Без лазерных систем сегодня невозможны многие технологические процессы: от сварки тугоплавких материалов (благодаря селективному воздействию, оказывающему влияние на атомные и молекулярные системы) до, например, спектрального анализа веществ. Привычный скальпель меняется на луч и в хирургии (современная офтальмология, ряд стоматологических процедур, диагностика биотканей - направления медицины, основанные на лазерных технологиях), и в метрологии, и в геодезических измерениях. Лазерный луч стал использоваться для сверхточной геодезической съемки.
Сверхкороткие импульсы позволяют создавать абсолютные трехмерные копии объектов любой сложности от матрешки до небоскрёбов. Виртуальные модели местности открывают возможности для моделирования без “выхода в поле” огромного числа природно-техногенных процессов.
Технология лазерного 3D-сканирования открывает новый взгляд на мир. Она не только создает идеальные копии, но и, благодаря сверх-детальности получаемых изображений, дает заглянуть в невидимое.
Любопытно в этом плане открытие английских учёных, проводивших в прошлом году полномасштабное трёхмерное лазерное обследование Стоунхенджа. Детальное лазерное сканирование памятника позволило обнаружить ранее неизвестные примеры резьбы, относящихся к началу бронзового века. Также исследователи обнаружили древние рисунки, выполненные обухом топора.
В России в области технологий лазерного сканирования признанным лидером является компания АРКОН - научно-технологический центр, имеющий как собственные разработки, так и мировые системы лазерного сканирования последних модификаций. Компанией разработаны методические и регламентирующие документы для проведения съемочных работ в России.
Недавно группа специалистов из АРКОНа провели испытания лазерной системы нового поколения RIEGL VZ-4000В.
По результатам тестирования системы на основе математической обработки данных построены модели объектов архитектуры и градостроения Москвы.
Также, с помощью технологии мобильного сканирования, которой обладает АРКОН, были отсканированы окрестности центральных проспектов Москвы (Ленинский, Ломоносовский, Университетский); территории Московского Университета, площадь Гагарина, Лужники и другие значимые объекты.
После обработки точки лазерных отражений (облако точек) преобразуются в трехмерные модели, являющиеся точными копиями реально существующих объектов и каждая точка в такой картинке привязана к географическим координатам. Благодаря высокой детализации на отображенных объектах становится возможным рассмотреть вещи, недоступные человеческому глазу.
Съемочные и экспериментальные работы велись при участии сотрудников лаборатории комплексного картографирования МГУ, возглавляемой специалистом в области геоинформатики и обработки пространственной информации доктором географических наук Владимиром Тикуновым.
Профессор Тикунов, участвовавший в эксперименте, утверждает, что “лазерные системы – это крайне эффективный инструментарий, позволяющий получать данные для очень широкого круга геоинформационных задач”.Для науки интерес представляет дистанционное зондирование Земли, где ЛС хорошо дополняет материалы аэрокосмической съемки.
Есть множество практических приложений этой технологии, продолжает профессор, например - японским учёным удалось воссоздать древнее Киото по найденным археологами артефактам, они воссоздали образ древнего города по характерным элементам, проведя предварительную классификацию археологических ценностей. Подобное воссоздание образа позволяет заглянуть вглубь веков!
"Коллеги из Университета Гонконга, - продолжает Владимир Тикунов - провели эксперимент по управлению толпой в виртуальной среде, построенной с использованием данных ЛС. Если вы окажетесь на праздновании китайского нового года – то увидите, что всё взрывается, свистит: так у них принято. Это совсем небезопасно. Наши коллеги разработали целую виртуальную систему, позволяющую управлять толпой. С ее помощью можно решать следующие задачи: где расположить кареты скорой помощи; куда направить массы в случае непредвиденных обстоятельств; где должны стоять полицейские; с каких точек наилучший обзор запускаемых фейерверков и многое другое".
Сегодня под руководством проф. Тикунова в Московском Университете создан центр мировой системы данных по географии, в котором обрабатывается большой массив разноплановых данных, в том числе и данных сканирования. Эти работы ведутся под эгидой ISDE (International Society for Digital Earth).
Современные методы съемки и обработки данных получили большие возможности для визуализаций.
Увеличение вычислительных мощностей привело к широкому использованию технологий при создании виртуальных реальностей.
Помимо ЛС есть и фотограмметрия – технология, позволяющая “сшивать” фотоизображения, полученные с разных точек съемки. Хотя это достаточно старая технология - сегодня она получила новый импульс развития. С помощью фотограмметрии можно создавать супертексурированные цифровые модели с неограниченной детальностью, например человеческого тела или лица.
Эволюционирующие системы и инструменты сбора пространственных данных обогащают современные направления искусства. Впору вспомнить, что картографическая служба Англии находится при Королевском колледже искусств. И сегодня геоинформатика, родившаяся из картографии, тесно связана с искусством.
Современные художники создают свои работы новыми инструментами, например на основе языка визуального программирования - Processing, позволяющего экспериментировать с графикой и фотографическими отображениями, создавая трехмерные виртуальные миры и инсталляции.
Этим летом в Москве открылась выставка – “Playtime. Мифология видеоигр”, продолжающая значимый тренд в современном искусстве (выставка весной в нью-йоркском Музее современного искусства). Вот “экспонат” американской компании ESRI – разработчика геоинформационной системы ArcGIS: прикладываем к этой “игрушке” палец, и она считывает его уникальный рисунок – дешифрирует его по заданным алгоритмам, выделяя ключевые линии, а на этих линиях строит уникальный трехмерный виртуальный мегаполис.
