Projekt PointClouder

(homepage)

    V rámci grantového projektu GA ČR 103/06/0094 „Zpracování a analýza produktů hromadného sběru 3D dat terestrickými skenovacími systémy“ je vyvíjen software, který umožní nezávislé zpracování produktů měření laserových skenovacích systémů.
Program je vyvíjen v objektově orientovaném programovacím jazyce Borland Delphi. Pro zobrazování prostoru je využito rozhraní OpenGL (Open Graphics Library, [1], [2]), což je standard specifikující multiplatformní rozhraní (API – Application Programming Interface) pro tvorbu aplikací počítačové grafiky.
    V současné době je zpracováno nízkoúrovňové základní objektové jádro programu pro správu, zobrazování a manipulaci s body a mračny bodů. Záznam každého bodu obsahuje (kromě jiných údajů) prostorové souřadnice X, Y, Z, hodnotu intenzity přijatého signálu, barvu, příznak viditelnosti a příznak výběru. Body jsou organizovány do samostatných pojmenovaných paměťových prostorů (bufferů) podle výběru uživatele. Zobrazení a úpravy probíhají vždy pouze v aktivním bufferu. Lze načíst data z různých souborů do oddělených prostorů, kopírovat či přesouvat je mezi nimi, vytvářet další buffery jako odkládací pro zrychlení a zefektivnění práce programu. Data lze do bufferů načítat z textového souboru v podobě souřadnic X Y Z nebo v podobě souřadnic X Y Z a intenzity přijatého signálu. Ukládat data do textového souboru lze ve stejných formátech. Při uložení dat do binárního souboru se ukládají nejen souřadnice a intenzita, ale také ostatní vlastnosti bodu.
    Program umožňuje prohlížení mračen bodů, manipulaci s pohledy, výběry, přesouvání, změnu barvy a skrývání bodů, práci s liniemi pro drátové vyhodnocení, jednoduché výpočetní funkce (výpis souřanic, výpočet délky, převýšení, směrníku či zenitového úhlu. Dále umožňuje prokládání geometrickými útvary prostřednictvím knihovny Spatfig a jednoduché generování trojúhelníkové sítě (Delaunayova triangulace). Pro testovací účely program obsahuje také generátor měření skenovacího systému Virtuální laserový skener (VLS).
    Informace k programu byly publikovány v pracech [3] - [8]. Stažení zde.

Podrobný popis programu:

Základní ovládání
Základní okna programu
    Hlavní panel
    Okno zobrazení
Panely zobrazení
    Panely Pohledy, Výběry, Viditelnost a Barvy
    Panel hlášení
    Panel Repository
Panely nástrojů
    Panel Nastavení
    Panel Funkce
    Panel SingleBody
    Virtuální skener
Rozhraní ke knihovně Spatfig
Literatura

Základní ovládání

- ovládání je prostřednicvím myši, prostřednictvím klávesnice se dopisují pouze alfanumerické hodnoty,
- pohyby myší:
    - levé tlačítko = výběry, označování,
    - pravé tlačítko = otáčení pohledu vhorizontálním a vertikálním směru okolo cílového bodu pohledu,
    - kolečko/prostřední tlačítko:
        - stisk = volba cílového bodu pohledu,
        - otáčení - přibližování/oddalování pohledu,
- ostatní ovládání nebo nastavení je pomocí formulářů spouštěných z hlavního panelu.

Základní okna programu

Hlavní panel

- obsahuje přístup k veškerému ovládání
- pokud je zavřeno, ukončí se celý program
- jednotlivé položky menu spouštějí odpovídající formuláře
- častěji požívané funkce jsou dostupné prostřednictvím ikon (z leva):
    - výběr režimu
        - body (výběr bodů),
        - single body (definování nových),
        - linie (výběr),
        - linie - kreslení jednotlivě (1 bod - počátek, druhý bod - konec, 3 bod - počátek další linie, ... atd.),
        - linie - kreslení navazujících (1 bod - počátek, druhý bod - konec/počátek další, 3 bod - konec druhé linie, 4 bod - konec třetí linie, ... atd.), ,
       - linie - mazání vybraných,

    - otevření souboru textového souboru,
    - informace o mračnu,

    - ovládání pohledů,
    - výběry,
    - single body,
    - skrývání bodů,

    - okno hlášení,
    - nastavení,
    - okno zobrazující body a kresbu,
    - barvy,
    - jednoduché funkce,
    - virtuální laserový skener,
    - rozhraní ke knihovně Spatfig,
    - generování trojúhelníkové sítě,

    - přepínání jazyka (angličtina/další jazyk, hotova je čeština).

