Photogrammetry התפתחה כאחת הטכנולוגיות הטרנספורמציות ביותר בתחום השימור המורשת התרבותית.על ידי המרת תמונות רגילות למודלים מפורטים מאוד, מדידה 3D, היא מציעה שיטה לא-מגע, עלות-תועלת לתעד, ללמוד, ולשמור על חפצים, מונומנטים, ואתרים ארכיאולוגיים שלמים. מאמר זה חוקר את יסודות photogramrymet, היישומים התרבותיים הרחבים שלה במורשת, יתרונות רבים, אתגרים מבטיחים, אתגרים עתידיים, אתגרים, ואתגרים עתידיים.

מה זה Photogrammetry?

Photogrammetry הוא המדע של קבלת מדידות מרחביות אמינות ומידע תלת מימדי מתצלומים דו-ממדיים.עקרון הליבה הוא פשוט: כאשר אתה ללכוד אובייקט מזווית חופפת מרובות, ההבדלים בפרספקטיבה - הנקראת parallax - מאפשר תוכנה כדי לזרז את המיקום של כל נקודה גלויה בתמונות.תהליך זה, המכונה מבנה מ Motion (SM) בשילוב עם Multi-Viewreo (VS), לייצר עננים חזותיים, כלומר, ניתן להשתמש בתבניות מדידה, ומודלים, כלומר, כלומר, חומרים חזותיים, חומרים ויזואליים, ומודלים, ניתן להשתמש בהם, כלומר, כלומר, כלומר, לדוגמה, חומרים , , , , , , חומרים , חומרים , , , , , , , , ענני מדידה, , , , , , מיפוי , , , , , , , , , מיפוי , , ניתן להשתמש , מיפוי מיפוי , , מיפוי , , מיפוי , , ענני מדידה , מיפוי מיפוי , , מיפוי , מיפוי , , ,

הטכניקה חוזרת למאה ה-19, בתחילה שימשה למיפוי טופוגרפי מתצלומים אוויריים. photogrammetry מוקדם נדרש מדידה ידנית קפדנית של זוגות סטריאו באמצעות מכשירים אנלוגיים.מודרניים פוטוגרםמטריים דיגיטליים, עם זאת, ממנת אוטומטית את כל זרימת העבודה. Algorims מזהה באופן אוטומטי ותואם אלפי תכונות משותפות (למשל, פינות, פסים, מרקמים) על פני כל שימוש בכלים כמו Scale-Intratic function (אפקטיביות) ו-to-to-upicual תצורה מדויקת לתפקוד מדויק של פורמט ה-HD) ו-HD (כלומר, פונקציונליות מדויקת של פורמט ה-HD-HD) עם מיקום ה-HDFacti-HD) עם מיקום ה-HD (למשל, פונקציונלי (למשל, תצורה מדויקת של פורמט מדויק של פורמט מדויק של פורמט מדויק של תכונות גיאומטרי) עם מיקום ה-Fic) עם מיקום פונקציונליות אופטי (למשל, אופטי (למשל, אופטי (לדוגמה, אופטי) עם מיקום פונקציונליות מדויקת של פורמט מדויק של פורמט מדויק של פורמט מדויק של פורמט מדויק של פורמט אופטי (למשל, אופטי (למשל, אופטי) עם זאת, אופטי) עם זאת, תצורה מדויקת של פורמט אופטי (גרסה מדויקת של פורמט אופטית-DSD

ישנם שני קטגוריות רחבות: (FLT:0) תמונות מדמיות לטווח סגור (שימוש באובייקטים קטנים ומונומנטים) ו-FLT:2aerial photogrammetryFLT:3 (הההכנת מזל"טים או מטוסים עבור נופים ומבנים גדולים) שניהם מסתמכים על אותה מתמטיקה בסיסית אך שונים בקנה מידה, תצורה, עיבוד וזרימה עבור מורשת תרבותית, חפירות מורכבות, תמונות מורכבות, ופסלים, לעתים קרובות, תמונות מורכבות, וציורים).

