english greek
Αρχική arrow Διαδικασία ψηφιοποίησης arrow Γενικά χαρακτηριστικά συστημάτων και η συμβολή τους στη διαδικασία ψηφιοποίησης

Γενικά χαρακτηριστικά συστημάτων και η συμβολή τους στη διαδικασία ψηφιοποίησης

Εισαγωγή

Η ακρίβεια ψηφιοποίησης μπορεί να θεωρηθεί ως το επικρατέστερο κριτήριο για την επιλογή ενός σαρωτή. Υπάρχει, όμως, στην πραγματικότητα, ένα πλήθος άλλων χαρακτηριστικών, τα όποια πρέπει να λαμβάνονται υπόψιν κατά την πρακτική εφαρμογή συστημάτων ψηφιοποίησης και μπορεί να παίζουν καθοριστικό ρόλο σε μια εργασία ψηφιοποίησης. Στο κεφάλαιο αυτό παρατίθενται τα γενικά χαρακτηριστικά που επηρεάζουν μια διαδικασία ψηφιοποίησης.

 

Η ταχύτητα ψηφιοποίησης

Η διαδικασία σάρωσης μπορεί να είναι πολύ χρονοβόρα, ιδιαίτερα όταν απαιτούνται υψηλής πυκνότητας νέφη σημείων. Ένας ρυθμός κοντά στα 10.000-30.000 σημεία ανά δευτερόλεπτο θεωρείται, γενικά, επαρκής για πολλές εφαρμογές. Ο ρυθμός απόκτησης δεδομένων δε συμβάλει σημαντικά στη μείωση του συνολικού χρόνου που απαιτεί μια εργασία. Κάτι τέτοιο είναι ιδιαίτερα εμφανές αφού στο συνολικό χρόνο αποπεράτωσης συνυπολογίζονται και οι χρόνοι άλλων εργασιών, όπως η μετεγκατάσταση του σαρωτή σε διαφορετικά σημεία, η βαθμονόμηση του και πιθανοί έλεγχοι. Έτσι, μια δραματική αύξηση στο ρυθμό απόκτησης δεδομένων δεν αναμένεται να προσφέρει σημαντική μείωση στο συνολικό χρόνο της διαδικασίας συλλογής των δεδομένων.

 

Οι τεχνικές βαθμονόμησης

Για τον προσδιορισμό των επιδόσεων ενός τρισδιάστατου σαρωτή είναι απαραίτητη η βαθμονόμησή του. Θεωρητικά η βαθμονόμηση πρέπει να βασίζεται σε τυποποιημένες διαδικασίες, οι οποίες, δυστυχώς, δεν υπάρχουν ακόμη για συστήματα τρισδιάστατης σάρωσης [79]. Το ISO 10360-2:1994 περιγράφει τις μεθόδους για την εκτίμηση των επιδόσεων ενός Συστήματος Μέτρησης Συντεταγμένων. Τα περισσότερα από αυτά τα συστήματα χρησιμοποιούν αισθητήρα αφής σε συνδυασμό με γνώση ενός καρτεσιανού συστήματος αξόνων. Η βαθμονόμηση τους πραγματοποιείται με την απομόνωση και αποτύπωση σημείων σε γνωστές θέσεις. Στα συστήματα τρισδιάστατης σάρωσης από απόσταση δεν υπάρχει κάποια μέθοδος απομόνωσης σημείων και συνεπώς, η ανεξάρτητη βαθμονόμηση είναι αδύνατη. Αυτός είναι και ο κύριος λόγος μη εφαρμογής του συγκεκριμένου προτύπου ISO.

Η γεωμετρική πολυπλοκότητα και η μη γραμμική φύση των οπτικών αισθητήρων που χρησιμοποιούνται στους τρισδιάστατους σαρωτές επιβάλλει κάποιας μορφής βαθμονόμηση πριν από οποιαδήποτε μέτρηση. Κάποιες από τις κλασικές μεθόδους βαθμονόμησης περιλαμβάνουν χαρτογραφήσεις ή μετασχηματισμούς προοπτικής πάνω σε δεδομένα που έχουν αποτυπώσει οι οπτικοί αισθητήρες. Τα δεδομένα έχουν τη μορφή δισδιάστατων εικόνων. Η πολυπλοκότητα και η ποικιλία των αλγορίθμων βαθμονόμησης εξαρτάται σε μέγιστο βαθμό από τους διαφορετικούς αισθητήρες που χρησιμοποιούνται. Δύο βασικοί τύποι μεθόδων βαθμονόμησης είναι:

