VIII.Практическа реализация на проекти в архитектурната фотограметрия.

Областите на приложение на архитектурната фотограметрия непрекъснато се разширяват. Фотограметричните изследвания на исторически паметници могат да се групират в три категории: бързи и относително прости изследвания; точни и цялостни изследвания; много точни изследвания.

            Бързи и относително прости изследвания – използват се при реставрация и подобрения, в описателни работи и в историята на изкуствата. Използват се стереокамери и камери с малък формат. Изчертава се обикновено в мащаб 1:100;

            Точни и цялостни изследвания – използват се за систематично документиране на архитектурното наследство. Мащабът е 1:50 а за детайлите – 1:20 или 1:10. Използват се широкоформатни камери с големи фокусни разстояния поради изискванията за точност и размера на сградите. Последните модели широкоъгълни камери имат фокусни разстояния между 100 и 150 мм и са много подходящи за този вид работа;

            Точните изследвания се използват за документиране техническата история на строителството, да се анализират структурните линии, да се документира моментното състояние и необходимостта от реставрация и консервация. В някои страни са направени прецизни фотограметрични изследвания на древни мостове и виадукти с художествена стойност;

            Особен случай на точните фотограметрични изследвания е свързан с документирането на екстериора на сградите. Подобни изследвания се провеждат особено в централна Европа, с цел систематично документиране на хармонични групи от серии къщи на улица или на площад в древните градски центрове. Поради ограниченото пространство, заснемането на фасади често се прави под голям ъгъл (30g или 70g) или от подвижна платформа на специален камион.

            Друга област на приложение са детайлните изследвания на определени части от паметници. Тези изследвания обикновено са във връзка с проекти за реставрация. За тях е необходима най-високата възможна точност. В зависимост от нуждите резултатът от изследването може да бъде под формата на планове, сечения, профили, хоризонтали и/ или числени данни даващи точните дименсии и разстояния на главните елементи на сградата.

            Фотограметричните изследвания, проведени от UNESCO за спасяване на престижни паметници като Абу Симбел, Петра и други са добър пример за точни и цялостни фотограметрични изследвания.

            Изследването и документирането на археологически обекти е основна област на приложение на архитектурната фотограметрия.

             Един от най-интересните въпроси в тази област е свързан с тримерното моделиране на повърхности и сложни структури. В археологията употребата на тримерно моделиране за документация и визуализация все още е рядкост по следните причини:

високата цена на 3D моделите;

трудното постигане на добри тримерни модели от непрофесионалисти;

схващането че 3D е само допълнителен, естетически фактор;

затрудненията при съчетаването на 3D моделите с другите класически данни.

• Можем да различим 3 основни подхода за документирането и визуализацията на археологическите обекти:
• методи базирани на изображения;
• методи базирани на разстояния;
• комбинация от методите с изображения и разстояния.

            Изискванията към метода включват: висока геометрична точност, фотореализъм, моделиране на цялостни детайли както и автоматизираност, ниска цена, портативност и гъвкавост на апаратурата. Затова изборът на най-подходящ метод не винаги е лесна задача.

            Тримерният модел с текстури от цифрови изображения може да се счита за еволюция при ортофото производството. Процесът по създаването му е същия – калибриране на камерата и ориентиране на снимката. Фотограметричните технологии все по-често се използват за генериране на тримерни модели поради евтиния процес на заснемане. От друга страна все още представляват трудност случаите, когато изображенията не са калибрирани или обектът е много сложен. Една от най-критичните фази е процесът на калибриране на камерата и детайлното измерване на повърхността.

            За получаване параметрите на вътрешното ориентиране на любителските камери са разработени софтуерни продукти за самокалибриране. При работа с нестабилни, неметрични камери е необходимо да се минава през този процес, едновременно със заснемането на обекта. След калибриране на камерата, елементите на вътрешното ориентиране могат да се използват за получаване на елементите на външното ориентиране и получаване на точен модел.

            Благодарение подобряването на алгоритмите за разпознаване и въвеждането на опростени цифрови инструменти, става възможна реконструкцията на тримерен модел без стереоскопични умения. Въпреки новите технологии и софтуер, все още не съществува метод за напълно автоматично създаване на точен 3D модел. Най-бърз и най-лесен за употреба в археологията и изобщо в областта на културното наследство е ортофотопланът. Това е благодарение възможността да се комбинират метрични характеристики с високо ниво на фотографски детайли, материали и текстури.

            При много точни фотограметрични изследвания  изискванията за точност обикновено са от порядъка на 1мм, в някои случаи – 0,1мм. Това са проучвания на скулптури в паметници и оценка на ерозията на каменни повърхности. Основна трудност в такива случаи е процесът на фотографиране. Метричните камери позволяват къси разстояния до обекта (понякога с помощта на допълнителни обективи).

            Съществуват добре обосновани и документирани методи за работа за изброените типове фотограметрични изследвания. Независими стереодвойки се правят  хоризонтални, вертикални или под някакъв наклон, използвайки подходяща за индивидуалния проект камера. Отношението база към разстояние до обекта е между 1/5 и 1/15. Позицията на камерата обикновено се избира на земята, на скеле, на близки сгради, на подвижна платформа на камион или дори на хеликоптери, използвани понякога за хоризонтално заснемане на горните части на високи сгради.

            Изображенията се описват в каталози и се съхраняват в архиви. В някои фотограметрични изследвания се създават фотопланове чрез изправянето и монтирането на основа от снимки. Този метод се използва за плоски повърхности – стенописи, мозайки, прозорци и фасади, особено когато улиците са тесни. В този случай снимките се правят със зададен наклон и се изправят с прости инструменти. Този подход е удобен и от технически и икономически аспект.

            Ортофотото напоследък се прилага широко при документиране на паметници на културата и архитектурата. Такъв е случая със заснемане на куполи в Италия , Германия и Полша - за документиране на релефни декоративни повърхности.

Някои архитектурни изследвания се правят чрез аналитична фотограметрия. В този случай известен брои точки се определят точно и след това се свързват с архитектурни линии. Такъв метод не е подходящ за важни или сложни паметници защото включва твърде много предположения за това откъде да бъдат прекарани линиите – представянето е повече теоретично, отколкото реалистично. От друга страна аналитичните методи имат предимства при групи от прости конструкции.         Аналитичния метод  е подходящ и при изучаване структурата на паметници и проверяване на стабилността им чрез цифрови модели. С формирането на цифров модел се определят основните точки и скелета на структурата. Могат да се проучат пропорциите, да се определят обемите, да се сравняват формите и т.н. Чрез повтарянето на тези операции през определен интервал от време могат да се измерят евентуалните деформации в сградата и да се провери нейната стабилност.

Методи от архитектурната фотограметрия се прилага и в най-различни отрасли на индустрията. Възможностите за разширяване областта на приложението й изглеждат неограничени. Индустриалната фотограметрия се описва от Майер (Meyer,1973) като “приложение на фотограметрията в строителството, минното дело, машиностроенето, металургията, корабостроенето и трафика, с техните фундаментални и периферни теми, включвайки етапите на проучване, планиране, производство, качествен контрол, наблюдение ремонт и възстановяване. Обектите измервани фотограметрично могат да бъдат плътни, течни или газообразни, неподвижни или движещи се, достатъчно е да бъдат фотографирани”.