יישומים המורשת התרבותית

Photogrammetry הפך כלי חיוני עבור ארכיאולוגים, קונסרבטורים, אוצרי מוזיאונים והיסטוריונים.טבעו הלא פולשני והיכולת ללכוד פרטים יפים להפוך אותו אידיאלי לשימור אובייקטים שבריריים או בלתי ניתנים להחלפה.

ארכיון ומסמכים

אולי היישום הבסיסי ביותר הוא יצירת רשומות דיגיטליות קבועות של חפצים ואתרים.צילום מסורתי לוכד רק 2D צפיות, אשר יכול להחמיץ גיאומטריה קריטית.מודל photogrammetric, לעומת זאת, בצורת רשומות, נפח, מרקם וצבע בחלל תלת-ממדי. מוסדות כמו מוסד ⁇ ו- CyArk השתמשו photometry כדי לבנות ספריות אינטרנטיות עצומות של 3D אובייקטים, מלומדים ו צבע בעולם.

ארכיוןים דיגיטליים אלה משרתים מטרות מרובות: הם מספקים בסיס להידרדרות ניטור, מאפשרים מחקר מרחוק ללא טיפול במקור, ולפעול כגיבוי צריך להיות ניזוק או נהרס.לדוגמה, לאחר השריפה ההרסנית במוזיאון הלאומי של ברזיל בשנת 2018, מודלים פוטוגרםמטריים שנוצרו שנים קודם לכן הפך לרשומות היחידות ששרדו של כמה דגימות.

שיקום ושימור

שחזורים וקונסטלטורים מסתמכים על נתונים תלת-ממדיים מדויקים כדי לתכנן התערבויות על יצירות אמנות ואנדרטאות שבריריות.מודל photogrammetric מאפשר להם למדוד סדקים, חלקים חסרים, או משטח עם דיוק מילימטרי.הם יכולים לדמות גישות שיקום שונות לפני נגיעה באובייקט הפיזי.לדוגמה, כאשר שחזור פסל אבן ממזג אוויר, המודל יכול לשמש כדי לבדוק מילוי וירטואלי, לבנות מחדש חלקים חסרים (למשל, או פסל מודפס), או לפסלים.

מקרה בולט אחד הוא שיקום של ה-FLT:0 [Bamiyan BuddhasssFLT:1 באפגניסטן] לאחר ההרס שלהם על ידי הטאליבן, photogrammetry של שברים ששרדו ותצלומים היסטוריים אפשרו לחוקרים לשחזר מודלים וירטואליים, אשר עכשיו להנחות כל מאמצי שיקום פוטנציאליים. בדומה, באתר הארכיאולוגי של פומפיפי, photogramry משמש לפקח על קיר ציורי קיר ופסיפסים עבור microcreiting צבעוני ו-זמנית, עוזר קונסרבטורף, עוזר מפונקטורים לפני זמן.

מחקר וחינוך

חוקרים נהנים מהיכולת לתקשר עם רבייה 3D גבוה של אובייקטים שניתן מפוזרים על פני מוזיאונים או שברירי מדי כדי להתמודד עם.מודלים Photogrammetric ניתן לסובב, בקנה מידה, ומדד מכל זווית - משהו לא אפשרי עם אובייקט פיזי במקרה זכוכית. הם גם מאפשרים מחקרים השוואתיים על אוספים ללא נסיעות.

בחינוך, מודלים אלה מביאים מורשת תרבותית בכיתות ופלטפורמות מקוונות. סיורים וירטואליים של שחזורים פוטוגרםמטריים של אתרים כמו סטונהנג, Parthenon, או מקדשים עתיקים מספקים חוויות למידה immersive.סטודנטים יכולים "לטייל" סביב מקדש או לבדוק סרקופגוס מקרוב, לטפח מעורבות עמוקה יותר מאשר תמונות סטטיות או ספרי לימוד פתוחים.

