إن الهدف الرئيسي لهذا البحث هو استكشاف إمكانيات آلات تصوير الفيديو منخفضة التكاليف في حل مسألة النمذجة ثلاثية الأبعاد للمنشآت الأثرية الضخمة. و كما نعلم, فإن اقتطاع الصور اللازمة لأي مشروع مسح تصويري هو مسألة جوهرية. لأن كلفة المشروع و المدة الزمنية اللازمة لإنهائه تعتمدان على طريقة اقتطاع هذه الصور. و عادةً ما يتم التقاط هذه الصور واحدةً فواحدة بحيث تظهر كل نقطة من نقاط العنصر المصور على صورتين على الأقل. هذه العملية تستغرق الكثير من الوقت و خاصةً في المشاريع التي تهدف إلى نمذجة المشاهد المتسعة. من ناحية أخرى, نعلم أن تسجيل الفيديو هو عملية بسيطة نسبياً و تستغرق وقتاً أقل من ذلك المطلوب لالتقاط الصور بالطريقة التقليدية. و منه, سيكون من المفيد اقتراح منهجية للاستفادة من تسجيلات الفيديو كمصدر للصور اللازمة لتوليد النماذج ثلاثية الأبعاد.
في هذه الدراسة سنختبر إمكانيات آلتي تصوير فيديو, واحدة تجارية مستقلة و أخرى مرفقة مع هاتف نقّال و ذلك من أجل اقتطاع الصور اللازمة لنمذجة عناصر ضخمة نسبياً. من الملاحظ أن دقة التمييز الهندسية للقطات المقطتعة من تسجيلات الفيديو باستخدام الهواتف النقالة أو التجارية المستقلة (مقارنةً بآلات الفيديو الاحترافية) هي أقل بكثير من دقة التمييز الخاصة بالتقاط الصور العادية. و بالتالي, فإن النماذج ثلاثية الأبعاد الناتجة من هذه القطات ستكون جيدة من أجل التطبيقات التي لا تتطلب دقةً عالية.
This research aims to explore the potential of low cost video camera for 3D
modelling of large historical monuments. As we know, photos extraction is a fundamental
issue in any photogrammetric project. In fact, cost and time are dependent on photo
extraction method. Usually, photos are taken one by one assuring that every object point is
on two photos at least. This operation is time consuming in large scenes modelling. In the
other hand, video record is a simple operation and requires short time comparing to
traditional photo shooting. Then, it will be useful to suggest an approach to use video
recordings as a source of photos required for 3D modelling.
In the present study, we will evaluate the capability of two video cameras. The first
one is a commercial independent camera and the second is associated with a mobile
phone in the extraction of photos required for 3D modelling of a relatively large objects. It
should be noted that the resolution of video frames in mobile phone cameras (comparing to
professional ones) is less than the resolution of ordinary photos. Hence, 3D models
resulting using these frames will be good for applications that don’t require high precision.
Artificial intelligence review:
Research summary
يهدف هذا البحث إلى استكشاف إمكانيات استخدام آلات تصوير الفيديو منخفضة التكلفة في النمذجة ثلاثية الأبعاد للمنشآت الأثرية الضخمة. يعتبر اقتطاع الصور اللازمة لأي مشروع مسح تصويري مسألة جوهرية، حيث تعتمد كلفة المشروع والمدة الزمنية اللازمة لإنهائه على طريقة اقتطاع هذه الصور. عادةً ما يتم التقاط الصور واحدة فواحدة، مما يستغرق وقتًا طويلًا، خاصة في المشاريع التي تهدف إلى نمذجة المشاهد المتسعة. من ناحية أخرى، يعتبر تسجيل الفيديو عملية بسيطة نسبيًا وتستغرق وقتًا أقل. لذا، يقترح البحث منهجية للاستفادة من تسجيلات الفيديو كمصدر للصور اللازمة لتوليد النماذج ثلاثية الأبعاد. تم اختبار إمكانيات آلتي تصوير فيديو، واحدة تجارية مستقلة وأخرى مرفقة مع هاتف نقال، لاقتطاع الصور اللازمة لنمذجة عناصر ضخمة نسبيًا. أظهرت النتائج أن دقة التمييز الهندسية للقطات المقتطعة من تسجيلات الفيديو باستخدام الهواتف النقالة أو التجارية المستقلة أقل بكثير من دقة التمييز الخاصة بالتقاط الصور العادية. وبالتالي، فإن النماذج ثلاثية الأبعاد الناتجة من هذه اللقطات ستكون جيدة للتطبيقات التي لا تتطلب دقة عالية. تم استخدام برامج مثل AgisoftPhotoScan وFree Video to JPG Converter لتحويل تسجيلات الفيديو إلى لقطات واستخدامها في النمذجة. تم اختبار دقة النماذج الناتجة من خلال مقارنة المسافات المرجعية مع المسافات المقاسة على النماذج، وأظهرت النتائج أن الدقة الهندسية للنماذج منخفضة نسبيًا، ولكنها مناسبة لأغراض العرض والتفسير والسياحة الرقمية عن بعد. يوصي البحث باستخدام منهجية العمل السابقة لتوليد النماذج ثلاثية الأبعاد للمشاهد المتسعة والعناصر الضخمة كالقلاع والقصور الأثرية، بشرط توفر بيانات مرجعية دقيقة ومعاملات معايرة آلة التصوير وذاكرة كبيرة في الحواسب المستخدمة.
