índex de temes

2011-01-30

metodologia fotogrametria - photogrammetry methodology




Obrim el programa "image master" de Topcon. A la part superiror hi ha els diferents mòduls del programa. Ens interessen "model", "orientation" i "stereo".

Creem una capa i introduïm manualment els punts de referència model>data>point>input coordinates. En aquest cas els punts de referència són les coordenades de les interseccions de la plantilla que hem col·locat en la base del gerro que volem digitalitzar.

Open the program "image master" of Topcon. On the top we can see the different modules of the program. We are interested in "model", "orientation"  and "stereo". 

Create a layer and manually enter the reference points model> data> point> input coordinates. In this case the reference points are the coordinates of the intersections of the staff we have placed on the base of the vase we want digitize.



Anem ara al mòdul "orientation". Primer importem la calibració de la càmera: orientation>camera>add camera>load file i carregem el corresponen fitxer *.cmr documents>camera calib projects (haurem creat prèviament aquest fitxer mitjançant el programa "image master calib"). En aquest cas s'ha usat una Nikon d80 amb un objectius Nikkor 50mm f.1.8, amb les fotos fetes a 1/8s, f8, ISO 200 i WB per a llum de dia.

Entrem les imatges orientation>add images. Seleccionem les imatges (d'esquerra a dreta, sinó llegirà el model cap-per-vall) i crear un parell stereo, amb orientation>add stereo pair o el botó corresponen a la barra d'eines.

A la part inferior hi ha una tira amb les imatges.  A la patilla inferior es pot canviar de les imatges soltes als parells creats.  Seleccionar les dues imatges del parell, amb el botó dret del ratolí fer open image.
S'obren dues finestres, cada una amb una imatge partida: a dalt una vista general de la foto i a sota el detall de la zona enquadrada.  Per marcar els punts anar a orientation>mesure tie point o al botó amb una diana de la barra d'eines orientation.  Anomenar el punt, marcar-lo a la part del zoom d'una de les imatges i després marcar el punt corresponent a l'altra imatge.  Hi ha un truco: si apretem un punt en una de les pantalles i apretem el botó dels prismàtics (o el botó cental del ratolí) el programa busca automàticament el punt corresponent a l'altre imatge.  Un cop tenim els dos punts marcats apretar el botó mesure i queda fixat el parell de punts.

Hem d'anomenar els punts de control igual que els punts de control que hem creat manualment.
Un cop tenim més de sis punts premem el botó calculate (a la mateixa finestra on mesurem els tie points o al botó de la barra d'eines).  Ens preguntarà la capa dels punts de control, la seleccionem al menú desplegable. Dins la finestra que surt un cop hem fet calculate hi ha diversos fulls. Ens mostren, entre d'altres coses, quins parells de punts estan OK.

We go now to "orientation". First import the calibration of the camera: orientation> Camera> Add Camera> Load File and load the corresponding file *. CMR at documents> CameraCalib projects (we have previously created this file with the program "image master calib"). In this case we have used a Nikon D80 with a Nikkor 50mm f.1.8, and the photos are taken in 1/8S, f8 and WB to daylight.

We enter the images orientation> add images. Select the images (from left to right) and create a stereo pair with orientation> add stereo pair or with the button on the toolbar.

At the bottom there is a strip with the images. With the lower pin we can change to pairs of images or single images. Select the two images of the pair and click the right mouse button to open images.

We see two windows, each with a double image: an overview of at the top photo and below the detail of the area framed. To mark the points go to orientation> mesure tie point or target with a button on the orientation toolbar. Calling the point, place it in the zoom of an image and then mark the corresponding point in the other image. There is a trick: mark one point in one of the screens and press the button of binoculars (or cental mouse button), the program automatically finds the corresponding point in the other image. Once scored two points, press the button mesure and the pair is fixed.

We have to name the control points as the control points we created manually.

