 2016 года на базе программы 3D-моделирования Agisoft PhotoScan. Дано пошаговое описание и рекомендации по работе с программой. С помощью технологии создания трехмерной модели высокого качества на основе цифровых фотографий в программе создана 3D - модель объекта - памятника архитектуры регионального значения - дома Брагина.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12-3/2016 ISSN 2410-700Х_
Ключевые слова
Фотограмметрия, SD-моделирование, метод архитектурного обследования, трехмерная модель,
облако точек.
Целью данной статьи является популяризация современных методов архитектурного обследования, объектом исследования является архитектурный объект - дом Брагина, который является частью исторического ансамбля Строгановых в Усолье. Предметом исследования является создание пространственной модели здания.
В современном архитектурном обследовании фотофиксация, как менее трудоемкий, и в то же время, наглядный способ, позволяет наиболее полно запечатлеть и проанализировать состояние объекта.
Существует несколько методов фотофиксации: художественный (отображение достоинств архитектурного объекта как произведения искусства, выявление его архитектурного облика и художественной выразительности), документальный (фиксация состояния деталей архитектурного объекта во время проведения его обследования и обмера), а также метод фотограмметрии.
Фотограмметрия - это научное направление, изучающее определение формы, размера и пространственного положения объекта. Данный метод, чаще всего, применяется при исследовании земной поверхности с помощью аэросъемки. Кроме того, фотограмметрия позволяет создать объемную информативную модель объекта, что имеет огромное значение в сохранении историко-культурного наследия [2, с.31]. Современные цифровые устройства, например 3D- принтер, уже сейчас позволяют воссоздавать объекты по их пространственной модели посредством лазерной стереолитографии, селективного лазерного спекания и других технологий. Благодаря созданию 3D - модели объекта мы сможем воспроизвести образцы старинной архитектуры, сохраняя историко-культурное наследие для будущего поколения.
Фотограмметрия как метод фотофиксации применен на базе международной летней архитектурной школы «Исчезающее наследие Прикамья: Усолье. Подходы к сохранению Строгановского архитектурного ансамбля» в июле 2016 года.
Усолье - небольшой город в Пермском крае, славящийся своим уникальным архитектурным комплексом XVII - XIX веков. На территории старого Усолья расположены такие памятники архитектуры, как Спасо-Преображенский собор (1724-1733 гг.), Дом Голициных (1818 г.), Палаты Строгановых (1724 г), контора солезавода (1833, арх. Т.Тудвасев), дом Абамелек-Лазарева (1830-е гг.) и др [5]. Исчезающий градостроительный фонд Прикамья, находящийся на стадии разрушения, нуждается в документировании с целью сохранения и дальнейшей реставрации.
Старинная архитектура Усолья, в основном, представлена как ограниченный территориальным доступом комплекс объектов: большинство зданий окружено непроходимыми оврагами и заболоченной почвой, что создало дополнительные трудности в сборе исходных данных. Поэтому, важным преимуществом в работе с программой PhotoScan являлся минимальный набор необходимых исходных данных, который можно получить, не имея возможности приближения к объекту: достаточно иметь цифровые фотографии объекта без дополнительной информации.
В рамках международной архитектурной школы работа с программой PhotoScan включала в себя 2 этапа: сбор исходных данных и непосредственно работа с программой.
1. Сбор исходных данных: подготовка оборудования и фотосъемка объекта, сценарий съемки.
PhotoScan обрабатывал фотографии, снятые цифровой камерой. Однако, для получения наиболее качественно результата, соблюдались следующие рекомендации:
• Фокусное расстояние - 50 мм;
• Разрешение фотографий максимальное (5 МПикс и более);
Для корректной работы программы с фотоматериалом следовали ряду правил:
• Избегали размытия изображений при съемке движущейся камерой, также отражающих, нежелательных и прозрачных объектов;
• Съемку блестящих объектов производили в облачную погоду;
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12-3/2016 ISSN 2410-700Х_
• Снимки выполнялись с большим перекрытием, то есть захватывали в кадр как можно большую часть от предыдущего кадра;
• Наиболее важные детали снимались с трех и более ракурсов.
