ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

استخدام تسجيلات الفيديو في النمذجة ثلاثية الأبعاد للمنشآت الأثرية الضخمة

Using video records in 3D modelling of large historical monuments

1125   0   41   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2016
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

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.


ملخص البحث
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.
قراءة نقدية
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.
أسئلة حول البحث
  1. 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.

  2. 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.

  3. 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.

  4. 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.


المراجع المستخدمة
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
قيم البحث

اقرأ أيضاً

عرِضت في هذا البحث نتائج الأسلوب متعدد الصور من خلال تطبيق عملي يتضمن بناء نموذج ثلاثي الأبعاد لواجهة أثرية في حصن سليمان في منطقة صافيتا. استخدمنا صوراً رقمية تم الحصول عليها باستخدام آلة تصوير رقمية نوع Kodak 8MP و هي آلة تصوير رقمية ذات ذات دقة تم ييز Resolution مناسبة لأعمال التوثيق الدقيق. و لإنجاز النمذجة، استُعين ببرامج مستخدمة على نطاق واسع من قبل المهتمين بالتوثيق الصوري ثلاثي الأبعاد للمنشآت الأثرية.
خلال السنوات القليلة الماضية، حصلت تطورات في مجال النمذجة ثلاثية الأبعاد للمنشآت الأثرية باستخدام المساحة التصويرية. إحدى هذه التطورات هو انتشار النمذجة باستخدام برامج المسح التصويري القائمة على طريقة "الحصول على البنية من الحركة" Structure from Moti on (SfM) التجارية منخفضة التكاليف مثل البرنامج Agisoft Metashape وذاك في العديد من التطبيقات. يوفر هذا النوع من البرامج لعالم النمذجة ثلاثية الأبعاد للتراث الثقافي أداةً فعالة من أجل التوثيق والاظهار. يعرض هذا البحث منهجيةً لتقييم فعالية مجموعة من نظم المسح التصويري SfM التجارية وذلك عند تطبيقها في النمذجة ثلاثية الأبعاد للمنشآت الأثرية. المنشأ الذي طبقت عليه هذه النظم هو الواجهة الرئيسية لبرج صافيتا وهو منشأ أثري يرجع للقرون الوسطى ويقع في الشمال الغربي من سوريا. تتكوّن هذه النظم من آلة التصوير الرقمية Nikon Coolpix P100 10 MP ومن البرامج SfM التجارية منخفضة الكلفةAgisoft Metashap ، وZephyr Aerial وPix4D Mapper. تمت مقارنة غمامات النقاط المقتطعة لهذه الواجهة باستخدام هذه النظم مع غمامة نقاط كثيفة تم الحصول عليها باستخدام ماسح ليزري، وبرهنت هذه المقارنة أن المساحة التصويرية SfM منخفضة التكاليف تؤمن النمذجة الدقيقة للمنشآت الآثرية.
تعد النماذج ثلاثية الأبعاد للمواقع و المنشآت الأثرية ذات أهمية كبيرة في مجال علم الآثار و في مجال السياحة الرقمية, فهذه النماذج تساعد المختصين في علم الآثار على توثيق الموقع الأثري و تحليل العلاقات بين مكوناته. كما تعد عامل جذب سياحي يمكّن السياح من زيارة المواقع الأثرية و الاطلاع على التراث الثقافي عن بعد بشكل افتراضي. تهدف هذه الدراسة لاقتراح منهجية لاستخدام بعض إمكانيات نظم التصميم بمعونة الحاسب و نظم المعلومات الجغرافية في بناء قاعدة بيانات مكانية و دلالية للمواقع الأثرية و نمذجتها بالأبعاد الثلاثة. يمكن لمستخدمي هذه القاعدة الحصول على كل المعلومات التي تخص مكونات الموقع الأثري و الإبحار فيه بفضل توفر إمكانية توليد الحركيات Animations في نظم المعلومات الجغرافية. سيتم تطبيق هذه المنهجية على موقع رأس شمرا الأثري الواقع في محافظة اللاذقية. و هنا تم الحصول على البيانات المكانية الخاصة بالموقع من مخطط رفع طبوغرافي منجز في العام 2004 و إدخالها في بيئة نظم المعلومات الجغرافية بعد معالجتها. ثم سيتم استخدام إمكانيات برنامج نظم المعلومات الجغرافية ArcGIS من أجل إنجاز نظام المعلومات الآثاري للموقع و نمذجته مع القصر الملكي بالأبعاد الثلاثة.
