- Adam Pažout, Alžběta Bergerová
Pod pokličkou archeologie (11): Fotogrammetrie (víc než jen fotka)
V dnešním díle seriálu Pod Pokličkou se podíváme na fotogrammetrii. Nejde pouze o dokumentační metodu, pomocí které se dají dokumentovat jak malé artefakty, také třeba těžko přístupná místa historické architektury, nebo krajina. Pomocí fotogrammetrie je možné z fotografií vytvářet 3D modely. Dá se tedy použít také k rekonstrukci a prezentaci například pro virtuální muzea. Na některých archeologických výzkumech v zahraničí, již fotogrammetrie téměř nahradila klasické zakreslování archeologických situací na papír. Na takovém výzkumu byl i Adam Pažout, který nám o této metodě prozradí víc.
Fotogrammetrie je technika, která se zabývá zpracováním informací z fotografických snímků nebo i videa (jelikož i video je sérií jednotlivých snímků). Informace, obsažené na fotografiích, které fotogrammetrie zpracovává, jsou v zásadě geometrické vlastnosti a vztahy objektů (tvar, velikost, poloha). Hlavní využití má fotogrammetrie v mapování, tj. vytváření digitálních modelů terénu (DMT), rektifikovaných ortofoto map (např. archeologických lokalit nebo jednotlivých úrovní archeologických sond), ale i ve 3D modelování budov, sond, předmětů a následných výpočtů objemu (např. množství vykopané zeminy nebo obsah rekonstruované nádoby).
Fotografický snímek ztrácí informaci o hloubce scény a objektu – je pouze dvourozměrný, ovšem pokud stejnou scénu vyfotíme z vícero úhlů získáme průmětem paprsků od předmětových bodů jejich pozici v trojrozměrném prostoru (tomuto procesu se říká triangulace). Jakmile dojde ke triangulaci totožných předmětových bodů, a tedy jejich umístění ve 3D prostoru, může začít rekonstrukce scény. Ta spočívá v dopočítáváním zbylých bodů a vytváření povrchu předmětů viditelných na scéně spojováním jednotlivých bodů do trojúhelníkové sítě (tzv. „mesh“). Nakonec je „hrubý“ model scény pokryt texturou, jejíž barevnost je opět vygenerována z použitých fotografií. Nejjednodušší a nejčastější forma fotogrammetrie je stereoskopický snímek, vzniklý složením dvou fotografií – i to stačí pro dodání hloubky a zdání třetího rozměru výslednému snímku. Ovšem pro plnohodnotný 3D model scény je nutné ji nasnímat ze všech stran na což jsou třeba desítky nebo i stovky fotek.
Výsledný 3D model scény je možné promítnout do roviny a vytvořit tak rektifikované ortofoto, pokud chceme např. plán výzkumu, nebo DMT, který uchovává také informace o výškopisu. Někdy je žádoucí, aby výsledné ortofoto nebo DMT byly ukotvené v souřadnicovém systému a mohli jsme tak získat přesné X, Y a Z souřadnice. V takovém případě je nutné zaměřit referenční geodetické body (tzv. „ground control points“) totální stanicí nebo GPS přijímačem a viditelně je vyznačit, aby byly viditelné na fotkách. Tyto body dále slouží ke georeferencování výsledných plánů, např pro potřeby nálezových zpráv apod.
Stejná metoda se dá použít na snímcích ze satelitního snímkování Země, dronů nebo obyčejného fotoaparátu na zemi. Triangulace, 3D rekonstrukce a texturování probíhá dnes v plně digitálním prostředí – mezi běžné platformy, které jsou dnes v užívání patří např. PhotScan nebo ContextCapture.
ZDE je odkaz archeologické virtuální muzeum, které na principu rozšířené reality zobrazuje 3D modely archeologických situací.