Once we have more than six points, press the calculate button (in the same window where we've measured the tie points or the button on the toolbar). The program ask us the layer of control points, select it in the drop-down menu. In the window that comes once we have done calculate there are several sheets showing, among other things, which pairs of points are OK.


Si no dóna error ja podem anar al mòdul "stereo". Cliquem sobre el parell d'imatges a stereo list i les obrim.

Dibuixem una polilínia de la zona que volem en 3D. Per tancar la polilínia premem "c" o el botó cerrar a la finestra que apareix mentre estem dibuixant. Seleccionem la polilínea i premem el botó auto surface mesurament, definim la densitat de la malla, i que el ordinador calculi....

Per editar el 3d resultant anem a "model". Podem activar o desactivar la foto que fa el mapejat, per veure la malla de triangles. Si seleccionem triangles (eines de selecció de la barra: fletxa, finestra i finestra poligonal) i els esborrem s'esborra també el seu mapejat.

If don't fails we can go to the module "stereo". Click on the pair  images and open them (right click).

Draw a polyline of the area you want in 3D. To close the polyline press "c" or close button in the window that appears while you're drawing. Select the polyline and press the auto surface measurement, we define the density of the mesh, and the computer calculates ....

To edit the resulting 3d go to "model". We can turn off the picture that makes the mapping to see the mesh of triangles. If you select triangles (at the bar selection tools: arrow, window and window polygonal) and delete them, you'll deleted their mapping too.


Important: sobre el model en 3d generat podem dibuixar noves polilínies que es posaran damunt de la malla de triangles, això pot servir, per exemple:

Per dibuixar una línia de tall del model sobre el mateix objecte (línia groga a la figura adjunta), llavors tornem a calcular el model 3d amb aquesta polilínia com a referència i ens estalviarem els triangles que es perden cap a fora.

Per dibuixar línies de tall del propi objecte. Una aresta, per exemple. Si tornem a generar el model podem triar, apart de la polilinia que ens defineix els límits, la aresta que hem dibuixat. El model es generarà tenint en compte que la malla ha de passar per l'aresta que hem definit.

Note: we can generate 3d polylines that will be drawn on the mesh of triangles, this can serve, for example:
To draw a cutting line on the same object model (yellow line in the figure), then we recalculate the model with this 3D polyline as a reference: will disapper the triangles that are lost out.
To draw cutting lines on the object itself. An edge, for example. If we generate the model we can choose, apart from the polyline that defines the boundaries, the edge that we have drawn. The model is generated considering that the mesh has to go through the edge that we have defined.



Tornem a calcular la malla, ajustant-la als límits de la polilínia. És important senyalar l'opció fit per tal que la superfície s'ajusti als límits que hem definit.

We recalculate the mesh, adjusted at the limits of the polyline. It's important to choose the option fit in order to force the surface meet the limits we set.


Podem usar el mateix mètode per completar zones concretes del model.  Dibuixem una polilína en una zona que cal completar o retocar.  Esborrem, si és el cas, polígons que no han quedat bé.  Usem aquesta polilínia per calcular la superfície que ens falta i quedarà perfectament insertada.

We can use the same method to specific areas of the model. Draw a polyline in an area that must be completed or retouch. Remove, if necessary, polygons that have not been generated good. We use this polyline to calculate the surface  that is missing and will be fully inserted.




Repetim el procés amb altres parells de fotos preses des de diferents angles.  En aquest cas s'han usat quatre parells d'imatges.  Quan hem completat el model podem extreure diferents tipus de dades, per exemple una secció transversal (botó cross section).

Repeat the process with other pairs of photos taken from different angles. In this case we have used four pairs of images. Once completed the model we can extract different types of data, for example a cross section (cross section button).


O un model a base de coves de nivell, amb el botó contour lines.

Or a level curves model with contour lines button.


O podem superposar el model sobre qualsevol de les imatges originals.  Naturalment, es pot exportar el propi model o qualsevol d'aquests resultats a file>export.

Or we can superimpose the model on any of the original images. Naturally, export the model or any of these results is possible going to file> export.