إن الحفاظ على التراث المعماري Architectural heritage يعتبر ضرورةً من أجل إنتاج التوثيق التقني الأولي الذي يمكّن من الحصول على مخططات تساعد في اتباع أفضل الأساليب لحماية هذا التراث. هذا و تعتبر الصور من أهم مصادر الحصول على المعطيات اللازمة لإنجاز هذا التوثيق إذ يمكن استخدامها في الحصول على المعطيات الوصفية و الهندسية ثنائية و ثلاثية الأبعاد. و في حال وجود عناصر هندسية مستوية ضخمة يمكن لنا أن نستخدم موزاييك الصور المضبوط Controlled mosaics مصدراً لهذه المعطيات. نقترح في هذا البحث حلاً بديلاً لاستخدام برامج المسح التصويري Photogrammetric surveying المتخصصة و ذلك لتوثيق العناصر الأثرية المعمارية المستوية ذات الامتداد الكبير. يقوم هذا الحل على إنجاز موزاييك من مجموعة صور رقميّة مقوَّمة Rectified photos بمساعدة بعض إمكانيات برنامج نظم معلومات جغرافية Geographic Information System (GIS) المخصصة أصلاً لعمل موزاييك لمجموعة من الخرائط المتداخلة. سيتم لاحقاً استخدام الموزاييك الناتج بوصفه مصدر توثيق وصفي و هندسي بمساعدة نظام المعلومات الجغرافي هذا، و الذي يسهّل و بشكل كبير عمليات التجديد و التطوير و الحفاظ على المناطق الأثرية. و للتأكد من صلاحية الموزاييك السابق, سنقوم بمقارنته مع الموزاييك المحسوب من الصور نفسها، و ذلك باستخدام برنامج مسح تصويري متخصص.
تمثل أنظمة المعلومات الجغرافية (GIS) واحدة من أهم تقنيات النمذجة ثلاثية الأبعاد للمدن، والتي أصبحت مهمة جداً وضرورية لتمثيل المدن المعاصرة وإجراء التحليلات المختلفة، بهدف إيجاد الحلول للمشاكل المطروحة ضمن إطار نموذج افتراضي للواقع. بالإضافة لدور الـ GIS 3D-الكبير في التخطيط العمراني وتنظيم المدن. على الرغم من وجود عدد كبير من البرامج القادرة على التعامل مع الكائنات ثلاثية الأبعاد، غير أن الكثير من هذه التطبيقات يحتاج إلى تقنيات عالية وأدوات متطورة من أجل تمثيل وتحليل الكائنات بالأبعاد الثلاثة. تتميز كائنات النماذج ثلاثية الأبعاد الممثلة في الـ (GIS) بارتباطها بمجموعة من البيانات الوصفية التي يتم استدعاؤها بسهولة، وهذا ما لا يتوفر في برامج النمذجة ثلاثية الأبعاد الأخرى. يهدف البحث المقدم إلى تسليط الضوء على أهمية النمذجة الإجرائية ثلاثية الأبعاد للمدن في بيئة الـ GIS باستخدام البرنامج (ESRI CityEngine). سنقدم مجموعة من قواعد الـتوليد المعماري CGA)) المبرمجة بلغة النمذجة الإجرائية لتوليد مجموعة من النماذج الواقعية ثلاثية الأبعاد القادرة على تمثيل كافة عناصر المدن وبناها التحتية، ومن ثم تصدير كافة الكائنات إلى موقع ويب يسمح بخلق منصة واحدة شاملة تمثل نظام لدعم اتخاذ القرار وتسهيل إدارة المشاريع المتعلقة بإدارة المدن. سيتم التطبيق في محافظة طرطوس وذلك من خلال تصميم ونمذجة منطقة سكنية مقترحة، وتشمل الدراسة تطبيق قواعد البرمجة الإجرائية لإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد لهذه المنطقة تُظهر أهمية استخدام أنظمة المعلومات الجغرافية في نمذجة وتمثيل المدن.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا