بخشی از مقاله
چکیده
هر ساله عتیقه و آثار سفالی که داراي ترکهاي فراوانی می باشند و یا شکسته اند از زیر خاك استخراج می گردند. هدف از این پروژه ، تحقیق و بررسی در مورد کاربرد فتوگرامتري در ترمیم و باز سازي ظروف سفالی یا آثار زیر خاکی کشف شده است. در این راستا دو مرحله ایجاد مدل سه بعدي قطعات کشف شده و استخراج مختصات نقاط مرزي و سپس پیدا کردن ارتباطها و اتصال قطعات مرتبط مطرح است. روشهاي مختلفی براي ایجاد مدل سه بعدي قطعات وجود دارد.
دراین تحقیق براي تشکیل مدل سه بعدي قطعات و استخراج مختصات نقاط مرزي از روش فتوگرامتري برد کوتاه استفاده شد ، سپس قطعاتی را که داراي مرز مشابه - هم شکل - هستند پیدا نموده و جهت اطمینان از ارتباط آنها از مقایسه پارامترهاي هندسی - مقایسه شعاع انحناء مرز ورویه قطعات - استفاده شدودرمورد قطعاتی که داراي مرز مشابه نیستند فقط از مقایسه پارامترهاي هندسی جهت پیدا کردن ارتباط استفاده گردید. پس از تشخیص ارتباطها اتصال قطعات در رایانه صورت گرفت و مدل اولیه شیئ بازسازي شد. بررسی هاي انجام شده نشان دادند که استفاده ازروش فتوگرامتري برد کوتاه - جهت ایجاد مدل سه بعدي - و شعاع انحناء - جهت ایجاد ارتباط بین قطعات کشف شده - ترکیب بسیار مناسبی براي بازسازي آثار باستانی می باشد .
-1 مقدمه
این تحقیق در مورد کاربرد فتوگرامتري در ترمیم و بازسازي آثار باستانی می باشد.در واقع باید با توجه به اهمیت قطعات کشف شده به دنبال روشی باشیم که داراي دقت و زمان مناسبی باشد تا این قطعات را بازسازي نموده و شکل اولیه آنها را بدست آوریم . در اکثر روش هاي بازسازي ابتدا خصوصیات کمی وکیفی قطعات اندازه گیري شده ، سپس با مقایسه این خصوصیات ارتباط بین قطعات بدست آمده و بازسازي انجام می شود.
از آنجاییکه اندازه گیري مستقیم روي قطعات داراي معایب احتمال تخریب بیشتر قطعه و وقت گیر بودن و دشواري اندازه گیري می باشد و اندازه گیري روي مدل سه بعدي سریعتر است ضمناٌو براي آزمایشهاي مختلف بعدي می توان بدون صدمه زدن به قطعات واقعی ، از مدل سه بعدي آنها استفاده نمود لذا ایجاد مدل سه بعدي براي اندازه گیري خصوصیات قطعات انتخاب شد. خصوصیات یک سیستم مناسب در مدلسازي سه بعدي به شرح زیرمی باشد :
• قادر به اندازه گیري ابتدایی روي سطح جسم باشد .
• تراکم نقاط ثبت شده زیاد باشد - پایگاه دادة متراکم ایجاد کند -
• سیستم قابل کاربرد براي انواع اندازه هاي جسم باشد .
• کالیبراسیون سیستم آسان باشد .
• سریعاً - Database پایگاه داده - تولید کند .
• قادر به کنترل و شناسایی اشتباهات بعد از عملیات باشد .
• با ترکیب اندازه گیریها بتواند اطلاعات توپولوژي تولید کند .
• Visualization قوي جهت تجسم سه بعدي شیئ ایجاد کند .
• ارزان قیمت وقابل استفاده براي عموم باشد.
پس از بررسی روشهاي مدلسازي سه بعدي با در نظر گرفتن دقت و سرعت بالا روش فتوگرامتري برد کوتاه بعنوان یک روش مناسب جهت مدلسازي انتخاب گردید - عسگري ، . - 1380 مرحله نهایی تحقیق پیدا نمودن ارتباطهاي احتمالی بین قطعات و اتصال قطعات با توجه به این ارتباطهاي کشف شده می باشد و در نهایت جهت تجسم سه بعدي و ارزیابی بهتر آزمایش انجام شده پردازشهاي مختلفی روي رنگ ، جنس و زاویه دید قطعات انجام شد.در ادامه به شرح مختصزي از هریک از مراحل می پردازیم.
