Спросить
Войти
УДК 528.7
М.М. Лазерко
СГГ А, Новосибирск
ОЦЕНКА ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ 3 D МОДЕЛЕЙ, ПОСТРОЕННЫХ ПО РАЗЛИЧНЫМ ТИПАМ ДАННЫХ В ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТАХ 3DSMAX И GOOGLE SKETCHUP
В статье описывается метод построения 3D моделей по различным типам данных, а также оценка их геометрической точности в программных продуктах 3dsMAX и Google SketchUp.
M.M. Lazerko
Siberian State Academy of Geodesy (SSGA)
ESTIMATION OF GEOMETRICAL ACCURACY 3 D THE MODELS CONSTRUCTED ON VARIOUS TYPES OF THE DATA IN SOFTWARE PRODUCTS 3DSMAX AND GOOGLE SKETCHUP
In article is considered methods 3D models on various types of the data in software products 3dsMAX and Google SketchUp and an estimation of their geometrical accuracy is considered.
Возможности трехмерных программных продуктов не всегда выполняют, всех требований заказчика и поэтому следует, проанализировать методы построения 3D моделей, а так же выполнить оценку их точности.
В настоящее время для предоставления пространственных объектов местности широко используются 3D модели (трехмерные модели). 3D модель местности обладают гораздо более широкими возможностями, нежели ее двухмерный аналог [1]. 3D модель являются исключительно эффективным иллюстративным материалом, так как позволяют рассматривать модель с различных точек пространства. Трехмерное моделирование используется в различных областях человеческой деятельности и позволяет изучать физический объект по его аналогу - 3D модели [2].
Для трехмерного моделирования требуются исходные данные, которые могут быть получены в результате аэросъемки и космической съемки, а так же наземного и воздушного лазерного сканирования. Наиболее эффективным методом создания являются данные аэрофотосъемки и космической съемки, т.к. по этим данным можно получить как метрические, так и текстурные данные, необходимые для построения модели.
Пример 3D модели местности, сочетающей в себе наглядность и метричность, может послужить проект Google Earth, который уже имеет огромную популярность среди специалистов, и среди обычных пользователей сети Internet. Проект Google Earth представляет собой трехмерную поверхность модели Земли, созданную на основе спутниковых снимков
высокого разрешения, который позволяет просматривать трехмерные изображения крупных городов с высоким разрешением.
Сервер картографических данных и космических снимков maps.google.com получил закономерное продолжение - earth.google.com. С вводом в тестовую эксплуатацию этого ресурса каждый пользователь сети Internet может определить географические координаты любого объекта с точностью до одного - двух метров, а также просматривать 3D модели объектов рельефа местности и воспроизводить видеозапись движения [3, 4].
Важным фактором определяющим эффективность создания 3D модели является время, затрачиваемое на ее получение. Популярные пакеты трехмерного моделирования имеют многочисленные окна предварительных настроек, которые отнимают большое количество времени.
Программный продукт 3DS MAX компании Autodesk - это так называемый стандарт в области полупрофессионального и профессионального 3D моделирования. Как инструмент, он обладает всеми необходимыми средствами моделирования, текстурирования, анимации, работы со светом и звуком. Программа хорошо подходит как для моделирования простых сцен с небольшим количеством объектов, так и сложных, с множеством текстур. Практически в 3DS MAX имеются все возможности перечисленной выше программы плюс возможности, которые в других системах реализованы очень слабо, либо не реализованы вовсе. Развитие полнофункциональных программ привело к тому, что программа 3DS MAX, изначально предназначенная для визуализации, анимации, создания различных спецэффектов и трехмерных игр, приобрела возможности полноценной САПР.
К каждому программному пакету трехмерного моделирования либо фирмами-разработчиками, либо другими компаниями создается ряд подпрограмм, так называемых, плагинов, которые значительно расширяют функциональные возможности любой программы [5].
Каждый из рассмотренных программных продуктов обладает схожими принципами моделирования поверхностей для представления объектов в двумерном или трехмерном виде.
На сегодняшний день одной из самых прогрессивных и мощных систем трехмерного моделирования, визуализации, анимации и дизайна, содержащей в себе системы CAD, является программный продукт 3DS MAX компании Autodesk [6].
По сравнению со многими популярным пакетом 3DS MAX, Google SketchUp [4] обладает рядом преимуществ, заключающихся, в первую очередь, в том, что все геометрические характеристики задаются в процессе построения объекта. Они заносятся с клавиатуры до или сразу после окончания действия инструмента, что отражается в Панели Контроля Параметров. Эта особенность позволяет избежать необходимости настраивать каждый инструмент перед его применением, а затем редактировать возможные неучтённые ошибки.
Цель данной работы в формировании 3D модели городской территории по материалам аэросъемки и исследование технологического процесса выполнения определенных этапов, а так же оценки геометрической точности их построения.
Для выполнения данного вида работ было использовано программные продукты: PHOTOMOD, Google SketchUp, 3DS MAX.
Векторные данные, полученные в результате стереоскопической обработки стереопары космических снимков в PHOTOMOD, были сохранены в формате DXF.
Построение 3D модели местности в программных продуктах SketchUp, 3DS МАХ и включает следующие этапы [7]:
- Выдавливание основных объектов;
- Создание дополнительных архитектурных элементов
- Текстурирование объектов [8,9].
На рис. 1 изображен фрагмент 3D модели.
Рис. 1. Фрагмент 3D модели
После создания 3D модели была выполнена оценка ее точности путем вычисления средней квадратической ошибки разностей длин линий, а так же разностей отметок высот, полученных в программных продуктах PHOTOMOD и 3dsMax, Google SketchUp, значения которых, были следующими:
- Средняя квадратическая ошибка разности расстояний 3D модели -0,016 м.
- Средняя квадратическая ошибка разности высот точек 3D модели -0,017 м.
Формирование 3D моделей объектов местности с помощью Google SketchUp по аэрофотоснимкам является наиболее быстрым и эффективным методом по сравнению с 3dsMax, и такие модели могут быть использованы для измерительных целей, а так же для решения широкого круга задач.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
http://www.softportal.com/freesoftware/3943/google-earth
http://sketchup.google.com/
© М.М. Лазерко, 2010