פיקוח והגנה

אתרי מורשת תרבותיים מאוימים כל הזמן על ידי מזג אוויר טבעי, זיהום, תיירות וסכסוכים. Photogrammetry מספק שיטה חוזרת, לא הרסנית כדי לעקוב אחר שינויים לאורך זמן. על ידי השוואת מודלים שנלכדו חודשים או שנים בנפרד, קונסרבטורים יכולים לכמת שחיקה, נזק שורש או עיוות מבני.מידע זה מודיע אסטרטגיות שימור מונעות, כגון התקנת ניקוז, הגבלת הגישה המבקר, או לקרנות מושכות.

באזורי סכסוך, פוטוגרםמטרי שימש כדי לתעד אתרים לפני ואחרי נזק לארגונים כמו FLT:0 (המונומנטים של FundcioFLT:1 ו-FLT:2UNESCOOVAFLT:3 להשתמש photogrammetry אווירי מרחפנים כדי להעריך את מצב אתרי מורשת כמו פלמרה בסוריה או את העיר העתיקה של Aleppo.

Replication and 3D Printing

מודלים Photogrammetric ניתן להדפיס ישירות 3D כדי ליצור העתקים פיזיים לתערוכה, חינוך או מחקר.זה שימושי במיוחד עבור אובייקטים שלא ניתן להעביר או הם שברירי מדי להציג.לדוגמה, המוזיאון הבריטי הפיק הדפסים 3D של טבליות cuneiform המבוססים על סריקות פוטומטריות, המאפשר למבקרים להתמודד עם העתקים ללא מזיקים מקוריים.

הדפסה תלת מימדית גם מאפשרת ייצור של חלקי חילוף מדויקים לשיקום.עצמות, שברים חסרים, או אלמנטים אדריכליים ניתן לשחזר ממודלים ההתייחסות והודפסו בחומרים המתאימים.המוזיאון הוותיקן השתמש photogrammetry ו הדפסה 3D כדי לשחזר פסל פגוע של אפולו בלוודר, יצירת ממלא שיש מותאם אישית אשר התאימה את הגיאומטריה המקורית באופן מושלם.

היתרונות של Photogrammetry עבור מורשת שימור

Photogrammetry מציע יתרונות ברורים על שיטות לכידת תלת מימד אחרות כמו סריקת לייזר או סריקה אור מובנה. נגישותו, גמישות, נאמנות גבוהה להפוך את זה לבחירה המועדפת עבור פרויקטים רבים מורשת.

לא פולשני ולא מגע

בניגוד לשיטות סריקה רבות הדורשות בדיקות מגע או מקורות אור אינטנסיביים, photogrammetry רק דורש מצלמה.אין סיכון של שריטות, חימום יתר, או משטחים רגישים מזיקים - חשוב לחומרים עדינים כגון צבע עתיק, נייר, עצם או חימר לא מוקרן.

עלויות-אווירה ו Scalable

סורקי לייזר גבוהים יכולים לעלות עשרות אלפי דולרים, בעוד שמצלמת DSLR מקצועית ותוכנות פוטוגרם (אפילו אפשרויות קוד פתוח כמו Meshroom או VisualSFM) הן זמינות עבור רוב המוסדות.זה מוריד את המחסום לכניסת מוזיאונים קטנים יותר, מחלקות אוניברסיטאות וקבוצות מורשת מקומיות.

דיוק והחלטה

photogrammetry מודרני יכול להשיג דיוק תת-מילימטר כאשר תמונות נלכדות עם חפיפה נאותה, תאורה טובה וברים בקנה מידה.מודלים וכתוצאה מכך לשמר פרטים יפים: סימני כלי, מצחצחים, לחבוש patters ואפילו את המרקם של טקסטיל עתיק.עבור תיעוד מורשת, רמה זו של פרטים היא לעתים קרובות מספיק עבור ניתוח מדעי ופרסום עם נקודות שליטה קרקעיות מ- GPS או תחנות, דיוק יכול להגיע סקר עבור אתרים גדולים.

