---

Spis treści

---

Czym jest fotogrametria?

Fotogrametria to technika pozyskiwania informacji o obiektach i ich przestrzennym rozmieszczeniu na podstawie analizy zdjęć. Wykorzystuje fotografie wykonane z różnych punktów widzenia, aby precyzyjnie odwzorować kształty, wymiary i położenie obiektów w przestrzeni.

Jest stosowana w wielu dziedzinach, takich jak geodezja, kartografia, archeologia, urbanistyka czy medycyna. Współczesna fotogrametria często wykorzystuje drony i zaawansowane algorytmy komputerowe do tworzenia szczegółowych modeli 3D. Dzięki niej możliwe jest m.in. tworzenie map topograficznych, rekonstrukcja zabytków czy analiza zmian terenu.

Więcej informacji o fotogrametrii przeczytasz w naszym artykule Podstawowe informacje o fotogrametrii.

Czym jest skanning laserowy?

Skanning laserowy, znany również jako skaning lidar (LiDAR), to technologia służąca do precyzyjnego pomiaru odległości i tworzenia trójwymiarowych modeli obiektów oraz terenów. Działa na zasadzie emisji impulsów laserowych, które odbijają się od powierzchni i wracają do sensora. Na podstawie czasu, jaki światło potrzebuje na pokonanie drogi tam i z powrotem, system oblicza odległości, tworząc chmurę punktów – cyfrową reprezentację badanego obiektu.

Technologię tę wykorzystuje się m.in. w:

• geodezji i kartografii do tworzenia dokładnych modeli terenu,
• architekturze i budownictwie przy inwentaryzacji budynków,
• archeologii do odkrywania ukrytych struktur pod powierzchnią ziemi,
• motoryzacji – LiDAR jest kluczowym elementem w systemach autonomicznych pojazdów.

Dzięki wysokiej precyzji i szybkości działania, skanning laserowy jest niezastąpionym narzędziem w wielu branżach.

Czym jest modelowanie 3D?

Modelowanie 3D to proces tworzenia trójwymiarowych reprezentacji obiektów przy użyciu specjalistycznego oprogramowania. Polega na konstruowaniu cyfrowych modeli, które mogą być wykorzystywane w wielu dziedzinach, takich jak animacja, gry komputerowe, architektura, medycyna czy inżynieria.

Istnieją różne techniki modelowania 3D, w tym:

• Modelowanie bryłowe – wykorzystuje podstawowe kształty geometryczne, jak kule, walce czy prostopadłościany.
• Modelowanie powierzchniowe – pozwala tworzyć bardziej skomplikowane i szczegółowe struktury, często stosowane w animacji i grafice komputerowej.
• Modelowanie parametryczne – używane głównie w projektowaniu technicznym, gdzie obiekty można edytować poprzez zmianę parametrów.
• Modelowanie organiczne – stosowane do tworzenia realistycznych postaci, zwierząt czy roślin, bazuje na płynnych, naturalnych kształtach.

Jak fotogrametria wykorzystywana jest w modelowaniu 3D?

Fotogrametria odgrywa kluczową rolę w modelowaniu 3D, umożliwiając precyzyjne odwzorowanie rzeczywistych obiektów i terenów w wirtualnej przestrzeni. Proces ten polega na analizie zdjęć wykonanych z różnych perspektyw w celu odtworzenia kształtu, struktury i wymiarów obiektu w formie trójwymiarowego modelu.

Przykłady wykorzystania fotogrametrii w modelowaniu 3D:

• Tworzenie chmur punktów – Zdjęcia są przetwarzane przez specjalistyczne oprogramowanie, które wykrywa cechy wspólne na różnych obrazach i generuje chmurę punktów, czyli bazowy model obiektu w 3D.
• Tworzenie siatek mesh – Na podstawie chmury punktów tworzona jest siatka trójkątów, które definiują powierzchnię modelu.
• Teksturowanie – Fotogrametria pozwala na precyzyjne nakładanie rzeczywistych tekstur na model 3D, dzięki czemu wygląd odwzorowanego obiektu jest realistyczny.
• Dokładność geometryczna – Dzięki wysokiej precyzji pomiarów uzyskiwane modele mogą służyć do analiz technicznych, rekonstrukcji architektonicznych czy badań archeologicznych.
• Automatyzacja procesu – Współczesne algorytmy pozwalają na szybkie przetwarzanie dużych zbiorów danych, co czyni fotogrametrię efektywnym narzędziem w projektowaniu przestrzeni.