  • μέθοδος σημείων αναφοράς (reference artifact)
  • μέθοδος γεωμετρίας συστήματος (system geometry)

Η βαθμονόμηση του συστήματος αποτελεί τη βάση μιας θεωρητικής προσέγγισης των επιδόσεων ενός συστήματος. Οι πραγματικές επιδόσεις επηρεάζονται από τα χαρακτηριστικά των αντικειμένων που ψηφιοποιούνται αλλά και από τους ίδιους τους οπτικούς αισθητήρες. Για το λόγο αυτό είναι απαραίτητο να προσδιορίζονται οι παράγοντες που επηρεάζουν τις μετρήσεις (ανακλάσεις,απορρόφηση και διάθλαση δέσμης φωτός, κοκ). Από την άλλη, το λογισμικό που συνοδεύει το σαρωτή παίζει σημαντικό ρόλο στην ακρίβεια των αποτελεσμάτων. Ο υπολογισμός της πραγματικής επίδοσης ακρίβειας μέτρησης ενός σαρωτή πρέπει να υποστηρίζεται από τα χαρακτηριστικά του λογισμικού που αναλαμβάνει να ανακτήσει την πληροφορία βάθους.

 

2.4 Η επαλήθευση της ακρίβειας

Είναι γεγονός ότι δεν υπάρχει κάποιο πρότυπο ή διεθνώς αναγνωρισμένη μέθοδος για την εκτίμηση της ακρίβειας των συστημάτων σάρωσης [80].Πολλές φορές ο χρήστης αναγκάζεται να αναπτύξει τις δικές τους μεθόδους επαλήθευσης. Ο Beraldin το 1997 [80] παρουσίασε μια μέθοδο μέτρησης της ακρίβειας του τελικού τρισδιάστατου μοντέλου που βασίζεται σε ψηφιακούς θεοδόλιχους και φωτογραμμετρία. Το αντικείμενο που ψηφιοποιήθηκε κατά τη διάρκεια της μελέτης του Beraldin ήταν το άγαλμα της Μαγδαληνής του Donatello ενώ το σύστημα ψηφιοποίησης ήταν της Optonet Srl. Ο παρακάτω πίνακας περιγράφει το βαθμό αβεβαιότητας που φέρει το τρισδιάστατο μοντέλο. Τα αποτελέσματα της επαλήθευσης ήταν παρόμοια με αυτά που υπολογίσθηκαν κατά την διάρκεια της βαθμονόμησης [80].

 

 Άξονας Χ
σx(μm)
Άξονας Y
σy(μm)
Άξονας Z
σz(μm)
Περιοχή σάρωσης
(mm2)
Βάθος
(mm)

Αρχική Πρόχειρη Σάρωση 3520 125 310x230 140
Στάδιο Γεμίσματος Κενών 181175 225x165 100
Υψηλής Ανάλυσης Σάρωση 10621 80x58 50

 

Τα όρια απόστασης για ορθή λειτουργία και παράγοντες επιρροής αποτελεσμάτων

Οι προδιαγραφές για το βεληνεκές των σαρωτών πρέπει πάντα να τίθενται υπό αμφισβήτηση [5]. Οι πιθανές αποστάσεις κάλυψης σχετίζονται πάντα από την ανακλαστικότητα του ίδιου του αντικειμένου και από άλλους παράγοντες όπως η διαύγεια της ατμόσφαιρας, ο περιβάλλον φωτισμός και οποιαδήποτε άλλη επιπρόσθετη ακτινοβολία φυσική (π.χ. ήλιος) ή τεχνική (ακτινοβολία από παρεμβαλλόμενες πηγές).

 

2.6 Το οπτικό πεδίο

Οι σταθεροί σαρωτές χωρίς μηχανοκίνητους άξονες περιστροφής έχουν ένα περιορισμένο οπτικό πεδίο. Τυπικά, μπορούν να σαρώσουν μια περιοχή 40 επί 40 μοίρες που αντιστοιχεί σχεδόν σε 0,5 ακτίνια στερεάς γωνίας (μια πλήρης σφαίρα έχει περίπου 12,6 ακτίνια στερεάς γωνίας). Από την άλλη, σαρωτές με έναν άξονα κίνησης μπορούν να σαρώσουν περίπου 4500 επί 3200 ή 4,5 ακτίνια στερεάς γωνίας, ενώ συστήματα με δύο άξονες (πανοραμικής άποψης) μπορούν να σαρώσουν τα πάντα εκτός από μια κωνική περιοχή κοντά στις 300 μοίρες γύρω από το ναδίρ. Με αυτό τον τρόπο επιτρέπουν τη σάρωση σε ένα οπτικό πεδίο που πλησιάζει τα 11,7 ακτίνια στερεάς γωνίας. Τα μεγάλα οπτικά πεδία παίζουν σημαντικό ρόλο σε περιπτώσεις κλειστών χώρων όπως σε ένα δωμάτιο.