При работе в полевых условиях заранее спланировали сценарий съемки, то есть расположение камер. При этом были учтены следующие правила:
• Объем фотоматериалов был подготовлен с запасом - при формировании выборки ненужный фотоматериал был удален;
• Эффективно использовалось пространство кадра: снимаемый объект занимал наибольшую часть снимка;
• Допускалась съемка объекта по частям при условии достаточного перекрытия кадров;
• Во избежание бликов источники освещения были расположены за пределами кадра.
На рисунках 1,2 приведены примеры сценариев съемки:
Рисунок 1 - Сценарий съемки плоского объекта
Рисунок 2 - Сценарий съемки изолированного объекта
Необходимо учесть, что PhotoScan обрабатывал только оригинальные изображения в том виде, в котором они получены на цифровую фотокамеру.
2. Работа с программой PhotoScan: обработка и экспорт результатов.
Обработка изображений с помощью PhotoScan включала следующие основные шаги:
• загрузка полученных фотографий в PhotoScan;
• формирование выборки: визуальный анализ загруженных изображений и удаление ненужных кадров;
• выравнивание фотографий;
• построение плотного облака точек;
• редактирование плотного облака точек;
• построение трехмерной полигональной модели;
• редактирование трехмерной полигональной модели;
• текстурирование объекта;
Методом фотограмметрии участники летней международной архитектурной школы отсняли более 20 памятников архитектуры на территории Усолья [3, с.244-274]. Авторами статьи поэтапно представлена работа в программе PhotoScan на примере одного из исследуемых объектов - памятника архитектуры регионального значения - дома Брагина (рис.3).
Рисунок 3 - Дом Брагина
Пошаговое создание SD-модели объекта в программе Agisoft PhotoScan
1. Загрузка полученных фотографий в PhotoScan:
• После экспорта фотоматериала в программу выбранные фотографии появятся на панели Проект (рис.4).
Рисунок 4 - Выбранные фотографии загружены в проект
2. Выравнивание фотографий:
• Выбрана опция «Выровнять фотографии» в меню Обработка и настроены предпочтительные параметры выравнивания, после чего в диалоговом окне будет отображен ход выполнения текущей операции.
• После завершения выравнивания в окне программы отобразятся положения камер, которые были приняты автором, и разреженное облако точек, как показано на рисунке 5:
m -гг.. ггя .——^ —.■» ^
Рисунок 5 - Разреженное облако точек и положение камер
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12-3/2016 ISSN 2410-700Х_
На рисунке 5 видно, что камеры распределились неравномерно вокруг объекта, поскольку доступ к дому Брагина был только с трех сторон.
3. Построение плотного облака точек
• Выбрана опция «Построить плотное облако» в меню Обработка и установлены необходимые параметры построения, после чего в диалоговом окне будет отображен ход выполнения текущей операции;
• Результат построения плотного облака точек представлен на рисунке 6:
I AKifaMtu'-JfHtPMaiun —ЭХ
<« Ш Wortita» loota не*
э»п 1" - :о з * » ь > а ¿их.»»» l. ^ *
Рисунок 6 - Результат построения плотного облака точек
4. Построение трехмерной полигональной модели
• Выбрана опция «Построить модель» в меню Обработка и установлены необходимые параметры построения, после чего в диалоговом окне будет отображен ход выполнения текущей операции;
• Итог построения трехмерной полигональной модели виден на рисунке 7:
И &>" Ц»ип»ри' — Ад<иЛ PholoVtn Wt Ш V*» Wo«W»o» Toote »Mo Мф
в »H *> <* Даоо»»% > n п а а
о а№ I л о х
Chunk 1 143 сама, 14.40? ршл!