Wykorzystanie fotogrametrii do modelowania 3D w architekturze i urbanistyce umożliwia tworzenie dokładnych modeli budynków i miast, wspierając procesy projektowe oraz rekonstrukcyjne. W archeologii pozwala na dokumentowanie i analizowanie zabytków bez konieczności ich fizycznej ingerencji, co jest szczególnie istotne w przypadku kruchych i unikalnych struktur. W geodezji oraz kartografii wykorzystuje się fotogrametrię do generowania szczegółowych map topograficznych i modeli wysokościowych terenu, co jest nieocenione w planowaniu infrastruktury oraz analizach środowiskowych.

W przemyśle i inżynierii modelowanie 3D bazujące na fotogrametrii wspiera procesy produkcyjne, umożliwiając szybkie tworzenie precyzyjnych replik maszyn i elementów mechanicznych. W branży rozrywkowej, zwłaszcza w grach komputerowych i wirtualnej rzeczywistości (VR), technika ta pozwala na generowanie realistycznych scen i obiektów, co znacząco podnosi poziom immersji. Fotogrametria znajduje także zastosowanie w medycynie, gdzie służy do tworzenia anatomicznych modeli 3D, wykorzystywanych w diagnostyce oraz planowaniu zabiegów chirurgicznych. Dzięki swojej dokładności, efektywności i możliwości automatyzacji, fotogrametria staje się kluczowym narzędziem w cyfrowym odwzorowaniu rzeczywistości.

Wykorzystanie skaningu laserowego w modelowaniu 3D

Wykorzystanie skaningu laserowego w modelowaniu 3D ma zastosowanie w wielu branżach. W architekturze i inżynierii umożliwia szybkie i precyzyjne tworzenie cyfrowych replik konstrukcji, wspierając projektowanie i renowacje. W geodezji jest kluczowym narzędziem do generowania dokładnych map wysokościowych i analiz topograficznych. W przemyśle i produkcji pozwala na kontrolę jakości i tworzenie modeli technicznych komponentów. Technologia LiDAR jest także wykorzystywana w autonomicznych pojazdach, gdzie dokładne modele przestrzeni są niezbędne do ich nawigacji. Dzięki swojej szybkości i wysokiej precyzji skaning laserowy stał się jednym z najważniejszych narzędzi w cyfrowym odwzorowywaniu rzeczywistości.

Oprogramowanie wykorzystywane do modelowania 3D

Do modelowania 3D na podstawie danych z fotogrametrii i skaningu laserowego wykorzystuje się różne specjalistyczne programy, wśród których najpopularniejsze to:

• Agisoft Metashape – oprogramowanie do fotogrametrii, które pozwala na przetwarzanie zdjęć w chmury punktów i modele 3D.
• RealityCapture – zaawansowane narzędzie do fotogrametrii, cenione za szybkość i precyzję w generowaniu modeli.
• Pix4D – oprogramowanie używane głównie w kartografii i geodezji, umożliwiające tworzenie ortofotomap i modeli 3D.
• Autodesk ReCap – program do przetwarzania chmur punktów ze skaningu laserowego, często stosowany w architekturze i inżynierii.
• CloudCompare – darmowe narzędzie do analizy i edycji chmur punktów, wykorzystywane w geodezji i badaniach naukowych.
• MeshLab – program do obróbki i optymalizacji modeli 3D, szczególnie przydatny w pracy z danymi z fotogrametrii.
• Blender – choć głównie używany do grafiki i animacji, posiada funkcje do pracy z chmurami punktów i modelami 3D.
• AutoCAD i Revit – stosowane w inżynierii i architekturze do tworzenia precyzyjnych modeli na podstawie danych skanowania.

---

Autor