VII. Системи за заснемане, използвани в архитектурната фотограметрия.

В съвременната архитектурна фотограметрия най-често се използват цифрови изображения. Те могат да бъдат получени директно чрез цифров сензор като CCD (Charge-coupled Device) камера. Те могат да бъдат заснети и с традиционна камера и в последствие сканирани. За приложенията в архитектурата дълго време изборът на камери е бил ограничен до скъпи и специализирани метрични камери. Поради ограниченията на фотограметричния процес е можело да се използват само метрични камери с известни елементи на вътрешната ориентация. Сега се развиват най-различни системи за заснемане, базирани на цифрови сензори и цената им непрекъснато пада. Основното предимство на тези камери е възможността да се създават цифрови изображения, които да се обработват директно в цифрова среда.

            На фигура VII.1 е показана принципна схема на основните фотограметрични системи за създаване и обработка на изображения.

                                                                       Фиг VII.1

            Класическите фотокамери имат своите предимства в качеството на филмовия материал, резолюцията и добре познатата техника на заснемане. Процесът на аналитичната фотограметрия печели предимства от познанията и богатия опит на оператора. От друга страна все още няма цифрови камери, сравними по качество на филмовите камери. Но цифровия метод позволява продуктивна обработка на данните и има голям потенциал за автоматизация. Освен това е възможен затворен, бърз и постоянен поток на данни от цифровата камера до крайните резултати.  В допълнение, със сканирането на филм е възможно решение, което обединява предимствата от високата резолюция на филма  с тези на цифровото заснемане. Недостатъци са допълнителното време за оцифряване и загубата на качество по време на сканирането.

            От фотограметрична гледна точка филмовите камери могат да се разделят на три главни категории – метрични, стереокамери и полу- метрични камери.

Таблица  VII.2 – типове фотограметрични камери

В Таблица VII.2 е представена извадка на фотограметрични камери от различни производители, подредени по категории – метрични, стерео камери и полу- метрични камери.

            Земните метрични камери се характеризират с последователен оптико- механичен метод на вътрешната ориентация, която остава стабилна за дълъг период от време. Образната координатна система, както и при аерофотоснимките се реализира с мерни марки. Тези камери се използват все по-рядко. Някои от метричните камери все още в употреба са Wild P31, P32 и Zeiss UMK 1318. Такива системи за заснемане осигуряват високо оптично и геометрично качество, но самите камери са много скъпи. В допълнение те имат високи изисквания при практическата употреба. Освен метричните камери в документацията на архитектурното наследство се използват често и стереокамери. Те са съставени от две калибрирани метрични камери, монтирани на фиксирана база.  С употребата на полу- метрични камери се въвежда използването на мрежовия метод.  Използва се мрежа от калибрирани референтни марки, проектирани върху филма при проявяването, което позволява математическо компенсиране на филмовите деформации, които възникват по време на заснемането и обработката. Различните производители предлагат полу- метрични камери в различни филмови формати.  Често в заснемането на фасади се използват и така наречените любителски камери. Това понякога се прави по спешност, при липса на други средства за заснемане или в случаите на разрушени или силно повредени сгради, когато не разполагаме с други снимки. Поради продължаващото унищожаване на световното културно наследство се очаква в бъдеще все по често да се прави реконструкция само по любителски снимки.

            Сканирането на фотоизображения представя възможност да се комбинират предимствата на аналоговото заснемане (голям формат на снимката, геометрично и радиометрично качество, установена техника на заснемане) със предимствата на цифровото заснемане (архивиране, полу- автоматична и автоматична технология на измерване, комбиниране на разстерни и векторни данни). Скенерът с който да се сканира снимковия материал може да бъде избран според различни критерии. Според типа на сензора – точков, линеен или площен,  или според позицията на сканирания материал – барабанен или площен. За практическа употреба на сканирането във фотограметрията трябва да се избере и подходяща резолюция за сканиране. Връзката между разрешаващата способност на скенера r и геометричната стъпка на четящата глава или разстоянието между пикселите  се дава с формули (VII.3)

                                                                                                                       (VII.3)

            От една страна разпознаването на всички необходимо детайли трябва да бъде гарантирано, но от друга трябва да се взема под внимание и фактът, че пространството за съхранение на информация не е безкрайно. Това е от особено значение при по-големите проекти. За да се сканира фото филм с резолюция еквивалентна на филмовата (12µm) е необходимо сканиране с 2100 точки за инч (dpi). Така сканирано изображение от среден филмов формат (6х6см) ще има размери 5000 х 5000 пиксела. За да се съхрани тази информация на диск ще са нужни приблизително 25 мегабайта за черно бяло сканиране и над 75 мегабайта за цветна снимка. За сканиране на цветно изображение ще бъде необходима цифрова матрица с размер 20 000 х 20 000 пиксела или около 1.2 гигабайта. Дори с непрекъснато нарастващите размери и намаляващи цени на компютърното дисково  пространство, това не е малък фактор при планирането на един проект. За заснемане на архитектурни обекти се използват два различни типа скенери: фотограметрични скенери с висока резолюция и настолни издателски скенери. Фотограметричните скенери са обикновено площни, с висока геометрична резолюция (5-12.5 µm) и висока геометрична точност (2-5 µm). На пазара има само няколко такива системи и те се предлагат основно от фотограметричните компании. Настолните издателски скенери (desktop publishing scanners или DTP) не са предназначени за употреба във фотограметрията, но са широкодостъпни на пазара на ниска цена и с времето стават все по-добри. DTP скенерите имат размер обикновено А4 или А3 с резолюция на сканиране от 300 до 1200 dpi. Геометричната им резолюция е около 50 µm. Въпреки, че отстъпват по технически параметри на фотограметричните скенери, тези устройства с ниската си цена и лесна употреба, могат да бъдат използвани за фотограметрични цели. При калибрираните системи геометричната точност може да достигне до 5-10 µm.

            Друга възможност за сканиране и съхраняване на филмовия материал предлагат Фото- CD системите. Филми от малък и среден формат могат да бъдат сканирани в специална лаборатория и съхранявани на CD/DVD. Предимството на такава система е евтината и лесна цифровизация и удобното съхраняване на данните. При тях обаче сканирането не може да бъде контролирано и краищата на снимките обикновено не се сканират. Това прави почти невъзможно да се възстанови вътрешната ориентация на снимките.

            Проучванията за практическата употреба на Фото- CD системите за дигитална фотограметрия са правени от (Hanke, 1994) и (Thomas et al., 1995).