נגישות ושיתוף

מודלים Photogrammetric הם דיגיטלי וניתן לארח באינטרנט, משותף באמצעות צופים מבולקים, או כלול בפרסומים אקדמיים.זה מפיץ גישה למורשת תרבותית, ומאפשר לאנשים ברחבי העולם לחקור אובייקטים נעולים באחסון או ממוקמים באזורים מרוחקים. מציאות מדומה ויישומים משופרים יותר לשפר את נגישות, מה שמאפשר "לבקר" אתר ממוזיאון או בכיתה.

רשומות קבועות וגיבוי

לאחר שנוצרו, מודל photogrammetric משמש תחליף דיגיטלי קבוע.גם אם האובייקט הפיזי מתדרדר או נהרס, הגרסה הדיגיטלית משמרת את הגיאומטריה שלה ואת המראה עבור מחקר עתידי.זה חשוב במיוחד עבור מורשת בסיכון משינוי האקלים, פיתוח עירוני, או סכסוכים. מוזיאונים וארכיונים הם יותר ויותר לאחסון מודלים אלה במאגרים דיגיטליים אמינים עם תקני metadata כדי להבטיח שימור לטווח ארוך.

אתגרים ומגבלות

למרות החוזקות שלו, photogrammetry הוא לא כדור כסף.מתרגלים חייבים לנווט כמה אתגרים כדי לייצר תוצאות אמינות.

המונחים

Photogrammetry מסתמכ על תאורה עקבית, diffuse כדי ללכוד מרקמים משטח.הצלים, מדגישים ספקית (בוהק), או וריאציות גדולות בהירות יכול לבלבל את האלגוריתמים הקשורים לתכונות.משטחים הרהורים (metal, זכוכית, זכוכית, אבן רטובה) ואובייקטים שקוף הם קשים במיוחד. אתרי מורשת לעתים קרובות יש תאורה מאתגרת - לדוגמה, ציורי מערות או מרכזי פנים.

משטחים ללא תשלום או Repetitive Surfaces

אובייקטים עם צבע אחיד, ניגוד נמוך, או דפוסים חוזרים (למשל, פסל שיש לבן רגיל או קיר לבנים) מספקים כמה תכונות התאמה.זה מוביל לפערים בענן הנקודה או גיאומטריה לא מדויקת.

סולם וגיאופרינג

פוטוגרםמרי לטווח קצר דורש קנה מידה ידוע - בדרך כלל שליט או קנה מידה ממוקם בסצינה - או קבוצה של נקודות שליטה קרקע עם קואורדינטות ידועות.ללא קנה מידה, המודל הוא מדויק מדי, אבל לא ביחידות בעולם האמיתי. עבור אתרים גדולים, להבטיח דרישות גיאומטריות עקביות עקביות עקביות תכנון זהיר ולעתים השימוש של GPS או תחנה כוללת.

עיבוד זמן וכוח

יצירת ענן נקודה צפופה ומזכר ממאות תמונות ברזולוציה גבוהה היא אינטנסיבית חישובית.זה יכול לקחת שעות או ימים אפילו על יצירות עוצמתיות.מדוני מורשת הם לעתים קרובות גדולים - אלפי תמונות עבור אתר אחד - ודורשים אחסון משמעותי.ענן מבוסס שירותי עיבוד מציעים חלופה אך להעלות חששות לגבי פרטיות ומהירויות העברה עבור אוספים גדולים.

יציבות ואיכות

מיומנות המשתמש משפיעה מאוד על איכות המודל הסופי.אי-דיוק חפיפה, מטושטשת, מיקוד גרוע, או שיתוק מצלמה לא נכון יכול לזלזל בדיוק.שיטות אימות (למשל, השוואת מדידות מודל לאמת הקרקע) הן חיוניות אך לעתים קרובות התעלמות בפרויקטים נמוכים של פרופיל.

כיוונים עתידיים וחדשנות

תחום הצילום של הפודמימה מתפתח במהירות, מונע על ידי התקדמות בראייה ממוחשבת, בינה מלאכותית וחומרה.התפתחויות אלה מבטיחות להפוך את תיעוד המורשת מהר יותר, מדויק יותר, נגיש יותר.

