Cyclododecane as opcifier for digitalization of archaeological glass

[EN] This paper faces the problem of acquiring archaeological artifacts using triangulation based 3D laser scanners and focusing on reflective/refractive surfaces. This kind of artifacts are mostly made of glass or polished metal, and the properties of their surfaces violate most of the fundamental assumptions made by vision algorithms. Also, the unique and fragile nature of archaeological artifacts adds an extra constraint to the acquisition process: the use of industrial whitening sprays has to be avoided, due to the physicochemical processes required to clean the surface after scanning and because the chemical properties of these sprays may damage the original object. As an alternative to them, a new way to use a common conservation material is proposed: the use of cyclododecane as a whitening spray. Thanks to its chemical stability and to the fact that it sublimes at room temperature, together with its good filmforming capabilities, a set of evaluation tests is presented to prove thatthe error introduced by the opaque thin layer created on the surface of the artifact is smaller than the accuracy of the 3D scanner and, thus, no acquisition errors are introduced. A comparison with general-purpose industrial whitening sprays is also presented, and achieved results show no significant differences in the quality of the resulting 3D models.This work is supported by the "Programa de Ayudas de Investigacion y Desarrollo (PAID)" of the Universitat Politecnica de Valencia and the "Plan Nacional de I+D+i 2008-2011" from the Ministerio de Economia y Competitividad of Spain, Projects ID: HAR2012-38391-C02-01 and HAR2012-38391-C02-02.Díaz Marín, MDC.; Aura Castro, E.; Sánchez Belenguer, C.; Vendrell Vidal, E. (2016). Cyclododecane as opcifier for digitalization of archaeological glass. Journal of Cultural Heritage. 17:131-140. https://doi.org/10.1016/j.culher.2015.06.003S1311401

Porównanie fotogrametrycznych technik rekonstrukcji powierzchni z obrazów do rekonstrukcji z wykorzystaniem skanera laserowego

The techniques of photogrammetric reconstruction were compared to the laser scanning in the article. The different conditions and constraints were introduced for reconstructed images, e.g. different materials, lighting condition, camera resolution, number of images in the sequence or using a-pripori calibration. The authors compare the results of surface reconstruction using software tools avaliable for photogrammetric reconstruction. The analysis is preformed for the selected objects with regard to laserscanned models or mathematical models.Skanowanie 3D jest procesem pomiarowym realizowanym przy użyciu urządzeń optycznych z wykorzystaniem różnorodnych metod pomiarowych. Do odwzorowania głębi analizowanej sceny skanery 3D wykorzystują najczęściej techniki fotograficzne. Jednakże pojedyncza fotografia jest w tym przypadku niewystarczająca, konieczne jest wykorzystanie dodatkowych informacji, np. wiedza o położeniu laserowego prążka w obrazie albo rozkład światła strukturalnego w połączeniu z analizą kształtu metodą triangulacyjną za pomocą skalibrowanego układu pomiarowego. Ostatnio też do rekonstrukcji 3D wykorzystuje się nieskalibrowane obrazy pochodzące z różnych punktów obserwacji. Niestety przy zastosowaniu tych technik pojawia się szereg niedokładności pomiarowych przekładających się negatywnie na jakość wynikowego odwzorowania. Dodatkowo różne techniki skanowania wprowadzają odmienne ograniczenia dotyczące uwarunkowań akwizycji. Przykładowo, skanowanie laserowe w skanerach triangulacyjnych wymaga dokładnego odwozrowania odbicia zniekształconego prążka promienia laserowego, natomiast w przypadku technik fotogrametrycznych istotna jest analiza różnorodności obserwowanej tekstury obiektu. W artykule porównano fotogrametryczne techniki rekonstrukcji z technikami scanowania laserowego. Przenalizowano uwarunkowania i ograniczenia związane z akwizycją danych pomiarowych, takich jak: różnorodność wykorzystanych materiałów, warunki oświetleniowe, rozdzielczość kamery, liczba obrazów w sekwencji, wpływ kalibracji wstępnej. Autorzy dokonują porównania zrekonstruowanych powierzchni wyselekcjonowanych obiektów w odniesieniu do zrekonstruowanych obiektów wzorcowych pozyskanych metoda˛ skaningu laserowego wysokiej rozdzielczosci, bądź do wzorcowych modeli matematycznych