Critical review
تعتبر هذه الدراسة خطوة مهمة نحو استخدام تقنيات منخفضة التكلفة في النمذجة ثلاثية الأبعاد، وهو ما يمكن أن يكون له تأثير كبير في مجالات مثل الحفاظ على التراث والسياحة الرقمية. ومع ذلك، هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، يجب أن يتم التركيز بشكل أكبر على تحسين دقة التمييز الهندسية للقطات المقتطعة من تسجيلات الفيديو، حيث أن الدقة الحالية قد تكون غير كافية لبعض التطبيقات الحساسة. ثانياً، يجب أن يتم اختبار هذه المنهجية على مجموعة أوسع من المنشآت الأثرية وفي ظروف مختلفة لضمان تعميم النتائج. ثالثاً، يمكن أن يكون من المفيد استكشاف تقنيات أخرى مثل استخدام الطائرات بدون طيار لالتقاط الفيديو، مما يمكن أن يوفر زوايا تصوير أفضل ودقة أعلى. وأخيراً، يجب أن يتم التركيز على تحسين واجهة المستخدم للبرامج المستخدمة في النمذجة لتكون أكثر سهولة في الاستخدام من قبل غير المتخصصين.
Questions related to the research
-
ما هي الفائدة الرئيسية من استخدام تسجيلات الفيديو في النمذجة ثلاثية الأبعاد؟
الفائدة الرئيسية هي تقليل الوقت والتكلفة اللازمين لاقتطاع الصور اللازمة للنمذجة، حيث أن تسجيل الفيديو عملية بسيطة نسبياً وتستغرق وقتاً أقل من التقاط الصور بالطريقة التقليدية.
-
ما هي التحديات الرئيسية التي تواجه استخدام آلات تصوير الفيديو التجارية في النمذجة ثلاثية الأبعاد؟
التحديات الرئيسية تشمل دقة التمييز الهندسية المنخفضة للصور المقتطعة من تسجيلات الفيديو وعدم فعاليتها عند تحرك الآلة بسرعة كبيرة.
-
كيف يمكن تحسين دقة النماذج ثلاثية الأبعاد الناتجة من تسجيلات الفيديو؟
يمكن تحسين الدقة من خلال استخدام صور تسجيلات الفيديو ذات دقة تمييز عالية، وتوفير بيانات مرجعية دقيقة ومعاملات معايرة آلة التصوير.
-
ما هي البرامج المستخدمة في تحويل تسجيلات الفيديو إلى لقطات واستخدامها في النمذجة؟
تم استخدام برامج مثل Free Video to JPG Converter لتحويل تسجيلات الفيديو إلى لقطات، وبرنامج AgisoftPhotoScan لتوجيه الصور واقتطاع النقاط منها على شكل غمامة كثيفة ومن ثم تحويلها إلى نموذج شبكي.
References used
FORSTNER, W.,1999. 3-D City Models: Automatic and Semi-automatic Acquisition methods. Photogrammetric week, Wichmann, Karlsruhe. 1999
SINGH, SP; JAIN, K; MANDLA, V ,2013. Virtual 3D city modeling : Techniques and applications. International Archives of the Photogrammetry,Remote Sensing and Spatial Information, Istanbul, Turkey. 2013
GRUEN, A. 1997.Fundamentals of videogrammetry—a review‖, Human movement science, Page- 155-187. 1997
In close range photogrammetry, the required geometric data for object documentation can be obtained
from single photo or stereoscopic pairs of photos. But, the documentation of large historic monuments, the
stereo pair is not sufficient. So, we mus
During the past few years, new developments have occurred in the field of 3D photogrammetric modeling of historical monuments. One of these developments is the expansion of 3D photogrammetric modeling cost-effective licensed software, such as Agisoft
3D models of historical sites and monuments are very interesting in archaeology and digital tourism fields. These models help archeologists document historical sites and analyze the relationships between their components. Moreover, 3D models constitu
Culture heritage conservation is necessary to produce the initial technical documentation. This one
provides plans that help in using the best approaches to protect culture heritage. Images are considered as an
important source of data required to
Geographic Information Systems (GIS) present one of the most important 3D modeling techniques of cities, which has become a very important and necessary for representing of contemporary cities, and doing different analyses, with the aim of finding so