Моделирование фасадов здания по облаку точек

Но перед тем как подробнее раскрыть свою точку зрения, он решил рассказать посетителям мартовского BIM‑завтрака о том, как можно получить облако точек, плюсах и минусах каждого подхода и с какими проблемами можно столкнуться при создании трехмерной модели на основе этих данных.

Про лазерное сканирование

«Лазерное сканирование — это косвенный способ измерения расстояния от точки источника лазерного луча до другой какой-либо поверхности. Если вы знаете координаты точки источника излучения, то при помощи прямой геодезической задачи сможете определить координаты точки на поверхности объекта» — объяснил Александр Коржов.

Среди типов работ по проведению сканирования он выделил две категории:

• Воздушное лазерное сканирование (ВЛС)

При использовании ВЛС вы сможете охватить большую территорию, что идеально подходит для обследования линейных и площадных объектов. А в качестве источника излучения можно использовать не только БПЛА, но даже самолёты и вертолёты. Минусы этого подхода кроются в его высокой стоимости и повышенной хрупкости более дешёвых носителей источника излучения.

• Наземное лазерное сканирование (НЛС)

НЛС отлично подходит для работы как снаружи, так и внутри здания. Оборудование для сканирования достаточно компактное и порой может транспортироваться прямо в руках оператора. А для начала выполнения сканирования достаточно лишь иметь доступ к сканируемой поверхности. Среди минусов НЛС: необходимость в приобретении дополнительных сканеров и вспомогательных устройств при измерении крупных и высоких зданий, а также в излишней порой детализации объектов по сравнению с классической съёмкой электронным тахеометром.

Александр Коржов подчеркнул, что, на его взгляд, наземное лазерное сканирование выигрывает у воздушного, так как сохранность сканеров в НЛС намного выше, в отличие от ВЛС, во время которого БПЛА может столкнуться с птицей или улететь в неизвестном направлении.

Про фотограмметрию

Ещё один способ получить облако точек — это фотограмметрия, метод определения формы и размеров объекта по его фотографическому изображению. Изначально это изображение плоское, поэтому, чтобы создать объёмный эффект, так называемую стереопару, его снимают с разных точек и потом совмещают снимки в специальном программном обеспечении. В последствии стереопары используют для создания трёхмерной модели.

Преимущество фотограмметрии в том, что облако точек можно создать даже с использованием смартфона. Однако для этого нужно знать правила съёмки. Впрочем, для получения данных, пригодных для использования в коммерческих проектах, безусловно, надо использовать профессиональные оборудование. Но по сравнению с 3D‑сканерами оно стоит намного дешевле.

Что такое облако точек?

Александр Коржов привёл слушателям BIM‑завтрака своё собственное определение термина:

Облако точек — это набор информации о пространственном положении и внешнем виде существующего в природе объекта, получаемый в результате проведения лазерного сканирования, фотограмметрической съёмки или съёмки с тахеометром.

Эксперт также отметил, что облака точек — это совокупность как видимой, так и невидимой информации, так называемых слепых пятен. Эти зоны являются значительной проблемой, так как искусственный интеллект не может распознать в них цельный объект из-за отсутствия информации. Именно поэтому при обработке облаков точек обязательно нужен опытный специалист, который сможет грамотно обработать данные вручную и дополнить их в случае необходимости.

Облака точек могут быть цветными или чёрно-белыми. По словам Александра, ему для работы достаточно второго варианта — информации о геометрии и размерах объекта, нужной для построения модели, в нём достаточно. Цветные облака точек тоже бывают востребованы, но меньше, так как создавать их намного дольше и дороже.

О создании моделей фасадов из облаков точек

Александр Коржов ещё раз подчеркнул, что создание моделей фасадов из облаков точек не сильно отличается от создания других элементов здания, методика почти одинаковая.

Так, для моделирования основных элементов фасадов, то есть стен, в Revit есть все необходимые инструменты. Но в функционале программы есть и недостаток: в ней нельзя настроить не строго вертикальные фасады без дополнительных трудоёмких действий. Однако Revit всё-таки позволяет получить информацию в совокупности: с количеством окон, декоративных элементов и данных о материале.

Эксперт также добавил, что перед тем, как приступить к моделированию, он отправляет заказчику список вопросов, которые помогают ему понять пользу и назначение облака точек и составить чёткие требования к модели.

Что в итоге?

В конце своего выступления Александр Коржов отметил, что для работы с облаками точек нужно также владеть и специальным ПО вроде ReCap и CYCLONE, одних знаний по работе в САПР будет недостаточно. Он также рассказал о своём проекте по созданию базы знаний, которая помогла новичками «не бояться» облаков точек и научиться уверенно их обрабатывать. Пока что он находится только в начальной стадии разработки, но работа над его развитием будет продолжаться.