30 сентября 2020, среда, 21:37
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

06 августа 2013, 16:44

Технология лазерного 3D-сканирования открывает новый взгляд на мир

Трехмерная модель храма Троицы в Голенищеве на основе данных лазерного сканирования
Трехмерная модель храма Троицы в Голенищеве на основе данных лазерного сканирования

Без лазерных систем сегодня невозможны многие технологические процессы: от сварки тугоплавких материалов (благодаря селективному воздействию, оказывающему влияние на атомные и молекулярные системы) до, например, спектрального анализа веществ. Привычный скальпель меняется на луч и в хирургии (современная офтальмология, ряд стоматологических процедур, диагностика биотканей - направления медицины, основанные на лазерных технологиях), и в метрологии, и в геодезических измерениях. Лазерный луч стал использоваться для сверхточной геодезической съемки.

 
 

Сверхкороткие импульсы позволяют создавать абсолютные трехмерные копии объектов любой сложности от матрешки до небоскрёбов. Виртуальные модели местности открывают возможности для моделирования без “выхода в поле” огромного числа природно-техногенных процессов.

Технология лазерного 3D-сканирования открывает новый взгляд на мир. Она не только создает идеальные копии, но и, благодаря сверх-детальности получаемых изображений, дает заглянуть в невидимое.

Любопытно в этом плане открытие английских учёных, проводивших в прошлом году полномасштабное трёхмерное лазерное обследование Стоунхенджа. Детальное лазерное сканирование памятника позволило обнаружить ранее неизвестные примеры резьбы, относящихся к началу бронзового века. Также исследователи обнаружили древние рисунки, выполненные обухом топора.

В России в области технологий лазерного сканирования признанным лидером является компания АРКОН - научно-технологический центр, имеющий как собственные разработки, так и мировые системы лазерного сканирования последних модификаций. Компанией разработаны методические и регламентирующие документы для проведения съемочных работ в России.

Лазер (от английского laser, акроним от light amplification by stimulated emission of radiation - «усиление света посредством вынужденного излучения») изобретен Николаем Басовым, Александром Прохоровым и Чарлзом Таунсом, получившим Нобелевскую премию в 1964 за фундаментальные работы в области квантовой электроники, которые привели к созданию генераторов и усилителей на лазерно-мазерном принципе. Они поменяли движение света, усилив электромагнитное излучение с помощью специальных устройств. 

Недавно группа специалистов из АРКОНа провели испытания лазерной системы нового поколения RIEGL VZ-4000В.

По результатам тестирования системы на основе  математической обработки данных построены модели объектов архитектуры и градостроения Москвы.
Также, с помощью технологии мобильного сканирования, которой обладает АРКОН, были отсканированы окрестности центральных проспектов Москвы (Ленинский, Ломоносовский, Университетский); территории Московского Университета, площадь Гагарина, Лужники и другие значимые объекты.

После обработки точки лазерных отражений (облако точек) преобразуются в трехмерные модели, являющиеся точными копиями реально существующих объектов и каждая точка в такой картинке привязана к географическим координатам. Благодаря высокой детализации на отображенных объектах становится возможным рассмотреть вещи, недоступные человеческому глазу.

Съемочные и экспериментальные работы велись при участии сотрудников лаборатории комплексного картографирования МГУ, возглавляемой специалистом в области геоинформатики и обработки пространственной информации доктором географических наук Владимиром Тикуновым.

Профессор Тикунов, участвовавший в эксперименте, утверждает, что “лазерные системы – это крайне эффективный инструментарий, позволяющий получать данные для очень широкого круга геоинформационных задач”.Для науки интерес представляет дистанционное зондирование Земли, где ЛС хорошо дополняет материалы аэрокосмической съемки. 

 
 

Есть множество практических приложений этой технологии, продолжает профессор, например - японским учёным удалось воссоздать древнее Киото по найденным археологами артефактам, они воссоздали образ древнего города по характерным элементам, проведя предварительную классификацию археологических ценностей. Подобное воссоздание образа позволяет заглянуть вглубь веков!

"Коллеги из Университета Гонконга, - продолжает Владимир Тикунов - провели эксперимент по управлению толпой в виртуальной среде, построенной с использованием данных ЛС. Если вы окажетесь на праздновании китайского нового года – то увидите, что всё взрывается, свистит: так у них принято. Это совсем небезопасно. Наши коллеги разработали целую виртуальную систему, позволяющую управлять толпой. С ее помощью можно решать следующие задачи: где расположить кареты скорой помощи; куда направить массы в случае непредвиденных обстоятельств; где должны стоять полицейские; с каких точек наилучший обзор запускаемых фейерверков и многое другое".

 
 

Сегодня под руководством проф. Тикунова в Московском Университете создан центр мировой системы данных по географии, в котором обрабатывается большой массив разноплановых данных, в том числе и данных сканирования. Эти работы ведутся под эгидой ISDE  (International Society for Digital Earth).

Современные методы съемки и обработки данных получили большие возможности для визуализаций.

Увеличение вычислительных мощностей привело к широкому использованию технологий при создании виртуальных реальностей.
Помимо ЛС есть и фотограмметрия – технология, позволяющая “сшивать” фотоизображения, полученные с разных точек съемки. Хотя это достаточно старая технология - сегодня она получила новый импульс развития. С помощью фотограмметрии можно создавать супертексурированные цифровые модели с неограниченной детальностью, например человеческого тела или лица.

Эволюционирующие системы и инструменты сбора пространственных данных обогащают современные направления искусства. Впору вспомнить, что картографическая служба Англии находится при Королевском колледже искусств. И сегодня геоинформатика, родившаяся из картографии, тесно связана с искусством.
Современные художники создают свои работы новыми инструментами, например на основе языка визуального программирования - Processing, позволяющего экспериментировать с графикой и фотографическими отображениями, создавая трехмерные виртуальные миры и инсталляции.

Этим летом в Москве открылась выставка – “Playtime. Мифология видеоигр”, продолжающая значимый тренд в современном искусстве (выставка весной в нью-йоркском Музее современного искусства). Вот “экспонат” американской компании ESRI – разработчика геоинформационной системы ArcGIS: прикладываем к этой “игрушке” палец, и она считывает его уникальный рисунок – дешифрирует его по заданным алгоритмам, выделяя ключевые линии, а на этих линиях строит уникальный трехмерный виртуальный мегаполис. 

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биоинформатика биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты клад климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеоклиматология палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Алексей Ананьев Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология культурные растения междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.