Улыбайтесь, господа, улыбайтесь!

Previous Entry Share Next Entry
ГОРОДИЩЕ В 2017 ГОДУ: ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ НАЗЕМНОЙ ФОТОГРАММЕТРИИ И 3D МОДЕЛИРОВАНИЯ
Корова
aspasiaroma
Завершинская М.П. (Ростов-на-Дону)
Некоторые результаты работ на Кобяковом городище в 2017 году:
опыт применения наземной фотограмметрии и 3d моделирования………292

http://www.bulgari-istoria-2010.com/booksRu/Problemy_Arheologii_Sbornik.pdf


Завершинская М.П.
(научный сотрудник, Ассоциация «Южархеология»)
НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТ
НА КОБЯКОВОМ ГОРОДИЩЕ В 2017 ГОДУ:
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ НАЗЕМНОЙ ФОТОГРАММЕТРИИ И
3D МОДЕЛИРОВАНИЯ

При работах на Кобяковом городище, помимо стандартных методов
293
полевой фиксации, нами применялась наземная фотограмметрия. Это
простая в использовании технология, которая использует фотографию, для
того, чтобы автоматически генерировать 3D геометрию.
В последнее время все чаще в отечественной археологии
используется фотограмметрия в качестве эффективного метода фиксации в
процессе полевых работ, а также для 3D реконструкций при камеральной
обработке материала, появляются публикации, посвященные данному
вопросу. Отметим кандидатскую диссертацию Сингатулина Р.А.,
посвященную разработке теоретической концепции, адаптации методов и
практических приёмов стереофотограмметрических исследований в
условиях городской застройки (Сингатулин 2004). Нельзя обойти
вниманием публикации Зайцевой О.В., раскрывающие возможности
применения современных технологий 3D фиксации результатов
археологических раскопок (Зайцева 2014, Зайцева, Пушкарев 2014). В
работе Вавулина В.М. описаны особенности технологий цифровой
фотограмметрии и трехмерного сканирования при создании 3D моделей
крупных автономных археологических объектов (Вавулин 2016). О
применении БПЛА в 3D-фотограмметрии для фиксации археологических
объектов идет речь в статье Шуберта Х. (Шуберт 2016). Здесь мы
упомянули лишь некоторые исследования, находящиеся в открытом
доступе, однако список работ, посвященных вопросам фотограмметрии в
отечественной археологии, постоянно пополняется.
Преимуществом данной методики является ее доступность – для
получения исходных данных нужна обычная цифровая камера,
программное обеспечение можно найти на любой вкус – существует
множество как платных, так и бесплатных пакетов33. В большинстве
случаев, обработка данных в этих программах максимально
автоматизирована, интерфейс интуитивно понятен и для освоения
программ не требуется специального обучения.
При проведении полевых работ на Кобяковом городище мы
использовали данный метод для фиксации объектов (хозяйственных ям,
погребения и ситуаций). Также нами были выполнены ортофотопланы
квадратов по пластам. На основе полученных моделей и планов были

