Εξέλιξη της εφαρμογής Indoor Atlas

Πρόγραμμα μεταπτυχιακών Σπουδών Αρχιτεκτόνων Μηχανικών, Πολυτεχνείο Κρήτης

Κατεύθυνση Β΄. Ακαδημαϊκό Έτος 2017-2018

Μάθημα Τεχνολογία της Πληροφορίας και Πολιτιστική Κληρονομιά

Διδάσκοντες: Παναγιώτης Παρθένιος, Άννα Καραγιάννη

«Ιστορικό Κέντρο: το κατοικείν – επιχειρείν»

Μόσχου Θεοδώρα, Πρωτοπαπαδάκη Ευτυχία

Η αρχική σκέψη ξεκίνησε από τη διερεύνηση της περίπτωσης εφαρμογής της smart city στο πλαίσιο λειτουργίας των ιστορικών κέντρων. Η λογική της διαχείρισης απορριμμάτων, κίνησης οχημάτων ή συλλογής δεδομένων για τον αριθμό των επισκεπτών μπορεί να μην ακούγεται τόσο πρωτότυπη, ωστόσο σαφώς θα διευκόλυνε τη λειτουργία του ιστορικού κέντρου και των φορέων διαχείρισής του. Η περίπτωση ωστόσο διαμόρφωσης μιας smart city απαιτεί προϋπάρχουσα υποδομή και εύρυθμη λειτουργία των χρηστών που δρουν και αλληλεπιδρούν στον χώρο. Αντίθετα από αυτή την αρχή, η σύγχρονη πραγματικότητα - όχι μόνο στον ελλαδικό χώρο-  αναδεικνύει περίτρανα πληθώρα προβλημάτων στα ιστορικά κέντρα που σχετίζονται με την καταπάτηση του νομοθετικού πλαισίου και  εν τέλει την κατάχρηση πολιτισμικού αποθέματος.

Η ιδέα λοιπόν επιστρέφει στην αρχική δομή των συντελεστών διαχείρισης των ιστορικών κέντρων και στη προσπάθεια βελτίωσης της μεταξύ του διάδρασης: Ως συντελεστές διαχείρισης νοούνται Α) Το κράτος :  φορέας που θέτει τους όρους χρήσης και λειτουργίας του ιστορικού κέντρου και Β) οι χρήστες του κτιριακού αποθέματος.

Οι χρήστες χωρίζονται σε δύο υποομάδες: Α) τους κατοίκους και Β) τους επιχειρηματίες. Από τη μία τα συμφέροντα των δύο αυτών ομάδων βρίσκονται συχνά σε σύγκρουση λόγω μη συμβατής χρήσης του περιορισμένου χώρου,  ενώ από την άλλη, το σύνθετο, αυστηρό και δυσνόητο νομοθετικό πλαίσιο οδηγεί σε σύγκρουση τους συντελεστές : κράτος και χρήστες. 

Πεποίθηση μας είναι ότι βασική αιτία πρόκλησης των συγκρούσεων, είναι η έλλειψη παιδείας των χρηστών για την αρχαιολογική, ιστορική, αρχιτεκτονική αξία του τόπου στον οποίο δρουν και η ελλιπής ενημέρωση για το νομοθετικό πλαίσιο που το διέπει (μορφολογικοί περιορισμοί, χρήσης γης, όροι δόμησης, υγειονομικοί κανονισμοί, πλαίσιο  λειτουργίας ξενοδοχειακών καταλυμάτων κλπ ).

Η πρόταση λοιπόν αφορά στη  δημιουργία μιας επίσημης πλατφόρμας που θα ενημερώνει τον χρήστη ή τον εν δυνάμει χρήστη, με τη χρήση ψηφιακών εφαρμογών για το περιβάλλον και τις δυνατότητες δράσης που έχει στο κτίριο που τον ενδιαφέρει. Συγκεκριμένα αν πρόκειται για  κάτοικο για τις περιοχές αμιγούς- γενικής  κατοικίας, την παλαιότητα του κτίσματος, τα πιθανά προβλήματα συντήρησης, την διαθεσιμότητα των χώρων στάθμευσης, την προσβασιμότητα, την περίπτωση όχλησης από παράλληλες χρήσεις άλλα και την πολιτισμική αξία του κτηρίου και τις πιθανότητες ένταξης σε κάποιο πρόγραμμα επιχορήγησης. Για τους δε επιχειρηματίες οι ίδιες πληροφορίες  αλλά και συνδυασμένες  πληροφορίες του νομικού πλαισίου μπορούν να αποκτήσουν βαρύνουσα αξία ως προς το μέλλον της επιχείρησης τους, το πλάνο εργασιών τους, το πλαίσιο των ελευθεριών που τους επιτρέπεται στο κτήριο που επιχειρούν.

Το αποτέλεσμα της χρήσης της πλατφορμας θα επιτύχει μια καλύτερη διάδραση κράτους- χρηστών, ενώ η a priori  εύληπτη  πληροφόρηση των χρηστών θα συμβάλλει στην αποφυγή αυθαίρετων ενεργειών, τη μείωση της γραφειοκρατίας και εν τέλει στην αποτελεσματικότερη προστασία των ιστορικών κέντρων.