Optymalizacja reprezentacji siatek progresywnych dla potrzeb przesyłu danych

The paper presents the implementation of methods for progressive mesh encoding. The described implementation is a modification of the software published in 2008 by Zhao He, which is based on studies by Michael Garland and Hugues Hoppe. We focused on improving the performance of the software. In particular we modified the data structures to ensure their better indexing, which significantly improved the computational complexity of the algorithm. We also implemented the support for simplified meshes with textures. The authors present the comparison of the performance of these methods in relation to the original He Zhao's algorithm. The performance of progressive mesh encoding in our implementation was significantly improved.W artykule przedstawiono implementację algorytmu kodowania siatek trójwymiarowych do postaci progresywnej. Opisana implementacja jest rozwinięciem oprogramowania opublikowanego w 2008 roku przez He Zhao, które bazuje na opracowaniach Michaela Garlanda [1] oraz Huguesa Hoppe [5]. Celem autorów było wykorzystanie prezentowanego oprogramowania do kodowania siatek o znacznym rozmiarze, reprezentujących między innymi skany eksponatów muzealnych lub modele uzyskane w wyniku obrazowania medycznego. Wobu przypadkach kodowanie do postaci progresywnej ma na celu zapewnienie efektywnego przesyłania i szybkiej prezentacji siatek na różnych poziomach wizualizacji szczegółów (levels of detals). Jednocześnie powinno ono umożliwiać szybkie odzyskanie oryginalnej siatki w razie potrzeby wykonania pomiarów. Skupiono się na poprawie szybkości działania algorytmu poprzez wprowadzenie struktur danych zapewniających ich odpowiednie indeksowanie, co znacząco poprawiło złożoność obliczeniową. W porównaniu do możliwości oferowanych przez oprogramowanie He Zhao została także dodana uproszczona obsługa progresywnego kodowania siatek z teksturami. Przeprowadzono i przedstawiono w artykule porównanie czasów działania oprogramowania w prezentowanej wersji oraz w implementacji He Zhao i wykazano, że wydajność czasowa uległa znaczącej poprawie

Ocena jakości technik fotogrametrycznych dla potrzeb rekonstrukcji terenu

The article presents techniques for acquisition and processing of image data for photogrammetric 3D reconstruction. The analysis is focused on the selection of real outdoor scenes of simulated accidents for criminal investigations. Surface models are obtained on the basis of photographs using photogrammetric reconstruction methods. Conditions for the acquisition and reconstruction parameters are described. The quality of the obtained surface models was analyzed using different reconstruction tools and compared to the quality of laser scanning. As laser scanners are not always available or practical to use in site acquisition, we analyze the reliability of 3D scene reconstruction using uncalibrated raster images.W artykule przedstawiono techniki akwizycji i przetwarzania danych obrazowych dla potrzeb rekonstrukcji fotogrametrycznej. Skupiono się na analizie rzeczywistych scen zewnętrznych i wewnętrznych przygotowanych na potrzeby badań kryminalistycznych. Modele powierzchniowe otrzymano na podstawie fotografii 2D z wykorzystaniem metod rekonstrukcji fotogrametrycznej. Ustalono warunki akwizycji i parametry re-konstrukcji. Przeanalizowano jakość uzyskanych modeli i porównano ją do jakości skanów laserowych. Przebadano możliwość odtworzenia sceny 3D wyłącznie z nieskalibrowanych zdjęć 2D, w sytuacjach gdy inne urządzenia do obrazowania 3D są niedostępne

3D head surface scanning techniques for orthodontics

The accuracy of the Minolta 9i 3D laser scanner is evaluated and conditions are defined for its usability in orthodontics. Experiments are described which helped determine optimal scanning conditions such as beam power, patient positioning, the number of scans per examination, and viewpoint selection

Digital Modelling and Accuracy Verification of a Complex Architectural Object Based on Photogrammetric Reconstruction

Data concerning heritage buildings are necessary for all kinds of building surveying and design. This paper presents a method for creating a precise model of a historical architectural and landscape object with complex geometry. Photogrammetric techniques were used, combining terrestrial imaging and photographs taken using UAVs. In large-scale objects, it is necessary to divide the reconstruction into smaller parts and adopt an iterative approach based on the gradual completion of missing fragments, especially those resulting from occlusions. The model developed via the reconstruction was compared with geometrically reliable data (LAS point clouds) available in the public domain. The degree of accuracy it achieved can be used in conservation, for example, in construction cost estimates. Despite extensive research on photogrammetric techniques and their applicability in reconstructing cultural heritage sites, the results obtained have not yet been compared by other researchers with LAS point clouds from the information system for land cover (ISOK)

Multimodal Imagery in Forensic Incident Scene Documentation

Various imaging modalities are evaluated for use in forensic incident (crime or accident) scene documentation. Particular attention is paid to the precision vs. cost tradeoff, accomplished by judiciously combining various 3D scans and photogrammetric reconstructions from 2D photographs. Assumptions are proposed for two complementary software systems: an event scene pilot assisting the on-site staff in their work securing evidence and facilitating their communication with stationary support staff, and an evidence keeper, managing the voluminous and varied database of accumulated imagery, textual notes and physical evidence inventory

Accuracy Verification of Surface Models of Architectural Objects from the iPad LiDAR in the Context of Photogrammetry Methods

The creation of accurate three-dimensional models has been radically simplified in recent years by developing photogrammetric methods. However, the photogrammetric procedure requires complex data processing and does not provide an immediate 3D model, so its use during field (in situ) surveys is infeasible. This paper presents the mapping of fragments of built structures at different scales (finest detail, garden sculpture, architectural interior, building facade) by using a LiDAR sensor from the Apple iPad Pro mobile device. The resulting iPad LiDAR and photogrammetric models were compared with reference models derived from laser scanning and point measurements. For small objects with complex geometries acquired by iPad LiDAR, up to 50% of points were unaligned with the reference models, which is much more than for photogrammetric models. This was primarily due to much less frequent sampling and, consequently, a sparser grid. This simplification of object surfaces is highly beneficial in the case of walls and building facades as it smooths out their surfaces. The application potential of the IPad LiDAR Pro is severely constrained by its range cap being 5 m, which greatly limits the size of objects that can be recorded, and excludes most buildings