Новые технологии обмера зданий для построения 3D-моделей

Обмеры зданий — рутинный, но очень важный процесс в проектировании и строительстве зданий. И часто в организациях к этому подходят так: в худшем случае засылают на объект сотрудника с обычной рулеткой, причем часто студента или практиканта, который приносит какие-то данные, за точность которых никто не поручится. В лучшем случае засылают на объект не менее двух сотрудников с лазерной рулеткой. Это очень хороший инструмент, но он требует определенной квалификации сотрудников и опыта использования. Эти сотрудники выполнят обмерочный план и на основании этих данных можно построить черновую 3D модель, которую предполагается совершенствовать в дальнейшем. Обмеры лазерной рулеткой позволяют получить точные результаты, но самые точные измерения можно получить с помощью 3D-лазерного сканирования.

3D-лазерное сканирование

3D-лазерный сканер создает облако точек обмеряемого объекта. Для этого лазерный сканер размещают в помещении, где он снимает все вокруг по сфере, т.е снимает все, что «видит». Затем его перемещают в другое помещение и так далее. Таким образом снимают здание с разных точек, которые затем в специальном сервисе будут сшиты в единую 3D-модель. В лазерном сканировании очень хороший эффект дает маркировка стен. Например, мы сканировали одно помещение с маркированными стенами, а затем переносим сканер в другое помещение так, чтобы частично были видны маркеры первого помещения. Это своеобразная подсказка для сервиса при сшивании единой модели. При этом каждая точка содержит информацию о пространственном положении (координаты x, y, z) и об интенсивности цвета. Значительное препятствие для лазерного сканирования создают зеркала. Из-за отражения предметы могут оказаться в другом месте. Это нужно всегда учитывать. Полученные со сканера данные загружают в программу Autodesk ReCap, где можно поработать с облаком точек.

В Autodesk ReCap имеется хороший инструмент по созданию заметок. Это очень удобно при организации совместной работы нескольких моделистов над одним облаком точек. Они работают над разными участками облака точек и могут оставлять заметки друг для друга, что очень удобно. Затем из Autodesk ReCap облако точек можно выгрузить в другую программу, например, в Autodesk Revit и получить полноценную информационную модель.

Таким образом, 3D-лазерное сканирование позволяет очень быстро сделать обмеры и моментально получить готовую 3D- модель, реальную копию объекта. Но есть у лазерного сканирования существенный минус. 3D-сканер является очень дорогим оборудованием. Таким образом, чтобы фирме его окупить, нужно специализироваться только на таких обмерах. Именно поэтому такой способ обмеров подойдет далеко не всем проектным организациям. Но можно обойтись и без применения дорогого оборудования. Более доступным решением для получения точных обмеров и 3D модели является облачный сервис Autodesk ReCap 360 TM.

Облачный сервис Autodesk ReCap 360 TM

Окно сервиса выглядит примерно так:

image018

В этом сервисе можно создать облако точек по серии предварительно сделанных фотографий измеряемого объекта. Затем полученное в облачном сервисе или 3D-сканере  облако точек можно загрузить Autodesk Revit, ReCap, AutoCad, 3dsMax, Navisworks для дальнейшей работы. В этом случае мы получим готовую текстурированную 3D модель, что очень сэкономит время.

Таким образом, для реализации задачи нам потребуется зеркальный фотоаппарат с хорошей светосилой и облачный сервис Autodesk ReCap 360 TM. Очень важно соблюдать некоторые правила фотосъемки. Например, при необходимости обмера помещения, нужно делать фотографии, медленно двигаясь по периметру помещения, направляя кадр в центр. Для обмера всего здания необходимо снять фасад. В этом случае нужно двигаться по периметру здания. Лучше всего фотографировать с интервалом в один шаг человека. Таким образом, все фотографии будут с разных ракурсов, но дополнять друг друга и сервис Autodesk ReCap 360 сможет корректно связать их.

После получения фотографий объекта нужно зайти в сервис Autodesk ReCap 360 и создать новый проект. Работать с этим облачным сервисом можно при условии наличия Autodesk ID и даже не имея подписки. Подписка потребуется для создании профессионального облака точек. При создании проекта система попросит выбрать параметры проекта: предварительное или очень высокое качество.

image020

Предварительное качество можно выбрать для оценки работы сервиса. В этом случае модель ограничена по количеству точек и фотографий, но создавать ее можно и без подписки. Способ «Очень высокое качество» предполагает профессиональный режим работы с массой настроек. Полученная в этом случае модель будет очень качественной. Но для работы здесь нужна подписка и построение одной модели стоит 5 кредитов. В случае создания модели объекта можно использовать опцию «умный кроппинг», что позволит убрать лишние элементы из модели. «Умное текстурирование» позволит создать качественную текстуру на основе исходных данных. Затем следует выбрать все форматы файлов, которые хотим получить.

На следующем этапе система попросит нас загрузить фотографии объекта. Для этого достаточно указать расположение файлов и они будут подгружены в браузер. После загрузки фотографий на сервис важно проверить порядок и правильность их расположения. Обычно фотографии пронумерованы и с этим проблем нет, но бывает, что фотографии загружаются перевернутыми.

В сервисе есть важная опция «Дополнительные инструменты», которая позволяет вызвать функцию регистрации. Это инструмент для создания подсказок для системы. Здесь можно выделять точки на фотографиях и присваивать им имена, а затем отмечать эти же точки на других фотографиях (своеобразный аналог маркерам в 3D-лазерном сканировании). Таким образом, система сопоставит эти точки. Благодаря этому инструменту система лучше сопоставит фотографии, что позволит получить наилучшее качество модели. Здесь же можно задавать и координаты точек x,y,z, если мы хотим сразу отмасштабировать модель (в принципе, это можно сделать и потом в стороннем инструменте).
После этого начнется построение модели. Для сложных моделей это долгий процесс, но все происходит на облаке и это радует, т.к. не затронет вашу работу на локальной машине. Об окончании построения модели сервис уведомит вас по электронной почте. По окончании построения система спросит «Вы удовлетворены результатом?». Если нет, то модель будет переделана в рамках этой же задачи, т.е. за эти же 5 кредитов. Если переделать модель в рамках новой задачи, то система спишет еще 5 кредитов. Загрузить облако точек можно как с браузера, а также в Autodesk 360. Если на локальной машине установлено приложение Autodesk 360, то облако точек синхронизируется.

Итак, мы получили из сервиса облако точек и теперь можно загружать его в сторонние программы для дальнейшей работы с моделью. Например, в Autodesk Revit. Здесь можно задать ее отображение: например, с отображением текстур, при необходимости можно сделать и любые градиентные расцветки. Облако точек может существенно помочь в обмерах труднодоступных мест.

ReCap очень удобно применять для получения элементов декора, старинной мебели для визуализации, для обмера интерьеров. Если применять такой способ для обмера фасадов, то в качестве дополнения лучше использовать летающий мультикоптер для обмеров сверху, но важно предварительно получить разрешение на съемку. Но если Вам нужны точные размеры, то в таком случае нужно подвесить к мультикоптеру лазерный сканер.

image004

Таким образом, эта технология лучше всего подойдет для создания исторической застройки, позволит сэкономить время для создания элементов декора. Очень подойдет такая модель в качестве подложки для проектов. Но лучше не применять такие способы для обмеров строительных и прямолинейных объектов. Также лучше не применять для зеркальных объектов, т.к. будут большие искажения из-за отражений.

1 thought on “Новые технологии обмера зданий для построения 3D-моделей

    Валерий

    (21.12.2014 - 08:50)

    Спасибо за статью. Очень интересная технология

Комментирование закрыто.