Τριδιάστατο προσομοίωμα του Ambassadors Residence Boutique Hotel (14.6.2018)

Μετά απο την απόκτηση άδειας χρήσης (promo licence 2 εβδομαδών) του προγράμματος RealityCapture στις 13 Ιουνίου, έγινε δημιουργία του μοντέλου εκ νέου απο 631 φωτογραφίες με 114  control points.

Το μοντέλο ανέβηκε στο SketchFab.

TUC_Arch. project by nitadorakis on Sketchfab

Τα αρχεία είναι διαθέσιμα απο:   

obj, xyz and rcproj files 
fbx file

Παρατηρήσεις

• Η αύξηση του αριθμού των control points δεν βελτίωσε την εικόνα του μοντέλου κυρίως στην πρόσοψη του οπου υπήρχε το μεγαλύτερο πρόβλημα.
• Η ομοιόμορφη και ανοικτόχρωμη  επιφάνεια των 2 τεντών στο ισόγειο του ξενοδοχείου ήταν εμπόδιο στην δημιουργία κανάβου. Οι λήψεις απο το drone λόγω pixelation δεν βοηθησαν στη συγκεκριμένη περιοχη στο να οριστούν control points στις 2 επιφάνειες. Το αποτέλεσμα ήταν δημιουργηθούν κενά στον κάναβο. Επιπλέον σε μια σειρά λήψεων η δυτική τέντα δεν ήταν πλήρως ανοικτή ενώ στις υπόλοιπες ήταν.

Πως μπορεί να βελτιωθεί το μοντέλο περισσότερο

1) Χρήση φωτογραφικής μηχανής υψηλής ανάλυσης, μεγάλου αισθητήρα, με καλούς φακούς (prime και όχι zoom για καλύτερη οξύτητα και λιγότερη χρωματική αλλοίωση) και πολωτικό φίλτρο (για την εξάληψη ανακλάσεων απο τζάμια και άλλες γυαλιστερές επιφάνειες). Αλληλεπικάλυψη των φωτογραφιών κατά 30% μεταξύ τους. Λήψη και φωτογραφιών που θα περιλαμβάνουν όλο το κτίριο και όχι μόνο τμήματα του.
2) Φωτογράφηση με συνεφιασμένο ουρανό ώστε το ηλιακό φως να μην δημιουργεί σκιάσεις και προβλήματα αντίθεσης. Αυτό δεν ισχύει για ομοιόμορφες επιφάνειες χωρίς λεπτομέριες αφού μόνο το έντονο ηλιακό φώς θα μπορέσει να τις αναδείξει για να αναγνωριστούν απο το πρόγραμμα.
3) Λήψη όλων των φωτογραφιών σε μια ημέρα, όσο γίνεται υπο ομοιόμορφες συνθήκες (για να υπάρχει ομοιομορφία στη θέση κινητών αντικείμενων). Η μεταβολή του ουρανού (πχ από συννεφιασμένος σε ανέφελος) μεταβάλει τις φωτιστικές συνθήκες, οπότε καλό είναι να υπάρχει ομοιομορφία (ή πρόβλεψη για ομοιομορφία) για όσο διάστημα διαρκούν οι λήψεις. Κανονικά βέβαια σε ένα κτίριο δεν λιάζονται όλες του οι όψεις με τον ίδιο βαθμό ταυτόχρονα, οπότε ίσως θα πρέπει να γίνει τμηματική λήψη τους σε χρονικές στιγμές όπου θα είναι καλύτερα ορατές οι λεπτομέρειες σε κάθε όψη, με κίνδυνο όμως να αλλάξει η θέση αντικειμένων (ανοικτά κουφώματα κλπ).
4) Λήψη φωτογραφιών ανα περιοχές (πχ ανά όψεις) για ταχύτητα και ακρίβεια. Αν χρησιμοποιηθεί drone, η φωτογραφική του μηχανή πρέπει να είναι καλή, οι λήψεις να γίνουν όσο γίνεται απο χαμηλό ύψος και να περιλαμβάνουν όσο γίνεται περισσότερα τμήματα του κτιρίου.

 

Ambassador's ENERGY MONITORING PROPOSAL | 2018

https://issuu.com/giatzidisthomas/docs/indoor_atlas__final_tuc

Τριδιάστατο προσομοίωμα του Ambassadors Residence Boutique Hotel (10.6.2018)

Εξελίξεις την εβδομάδα 4-10 Ιουνίου

Το διάστημα απο 7-9 Ιουνίου έγινε νέα λήψη φωτογραφιών του ξενοδοχείου απο 2 μέλη της ομάδας με σκοπό να βελτιωθεί η ποιότητα του προσομοιώματος που δημιουργεί το RealityCapture.

Χρησιμοποιήθηκαν οι φωτογραφικές μηχανές Canon PowerShot SX200 IS και Sony DSC-HX10V.