Γενικότερα, οι σαρωτές τριγωνοποίησης εισάγουν ένα μεγαλύτερο πλήθος προβλημάτων, που οφείλεται κυρίως στο γεγονός της αδυναμίας πλήρους οπτικής επαφής με το σύνολο της απαιτούμενης πληροφορία. Σε ορισμένες περιπτώσεις τίθεται, συνεπώς, το ερώτημα του κατά πόσο είναι εύκολη ή εφικτή η απόκτηση πληροφορίας όταν αυτή είναι διαθέσιμη από μία και μόνο οπτική γωνία.

Πρόσφατα, ερευνητές από το πανεπιστήμιο του Οχάιο σε συνεργασία με την Cyberware ανέπτυξαν λογισμικό, το οποίο χρησιμοποιείται για τη μοντελοποίηση του οπτικού μονοπατιού που πρέπει να ακολουθήσει ο σαρωτής τους για να καλύψει πλήρως το αντικείμενο [78].

 

2.7 Οι ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές

Κάποιοι χρήστες καθώς και συγκεκριμένες εφαρμογές απαιτούν την ύπαρξη υψηλής ποιότητας φωτογραφικών ψηφιακών συστημάτων μέσα στον ίδιο το σαρωτή, αυξάνοντας πολύ σημαντικά το συνολικό κόστος της απαιτούμενης υλικοτεχνικής υποδομής. Καθώς το αγοραστικό κοινό των τρισδιάστατων σαρωτών είναι ακόμη περιορισμένο, η μέση οδός που προτείνουν οι εταιρείες ανάπτυξης είναι η τοποθέτηση εξωτερικής φωτογραφικής μηχανής πάνω στο σαρωτή μόνο όταν αυτό ζητείται από τον αγοραστή. Η τοποθέτηση γίνεται με τη χρήση κάποιου βαθμονομημένου μετατροπέα.

 

2.8 Η μεταφορά του συστήματος ψηφιοποίησης

Ένας εύκολος στη μεταφορά σαρωτής θα πρέπει να είναι μικρός σε διαστάσεις και ελαφρύς. Πολλές από τις εμπορικές προτάσεις που ενδείκνυνται για αποτύπωση πολιτιστικών αντικείμενων είναι σχετικά ογκώδεις και δεν μπορούν να μεταφερθούν (π.χ. ως αποσκευές σε χώρο επιβατών ενός αεροπλάνου). Σε αρκετές εργασίες τεκμηρίωσης πολιτισμικής κληρονομιάς όπου οι μακρινές αποστάσεις είναι κάτι συνηθισμένο, θα πρέπει να δίνεται μεγάλη προσοχή στην κατασκευή του εξοπλισμού αλλά και στους ειδικούς τρόπους μεταφοράς του συστήματος που προτείνει η εκάστοτε εταιρεία κατασκευής. Ο χρόνος μεταφοράς των συστημάτων περιλαμβάνεται στο χρονοδιάγραμμα εργασιών ψηφιοποίησης ως χρόνος που ο σαρωτής δεν είναι διαθέσιμος [84].

 

2.9 Η τροφοδοσία ισχύος του συστήματος

Οι σαρωτές που λειτουργούν με μπαταρίες είναι σαφώς πιο ευπροσάρμοστοι σε σύγκριση με αυτούς που χρειάζονται μια μόνιμη γραμμή παροχής ηλεκτρικού ρεύματος. Οι φορητές γεννήτριες μπορούν να παίξουν σημαντικό ρόλο σε τέτοιες περιπτώσεις. Ένα βασικό θέμα που προκύπτει είναι οι πιθανές απαιτούμενες καλωδιώσεις και η εγκατάσταση τους σε χώρους όπως είναι ένα μουσείο. Οι φορητές γεννήτριες ανήκουν στην κατηγορία του επιπρόσθετου εξοπλισμού που αποφέρει αύξηση στο συνολικό όγκο του συστήματος ψηφιοποίησης.

Δημοσκοπήσεις

Ποία είναι η κλίμακα μεγέθους των θεμάτων που επιθυμείτε να ψηφιοποιήσετε;

Αποτελέσματα

Online χρήστες

Έχουμε 3 επισκέπτες σε σύνδεση
Powered by Elxis - Open Source CMS.
Copyright (C) 2006-2019 Elxis.org. All rights reserved.