Ein Planum in 82 Megapixeln / a surface in 82 megapixel

English version below…

Grabungsalltag

Seit einigen Monaten bin ich wieder in einer archäologischen Grabungsfirma und deren Baubegleitungen tätig. Derzeit arbeiten wir an einer größer angelegten Strassenbaumaßnahme, auf der wir größtenteils immense Flächen als Plana dokumentieren müssen.

Alle die schon einmal an einer solchen Grabung teilgenommen haben kennen das Hauptproblem bei diesen archäologischen Notmaßnahmen. ZEIT!

Nach einigen Versuchen mithilfe der 3D Fotogrammetrie einzelne Hausanschlussgruben aufzunehmen, übernahmen wir diese dokumentationsweise mit in unseren Arbeitsablauf als quasi erweiterte Fotodokumentation.

Was soll den ein 3D Planum bringen?

Arbeitsaufwand auf der Fläche

Die benötigten Fotografien fertigen wir direkt nach dem Feinputz des Planums an. Dies ergänzt sich sehr gut da wir für die normale Dokumentation sowieso Planumsfotos anfertigen. Nachdem diese fertiggestellt sind, Gehe ich mit meiner eigenen Kamera um den Schnitt herum und nehme die Bilder auf die ich für ein 3D-Modell benötige.

Da gerade die Zeit direkt auf der Fläche extrem limitiert ist passt sich dies gut in den Ablauf ein, da es maximal 20 min mehr Zeit beansprucht. Danach folgt auf der Fläche der normale Ablauf aus Zeichnungen, Beschreibungen und Einmessung.

Nachbearbeitung und rendering

Abends kopiere ich die Aufnahmen dann von meiner Speicherkarte und lasse sie erst ausrichten danach Punktwolken, Gitter und Textur erzeugen. Je nach Menge/Qualität der Aufnahmen variiert der Zeitaufwand sowie die Rechendauer des Pc’s zum Teil stark.

Das erfolgreich berechnete und Texturierte Modell wird danach in ein externes 3D Programm geladen, ausgerichtet und mit beliebigen Einstellungen gerendert.

Dies bringt mehrere Vorteile:
  • es kann ein komplett entzerrtes nahtloses Orthophoto generiert werden
  • die Auflösung ist nur von der Renderzeit und der qualität des Modells abhängig
  • Belichtung, Schatten und Kontraste sind direkt am PC steuerbar, auch HDR Aufnahmen sind möglich
  • noch vorhandene Profile werden wie das Planum auch digitalisiert und können ähnlich gerendert werden

Hier einmal Bilder des ersten Versuches, in dem noch Fehler vorhanden sind und die Fussabdrücke der Techniker:

So war es möglich auch extrem große Bilder über lange Distanzen zu erstellen. Hier einmal ein Beispiel das etwa 45m des Schnitts abdeckt, bei einer Auflösung von etwa 82 MP:

Planum 1 0-44 8092_natural

 

Oder auch eine Zusammenstellung der Plana:

the different layers for comparison slightly bad colored

the different layers for comparison
slightly bad colored

Dies ist natürlich nur ein Anfang der Nutzung dieser Technologie… aber immerhin.

Über Fragen, Anmerkungen, Kritik und sonstige Kommentare würde ich mich sehr freuen.


 

A typical day at an Excavation

For several months now I’m back working in an archaeological excavation company. We are currently working on a larger scale road construction project on which we have to document immense areas and surfaces in an large scale.

All who participated in such an excavation already know the main problem with these archaeological emergency measures. TIME!

After several attempts using the 3D photogrammetry recording individual house connections pits, we integrated this techniques in our workflow as a quasi-advanced photo documentation.

For what do i need an 3D surface model?

Workflow on the surface

The photos we need are made directly after we finished to clean the surface. This complements very well as we need to take surface photos for normal documentation purposees anyways. So once the normal pictures are taken, I go around with my own camera and take the pictures that I need for a 3D model.

Because of the limited time we have to record features on the surface, this integrates well in the process, since it takes only 20 minutes time. This is followed by the normal sequence of drawings, descriptions and measurement of features in the trench.

Editing and rendering

In the evening I copy the images from my memory card and start processing the images until the pictures are aligned and point clouds, grids and textures had been generated, . Depending on the quantity / quality of the images the time this takes varies greatly.

The successfully calculated and textured model is then loaded into an external 3D program, aligned and rendered with several different settings, like ambient occlusion and global illumination.

The advantages:

  • a completely equalized seamless orthophoto can be generated
  • the resolution is only dependening on the rendering time and the quality of the model
  • Exposure, shadows and contrasts are directly controllable at a PC, HDR shots are possible
  • connected profiles will be digitized in the same workflow and can be similarly rendered

Here some images of the first experiment in which errors are still present, as well as the footprints of the technicians:

Thus it was possible to create extremely large images over long distances. Here an example that covers approximately 45 m of the section, with a resolution of about 82 MP:

Planum 1 0-44 8092_natural

After documenting several different layers it could look like this:

the different layers for comparison slightly bad colored

the different layers for comparison
slightly bad colored

Of course this is only the beginning of the use of this technology … but still.

I do appreciate all kinds of questions, comments and criticism.

2 Antworten

  1. Marcus Schneider sagt:

    Guten Tag,
    bin gerade auf Ihre interessante Website gestoßen; bezüglich der Planumsaufnahme in 3D würde mich interessieren, wie viele Bilder Sie aufgenommen haben; oder anders herum gefragt, können Sie so über den Daumen gepeilt sagen, wie viele Aufnahmen sie pro 100qm benötigen.
    Ich selber arbeite auch mit SFM, stehe aber immer wieder vor dem Frage, aber wann welche Punktdichte wirklich “overkill” bedeutet, mal davon abgesehen, dass selbst leistungsstarke Rechner dann mal gerne 2-3 Tage durchrechnen müssen …
    viele Grüße
    Marcus Schneider

    • Eik sagt:

      Hallo,

      Ich persönlich nehme etwa alle 1-2m ein Foto des Planums auf und gehe dabei einmal komplett um die Fläche herum. Für die 44m Lange Planumsaufnahme sind das etwa 115 Bilder bei jeweils 18 MP. Um das Modell und Textur dann aus der doch sehr großen Punktwolke herauszurechnen habe ich die Fläche in kleinere Teile unterteilt. Diese danach zusammengesetzt und die Teile verschmolzen. Das komplette Modell ist aufgrund der hohen Polygonzahl ein wenig schwierig zu handhaben, aber mit Geduld kann es gut in einem externen Renderer verarbeitet werden.

      Grundsätzlich sind dichte Punktwolken leichter zu handhaben (weniger Ressourcenintensiv). Daher könnten sie auch probieren diese Wolken ohne Textur und Mesh zu Rendern. Die Seitenaufnahmen der Kirche sind so entstanden. http://blog.praehist3d.de/?p=192 Das Programm das ich dafür verwendete ist CloudCompare.

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