- СЕ Смптп u3.-41 «цл«* x img 41? i jpg x img 4i?j jpg x img4lij jpg X img.4k4jpg x img_44?sjpg 'X img_4»aipg x img.4i»jk5 x img.4h0jpg x im0.4»jijpö x lMG_«yjPG
x imc.4imjk x im0.4i70jk; x img.4|?txi
X IMO.U^jiü X IMG.wtjjpg
x img.4»74jpg X
x img.« те jpg v
(Н «ЖДО
gfjbflfc Wb 9JP, Ч1
, и^ Eii ш ¿¿Г 2L 2S
img_4lil JPG MG.4ftU.iPG iMG_«)j*»G iMG.4t?4jPG
«йЯН i—-ГЖ
Ю.ШЬ-РС IMC.4AJK MG.4«MJPG IMG.«» JPG MG.4»)1JPG
lUILI
Рисунок 7 - Итог построения трехмерной полигональной модели
5. Наложение текстуры 3D - модели
• Выбрана опция «Наложить текстуру» в меню Обработка и установлены желаемые параметры генерации текстуры, после чего в диалоговом окне будет отображен ход выполнения текущей операции;
• Итог построения текстурированной модели представлен на рисунке 8:
■ Дом f.,..'— - «MMlfH _ A,,oft С*ю1оЬ.п
Ed« V«w Mortflo»
1% X q. IS J . ♦ 4» <J. ^ , Ii f» •!■
- О X
■4NLJ3Y MoriupKC (t <hw*i И («mtrat) Um* 1CU ежпегж. ОМ рсйиО щ ^Я! ■- -
^ J X * " в S: -
liKttMm» *rfoenœ ИЙЕ €mL кЪы,1 fi« L» « « ■ I^Vlr 4 П7Г7? 'tTV- *1- ' ■ '■ H_LJi IfJ i i I ■ • L. .л
•MG 4421 JPG MG.4E2JPG MG.4823JPG IMG 482JJPG IMG .«JPG IMG 4LSJPG MC «JTJPG MG 4825JPG MG.4829JPG оЛ Я rrSTTi U-ГГГв ^Wi 1
Рисунок 8 - Итоговая SD-модель дома Брагина
При сравнении обычной фотографии и пространственной модели объекта можно отметить, что качество изображения не снижается. К тому же, последняя позволила изучить объект в пространстве, ведь памятник архитектуры, как произведение искусства, невозможно рассматривать вне контекста окружающей среды, сформировавшейся вокруг него [1, с.53]. Также полученная пространственная модель обладает информативностью и координатной привязкой, то есть может быть использована в дальнейшем для разработки SD-модели целого архитектурного ансамбля.
По итогам работы можно сделать следующие выводы: метод фотограмметрии показал достойные результаты и наименьшую трудоемкость при создании пространственной модели объекта - дома Брагина. Кроме того, данный метод является наиболее подходящим для полевых условий и передовым методом в обследовании и сохранении архитектурного наследия, поскольку предполагает использование современных цифровых технологий [4, с.102]. С их помощью в рамках международной летней архитектурной школы методом фотограмметрии построены SD-модели для большинства памятников архитектуры регионального значения. Программа Agisoft PhotoScan позволила быстро и качественно создать объемные модели зданий и сооружений. Полученные данные послужили информативной моделью для создания паспорта ОКН. Данные метод апробировали и на других объектах России и зарубежья. Список использованной литературы:
1. С.С. Подъяпольский. Реставрация памятников архитектуры: Учеб. пособие для вузов / С.С. Подъяпольский, Г.Б. Бессонов, Т.М. Постникова; Под общ. ред. С.С. Подъяпольского. - М.: Стройиздат, 1988. - 264 с.
2. Современные методы архитектурного обследования городской среды: Монография / [С. Парринелло и др.]. - Пермь: Изд-во ПНИПУ, 2015. - 121 с.
3. Проектное бюро «Рекъявик» Историко-архитектурное наследие Пермского края: каталог-справочник / -Москва: 2011. - 489 с.
4. С. Парринелло, С.В. Максимова, К.О. Мезенина. Архитектурное обследование исторической среды с использованием цифровых технологий // Вестник ПНИПУ. Прикладная экология. Урбанистика. - 2015. - № 1. - С. 102.
5. Палаты Строгановых [Электронный ресурс]. - URL: http://www.pstroganov.com/?public=14 /(дата обращения: 10.12.2016)
© Шамарина А.А., Шайхисламова Ю.М., 2016