Aπο τις συνολικά 3 σειρές λήψεων (7,8 και 9 Ιουνίου) οι οποίες έγιναν, επιλέχθηκαν τελικά 445 φωτογραφίες.
Η παροχή δωρεάν άδειας χρήσης του προγράμματος για διάστημα λίγων ημερών δεν έχει γίνει εφικτή μέχρι στιγμής οπότε περιοριστήκαμε στην χρήση  της demo έκδοσης του RealityCapture με τις περιορισμένες δυνατότητες μετεπεξεργασίας.

Εγινε εισαγωγή των φωτογραφιών στο πρόγραμμα, μαζί με 190 επιλεγμένες φωτογραφίες απο το βίντεο το οποίο είχε τραβήξει το drone στις 22 Μαίου για το οποίο έχει γινει αναφορά σε παλαιότερη ανάρτηση.

Συνολικά δηλαδή χρησιμοποιήθηκαν 635 φωτογραφίες. Η ανάλυση των εικόνων κυμαινόταν απο 8,8MP για εκείνες απο το drone, έως 12MP για εκείνες απο την Canon και 13,5MP για εκείνες απο την SONY.

Λόγω της εισαγωγής στο πρόγραμμα φωτογραφιών απο διαφορετικές φωτογραφικές μηχανές, σε διαφορετικές ημερομηνίες, υπήρξε αρχικά πρόβλημα στο να συνδεθούν οι φωτογραφίες σε ένα και μοναδικό τμήμα (component) από τα 6 τα οποία δημιούργησε το πρόγραμμα αρχικά.

Η δημιούργια ενός μοναδικού τμήματος έγινε με την προσθήκη σημείων ελέγχου (control points) τα οποία επισημαναν κοινά σημεία σε διαφορετικές φωτογραφίες, δηλαδή έπρεπε να βρεθεί ένα σημείο (παράθυρο, πόρτα, κάγκελο, λίθος, πινακίδα κλπ) που να εμφανιζόταν σε 2 τουλάχιστον φωτογραφίες απο διαφορετικές μηχανές. Σε κάποιες περιπτώσεις βρέθηκαν κοινά σημεία και απο τις 4 σειρές λήψεων (3 επίγειες και 1 απο drone).

Μετά απο πολλές δοκιμές με διάρκειας τουλάχιστον 4 ωρών και συνολικά 90 control points, δημιουργήθηκε τελικά το component με το point cloud και στη συνέχεια μετά απο περίπου 2,5 ώρες το προσομοίωμα (mesh).
To προσομοίωμα παρουσιάζεται αρκετά βελτιωμένο σε σχέση με τις προηγούμενες φορές. Σε αυτό βοήθησαν πολύ οι νέες λήψεις που έγιναν και η χρήση περισσότερων σημείων ελέγχου σε σχέση με κάθε άλλη φορά.

Στην παρακάτω εικόνα παρουσιάζεται μια ορθοπροβολή του κτιρίου. Απεικονίζονται επίσης και τα control points τα οποία χρησιμοποιήθηκαν.

Δυσκολίες, σημεία προσοχής & λύσεις 

(aka lessons learnt)

• Ο συνδυασμός φωτογραφιών απο διαφορετικές φωτογραφικές μηχανές (ανάλυση, ρυθμίσεις, χρήστης), με διαφορετικές ημερομηνίες λήψης δημιουργεί προβλήματα. Καλό είναι όλες οι φωτογραφίες να λαμβάνονται απο μια φωτογραφική μηχανή, την ίδια ημέρα και σε χρονική στιγμή που ο ήλιος δεν θα είναι έντονος ώστε να χάνεται η αντίθεση ή να υπάρχουν πολλές σκιές στο κτίριο. Παρατηρήσαμε μέσα σε διάστημα λίγων ημερών αλλαγές στο εξωτερικό του κτιρίου (πχ αφαίρεση κλιματιστικών, επισκευές κλπ), οπότε όλες οι λήψεις ιδανικά πρέπει να γίνονται αυθημερόν.
• Οταν γίνεται χρήση drone καλό είναι επειδή η ανάλυση video σπάνια ξεπερνάει το 4Κ (δηλαδή καρέ με ανάλυση λιγότερο απο 9MP), δημιουργεί πρόβλημα όταν η λήψη είναι απο μεγάλο ύψος γιατί οι λεπτομέριες σε τόσο χαμηλή ανάλυση χάνονται και όταν γίνεται zoom για να βρεθούν control points, πολύ δύσκολα εντοπίζονται με ακρίβεια σημεία. Θα ήταν μεγαλη ευκολία το drone να απογειωνεται με μικρή ταχύτητα ώστε να υπάρχουν εκμεταλλεύσιμα πλάνα (πολλά καρέ, καλής ανάλυσης λόγω μικρής απόστασης απο το κτίριο) για τις όψεις του κτιρίου απο το video που τραβάει.

 

https://issuu.com/giatzidisthomas/docs/ambassadors_indoor_atlas