33Например, такие, как Autodesk 123D Catch, insight3d (бесплатныепрограммы),
PhotoModeler, Agisoft PhotoScan (платныепрограммы) идр.
294
выполнены плоскостные чертежи – планы и разрезы. Виду того, что в
нашем распоряжении не было тахеометра, все измерения велись при
помощи нивелира, и при построении моделей локальная система координат
задавалась вручную.
Отметим, что наряду с фотограмметрией, фиксация велась и
обычным, «классическим» методом – при помощи полевых чертежей и
фотосъемки.
Одной из наших целей было сравнение этих способов по таким
критериям, как время, затраченное на процесс фиксации объекта,
количество сохраняемой информации и точность результата.
Вначале для построения трехмерной модели необходимо получить
серию снимков, перекрывающих друг друга не менее чем на треть.
Фотографии должны покрывать весь объект по кругу. В результате,
получается, от 20 до 200 и более снимков. Здесь важно помнить, что
большое количество снимков значительно увеличивает время их
обработки. В нашем случае опытным путем было установлено оптимальное
количество снимков – от 50 до 100, в зависимости от сложности
снимаемого объекта.
Снимать рекомендуется в пасмурную погоду, направленного
освещения следует избегать, если это невозможно – использовать тент. Для
повышения качества снимков лучше снимать в RAW с последующей
пакетной обработкой снимков в фоторедакторе (например, Lightroom).
Если планируется выполнять измерения на основе реконструированной
модели, на поверхности объекта необходимо разместить 2-3 маркера,
расстояние между которыми должно быть известно. Можно также
положить фотометр или рейку. Для большей информативности мы так же
помещали в кадр табличку с паспортом объекта и стрелку севера. Что
касается маркеров, то нами по раскопу были пробиты несколько осей, по
которым на расстоянии 1 м друг от друга располагались маркеры – каждый
со своим номером. При помощи нивелира измерялись высотные отметки
каждого маркера.
После съемки фотографии загружаются в программу для дальнейшей
обработки. В зависимости от целей, результат может быть получен в виде
плотного облака точек, в виде полигональной модели или ортофотоплана.
В результате нами были получены модели двух хозяйственных ям. В
295
одной (объект 8) зафиксировали завал обмазки с отпечатками прутьев и
горло светлоглиняной амфоры. В другой хозяйственной яме (объект 3) для
фотограмметрии был оставлен фрагмент заполнения. Были выполнены 3D
модели для трех ситуаций – амфоры типа B, лежавшей в слое в квадрате 3
(рис. 1-1), части лепного сосуда (ситуация 2) и развала амфоры (ситуация 3)
из квадрата 1А.
После камеральной обработки амфора и лепной сосуд были еще раз
оцифрованы в виде 3D моделей в реконструированном виде (рис. 1-2, 1-3).
Для создания модели нами была выполнена съемка сосудов с двух ракурсов
– в обычном положении и вверх дном, съемка велась по кругу, с
максимальным захватом деталей. Для каждого ракурса получилось порядка
50 кадров. Дальнейшая обработка велась двумя блоками, с их
последующим соединением в одну модель. Такой способ позволяет
максимально точно воспроизвести форму сосуда, не оставляя дыр в
модели.
Что касается времени, затрачиваемого на фотограмметрическую
фиксацию, непосредственно в поле на фотосъемку требуется не более 20
минут (в зависимости от сложности объекта и количества кадров).
Фиксация того же объекта ручным способ займет гораздо больше времени
– от получаса и более. Но если в объекте присутствуют сложные детали,
которые необходимо чертить отдельно, в другом масштабе, времени на
чертежные работы уходит еще больше.
Постобработка результатов фотограмметрии занимает около 6-8
часов, в зависимости от мощности компьютера. Здесь важно отметить, что
процесс идет автоматически и не требует постоянного внимания.
Говоря о полевых чертежах, нельзя исключать фактор
субъективности при передаче информации об объекте. Другими словами,
глядя на чертеж, мы видим не сам объект, а то, как его понял автор. Это не
всегда отражает объективную картину, а зачастую небрежно выполненный
чертеж значительно искажает информацию. В таких случаях на помощь
приходит сравнение чертежа и фотографии объекта, но, из-за оптических
искажений на фото, это не всегда приносит положительный результат.
Принимая во внимание, что объект в ходе раскопок уничтожается,
подобные вещи приводят к сложности, а то и вовсе невозможности
правильно интерпретировать объект исследования.
296
Однако, по нашему фотограмметрии. Крайне мнению, не следует
полностью полагаться на результаты важно выполнять описание объекта в
полевом дневнике непосредственно в момент его раскопок, а также краткие
зарисовки и схемы с обмерами.
Преимущество 3D моделей, выполненных на основе данных
фотограмметрии, на наш взгляд, это возможность рассмотреть
археологический объект во всех деталях и подробностях, повернуть его под
любым углом и произвести любые измерения уже в лабораторных
условиях. То есть мы можем видеть объект таким, какими он был
непосредственно в момент раскопок, без субъективного искажения,
неизбежного при ручной фиксации. Это открывает широкие перспективы
для дальнейшей работы. Трехмерная модель археологического объекта
является хорошей основой для его дальнейшей реконструкции. Также
работая с моделью, исследователь получает расширенные
репрезентативные возможности, к примеру, создание видео роликов для
показа объектов на конференциях, возможности выкладывать и скачивать
3D модели в сети Интернет, а также сохранять модели для просмотра в
формате PDF.
Кроме фиксации объектов в поле, фотограмметрия так же
применяется для создания трехмерных моделей находок, а также для их
реконструкций.
В заключение отметим, что, несмотря на очевидные преимущества
методов 3D фиксации археологических объектов, качественно
составленная полевая 2D фиксация является необходимым условием для
ведения археологических исследований, и оба метода, взаимно дополняя
друг друга, позволяют нам максимально объективно зафиксировать
археологические объекты, а также не ограничивают возможностей
дальнейшей интерпретации результатов исследований.
Литература
Вавулин М.В. Технологии трехмерной оцифровки крупных
автономных археологических объектов // Вестник Томского
государственного университета. Вып. 407. Томск. 2016.
Завершинская М.П. Некоторые результаты работ на Кобяковом
городище в 2015-2016 гг. // Новые материалы и методы археологического
297
исследования: От археологических данных к историческим
реконструкциям. Материалы IV конференции молодых ученых. М., 2017.
Зайцева О.В «3D революция» в археологической фиксации в
российской перспективе // Сибирские исторические исследования. Вып. 4.
Томск, 2014.
Зайцева О.В., Пушкарев А. А. Наземная фотограмметрия в
археологии: новые возможности высокоточной оперативной полевой 3D
фиксации // Проблемы сохранения и использования культурного наследия:
история, методы и проблемы археологических исследований: Материалы
VII научно-практической конференции «Сохранение и изучение
недвижимого культурного наследия Ханты-Мансийского автономного
округа – Югры», посвященной 90-летию со дня рождения В.Ф. Генинга
(Нефтеюганск, 14–16 мая 2014 г.). Екатеринбург, 2014.
298
Рис. 1. 3D модель амфоры (тип B, по Д.Б Шелову), Кобяково городище-
2017. 1 - 3D модель insitu; 2 - 3D модель в виде облака точек;3 - модель
амфоры после рекострукции.
299
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
БПЛА – беспилотный летательный аппарат.
ИА РАН – Институт археологии Российской академии наук.
ИИМО – Институт истории и международных отношений.
КСИА – Краткие сообщения Института археологии. М.
МИА – Материалы и исследования по археологии СССР. М.
САИ – Свод археологических источников. М.
ТГУ – Томский государственный университет.
ЮФУ – Южный федеральный университет.

  • 1

картинки не скопировались

298 на этой странице три картинки в 3д.
Их скопировать не удалось

  • 1
?

Log in

No account? Create an account