AI-Enhanced Photogrammetry

למידת מכונה משולבת בכל שלב: תמונה תואמת, הפקת תכונה, ואפילו מילוי של רשתות הבורות המאומנים על מיליוני תמונות יכול לחזות גיאומטריה באזורים נמוכים של טקסט, להפחית רעש, ובאופן אוטומטי לסווג אובייקטים (למשל, להבחין בין רוק צמחייה) למידה עמוקה גם מאפשר פלח סמנטי, המאפשר מודלים להפריד תכונות ארכיאולוגיות של קלוטרי מודרני.

עיבוד בזמן אמת ו- Edge Computing

מכשירים ניידים ורחפנים הופכים להיות מסוגלים לעיבוד פוטוגרםטרי של לוח, יצירת מודלים תלת-ממדיים בשטח בתוך שניות.זה מאפשר משוב מיידי: ארכיאולוגים יכולים לבדוק כיסוי ואיכות לפני היציאה מאתר. Edge באמצעות מצלמות או מחשבים קטנים מחוסנים יהפכו לנפוצים יותר עבור הערכות מורשת מהירות באזורי אסון או באזורי קונפליקט.

שילוב עם תאומים דיגיטליים ו- GIS

מודלים Photogrammetric משולבים יותר ויותר עם נתונים גיאוגרפיים אחרים (LiDAR, תצלום לווייני, GIS שכבות) כדי ליצור תאומים דיגיטליים מקיפים של נופים מורשת. תאומים אלה מאפשרים למנהלים לדמות את ההשפעה של בנייה, שינוי האקלים, או זרימת מבקרים. לדוגמה, תאום דיגיטלי של Machu Pic יכול מודל דפוסים שחיקה ובדיקת התערבויות כמעט לפני יישום פיזית.

זרימת עבודה אוטומטית עבור אוספים גדולים

מוזיאונים עם אוספים עצומים זקוקים לצינורות יעילים כדי לדיגיטלית אלפי חפצים.הגדרות צילום עתידיות עשויות לכלול גאדג'טים רובוטיים או לוחות זמנים עם שבילי מצלמה מראש, לכידת תמונה אוטומטית, עיבוד מבוסס ענן בשילוב עם AI עבור metadata taging וערכת מודל, מערכות אלה יכולות להפוך את הספרות ההמונית של אוספים משפטיים שלמים בתוך עשור.

מציאות מדומה וחוויות אינטימיות

בעוד ראשי VR הופכים נוח יותר וסביר, מודלים פוטוגרםמטריים ברזולוציה גבוהה יאלצו חוויות מורשת immersive. משתמשים יכולים "ללכת" דרך מקדש משוחזר, לבחון פסל מכל זווית, או אפילו לטפל בחפץ וירטואלי עם משוב קדחתני.זה לא רק משפר את החינוך, אלא גם מספק זרמי הכנסות חדשים עבור אתרי מורשת באמצעות תיירות וירטואלית.

Photogrammetry כבר הוכיח עצמו כאבן הפינה של שימור המורשת התרבותית המודרנית.היכולת שלו ללכוד את אוצרות העולם בשלושה ממדים - בנאמנות, ללא ספק, ולא הרסני - מבטיח כי ההיסטוריה המשותפת שלנו תשרוד לדורות הבאים.כפי שטכנולוגיה ממשיכה להתקדם, הגבול בין המורשת הפיזית והדיגיטלית יטשטש, יפתח הזדמנויות חסרות תקדים למחקר, לשימור, לשימור ולמעורבות ציבורית.

(ב) לקריאה נוספת על תקני צילום במורשת, ראה המועצה הבינלאומית על מונומנטים ואתרים (ICOMOS) הנחיות מיפוי 1 ויוזמה FLT:2CyArkischeFLT 3:0;0) אשר משתמשת באופן שגרתי בצילום עבור מוסדות מורשת גלובלית (6.7) ניתן למצוא מבוא טכני מפורט בשנת 2017 של סקירה של תמונות מטבוליות מרחוק ואוסף של אמפומטי (Fenscing) של מוסדות מורשת עולמית: 7.