Tuula Hannonen
Teknillinen korkeakoulu
Rakennus- ja maanmittaustekniikan osasto
Maanmittaustekniikan laitos
Diplomityössä on esitetty menetelmä, jolla voidaan muodostaa fotorealistinen pintamalli digitaalisten stereokuvien avulla. Fotorealistinen pintamalli on malli, jonka pintaelementeille on määritetty tekstuuripinta. Muodostettua mallia voidaan käyttää hyväksi esimerkiksi arkkitehtuurin, luonnonmaantieteen ja geologian sovelluksissa. Fotorealistisen pintamallin toteuttaminen voidaan jakaa geometrisen ja radiometrisen mallin määrittämiseen. Geometrinen malli approksimoi kohteen muodon, ja radiometrisessa mallissa määritetään kohteen pinnan intensiteettijakauma.
Fotorealistisen mallin muodostamiseen liittyvät vaiheet on esitelty: kuva-aineiston hankkiminen, kuvien keskinäinen orientointi, aineiston mittaus kuvilta, pinnan approksimoiminen mitatun aineiston avulla ja approksimoidun pinnan intensiteettiarvojen määrittäminen. Diplomityön yhteydessä on muodostettu fotorealistinen pintamalli Mount Rainier -vuoriston Nisqually-jäätiköstä. Jäätikkö sijaitsee noin 160 km Seattlesta. Lähtöaineistona on ollut kalibroimattomalla amatöörikameralla 200 mm:n ja 500 mm:n objektiiveilla otetut kuvasarjat. Kameraksi on valittu amatöörikamera sen edullisuuden ja helpon saatavuuden vuoksi. Tavoitteena on ollut kehittää edullinen menetelmä, jota kuka tahansa voisi käyttää. Diplomityössä on oletettu, että kohde ja kuvien ulkoinen orientointi ovat tuntemattomia. Kuvaparien keskinäinen orientointi on ratkaistu oikaisemalla konvergenttikuvat stereokuvauksen normaalitapauksen mukaisiksi. Kohteen geometrinen malli on määritetty kolmioimalla vastinpisteiden avulla saadut mallikoordinaatit, ja radiometrinen malli on toteutettu tekstuurikartan avulla. Vierekkäisiltä kuvapareilta muodostetut osamallit on muunnettu 15-parametrisen muunnoksen avulla yhteiseen mallikoordinaatistoon.
Avainsanat: Kolmiointi, tekstuurikartta, hierarkkinen tietorakenne, fotorealistinen pintamalli.
Kieli: Suomi
Tuula Hannonen
The method of reconstructing a photorealistic surface model by using digital
stereo pair of images is presented. Surface elements of a photorealistic
model have realistic textures. Photorealistic models can be used for
example in applications of architecture, geography and geology.
Model
construction can be divided to geometric and radiometric modeling.
Geometric model is an approximation of the shape of an object. Radiometric
model defines the intensity distribution of the surface.
The steps to construct a photorealistic model are presented:
image acquisition, relative orientation, data measurements,
shape approximation from data and intensity distribution determination.
The photorealistic model of Nisqually Glacier of Mount
Rainier is formed. The glacier is situated about 160 km from Seattle. The
images have been
taken with a non-metric camera using objectives of 200 mm and 500 mm.
A non-metric
camera has been selected because it is cheap and available for everyone.
It is supposed that the object and the exterior orientation are
unknown. Relative orientation is solved by using singular correlation.
Geometric model is constructed by triangulating model coordinates,
and radiometric model is defined with texture maps. Models of the
adjacent pair of images are combined with 15-parameters transformation.
Keywords: Triangulation, texture map, hierarchical data structure, photorealistic surface model.
Language: Finnish
Photorealistic surface model reconstruction by using stereo pair of images
Helsinki University of Technology
Civil Engineering and Surveying