Jednotlivé nabídky:

Soubor *.txt obsahuje pouze souřadnice XYZ v textovém formátu, *.xyzi dále také intenzitu. *.dat je interní formát ukládání datáze bodů, *.lin interní formát pro ukládání linií.

Okno zobrazení

- slouží k vykreslení situace, ovládá se myší a vybírají se zde body nebo linie pro další manipulace.

Okno zobrazení

Červeným bodem (uprostřed) je pro lepší orientaci znázorněn v prostoru bod, na který se kamera/uživatel dívá a kolem kterého se případně otáčí.
Pravá strana torza je tvořena vybranými body, levá nevybranými body, jsou zde umístěny také tzv. single body (číslované body určené pro další zpracování - např. transformaci).

Panely zobrazení

Panely Pohledy, Výběry, Viditelnost a Barvy

- panel Pohledy umožňuje změnu polohy cílového bodu a otáčení kolem něho, kroky pro jednotlivé pohyby se definují v panelu Nastavení,
- panel Výběry umožňuje definovat postup tvorby výběrové množiny,
- panel Viditelnost umožnuje pro zvýšení přehlednosti skrýt vybrané body,
- panel Barvy umožňuje změnu aktuální barvy a také změnu barvy označených entit.

Panel hlášení

- zobrazuje informace o prováděných činnostech a další požadované informace.

Panel Repository

- zobrazuje informace o načtených datech vednotlivých bufferech, umožňuje přepínání aktivního bufferu přesuny bodů mezi buffery a další manipulace.

Panely nástrojů

Panel Nastavení

- umožňuje nastavit základní chování ovládání a zobrazení,
- po ukončení programu se ukládá v .ini souboru.

Panel Funkce

- jednoduché funkce jako výpisinformací o bodu, výpočet délky nebo úhlu mezi dvěma body.

Panel SingleBody

- slouží ke správě single bodů .

Virtuální skener

- rozhraní pro spuštění virtuálního skeneru.

Rozhraní ke knihovně Spatfig

- vybrané body jsou po zvolení prokládané plochy (a případně pozadání známého poloměru) předány knihovně Spafig, výsledky výpočtu jsou posléze ukázány prostřednictvím protokolu.

Literatura

[1] Shreiner, D.: OpenGL Reference Manual. Addison-Wesley Professional, 1999. ISBN-10: 0-201-65765-1
[2] Shreiner, D. – Woo, M. – Neider, J. – Davis, T.: The Official Guide to Learning OpenGL, Version 1.1. Addison-Wesley Professional, 1997.
[3] Štroner, M.: Vývoj softwaru na zpracování mračen bodů PointClouder. Stavební obzor. 2007, roč. 16, č. 4, s. 113-115. ISSN 1210-4027.
[4] Koska, B. - Štroner, M. - Pospíšil, J.: Calculation Modules for PointClouder. In: Proceedings of Workshop 2007. Praha: ČVUT, Fakulta dopravní, 2007, vol. B, s. 634-635. ISBN 978-80-01-03667-9.
[5] Štroner, M.: Development of Software for Processing Point Clouds. In: Proceedings of Workshop 2007. Praha: ČVUT, Fakulta dopravní, 2007, vol. B, s. 696-697. ISBN 978-80-01-03667-9.
[6] Štroner, M. – Koska, B.: Software na zpracování mračen bodů z laserového skenování. In: 43. Geodetické informační dny [CD-ROM]. Brno: Spolek zeměměřičů Brno, 2007.
[7] Štroner, M. - Pospíšil, J.: Terestrické skenovací systémy. 1. vyd. Praha: Česká technika - nakladatelství ČVUT, 2008. 187 s. ISBN 978-80-01-04141-3. [monografie]
[8] Štroner, M.: Virtuální laserový skener. Stavební obzor. 2006, roč. 15, č. 6, s. 187-190. ISSN 1210-4027.