-2 تهیه مدل سه بعدي اشیاء باستانی به روش فتوگرامتري برد کوتاه
در این روش براي تهیه مدل سه بعدي از قطعات ابتدا لازم است که یک شبکه زمینی ثابت در نظر گرفت ، در غیر اینصورت مختصات نهایی مدلهاي سه بعدي بدست آمده از مدلسازي براي ایجاد ارتباط بین قطعات قابل استفاده نخواهد بود. توجه به این نکته مهم است که در صورت کوچک بودن قطعات کشف شده ، انجام یک نقشه برداري زمینی جهت ایجاد شبکه زمینی معقول نیست.
می توان یک کاغذ میلیمتري را بعنوان شبکه در نظر گرفته ومکان آن را در جایی ثابت تعبیه نمود و نقاطی از این کاغذ را علامتگذاري کرده ، مختصات آنها را بعنوان مختصات نقاط کنترل در نظر گرفت. سپس می توان قطعات رامرتباً روي این شبکه ثابت زمینی قرار داده و عکسبرداري را انجام داد و بعد از آن دوربین عکسبرداري را انتخاب و آن را کالیبره نموده و در مرحله بعد با استفاده از دوربین زوج عکس را از قطعات به نحوي که تمام سطح قطعه را بپوشاند تهیه نمود.
-3 استخراج شکل مرز و مختصات نقاط مرزي قطعات
روش انتخاب نقاط در روي مرز مدلها باید بگونه اي باشد که روي انحناء بزرگ ، نقاط بیشتر و روي انحناء کوچک ، نقاط کمتري را در نظر بگیرد ، بطوریکه نه شکل اصلی لبه ها از بین برود و نه وقت زیادي صرف شود . انتخاب نقاط روي مرز قطعات باید در نقاط تغییر شیب و در فواصلی باشد که شکل انحناء مرز عوض نشود . با قرار دادن یک حد آستانه - - Threshold که بر اساس انحناء مرز تنظیم می شود ، فاصله هر نقطه با نقطه بعدي محدود می شود و این حد آستانه باعث می شود که مرز قطعات با دقت خوبی برداري شوند .
براي اینکه شکل مرز را از دست ندهیم می توانیم حداکثر تغییر شیب براي در نظر گرفتن دو نقطه متوالی روي مرز را با استفاده از فرمول زیر بدست آوریم. قبل از اینکه مقدار تغییر شیب به مقدار زیر برسد ، بایستی نقطه در نظر گرفته شود . توجه به این نکته مهم است که این رابطه را زمانی استفاده می کنیم که نقاط تغییر شیب با چشم قابل تشخیص نباشند ، در صورتیکه مرز یک خط مستقیم باشد استفاده از این فرمول موجب تلف شدن وقت زیادي در برداري کردن مرز خواهد شد ، لذا این رابطه یک رابطه کلی وعمومی قابل استفاده نیست و فقط در این تحقیق از آن استفاده شد.
-4 ایجاد ارتباط بین قطعات
جهت بازسازي آثار باستانی باید دو مرحله اساسی ایجاد مدل سه بعدي و ایجاد ارتباط بین قطعات را انجام دهیم. یکسري از روشهاي ایجاد ارتباط بین قطعات عبارتند از :
• مقایسه درجات خاکستري
• پیدا کردن مرزهاي برداري شدة هم شکل
• مقایسه پارامترهاي هندسی روي مرز قطعات
-1-4 مقایسه درجات خاکستري
چون شدت روشنایی و درجات خاکستري روي اشیاء زودتر از مشخصات هندسی و توپوگرافی آنها دچار تغییرات می گردند و بازسازي در مورد آثاري انجام می شود که حاصل حفاري ها بوده و مدت زمان زیادي از ساخت آنها می گذرد و در اثر شرایط مختلف فیزیکی ، روشنایی و رنگ آنها نسبت به قطعات اصلی بسیار تغییر نموده است و حتی ممکن است دو قطعه مربوط به هم در دو محیط متفاوت از نظر فیزیکی قرار گرفته باشند ، بگونه اي که درجات خاکستري آنها پس از پیدا شدن ارتباطی با یکدیگر نداشته باشند ، لذا در این تحقیق از این روش جهت ایجاد ارتباط بین قطعات استفاده نشد.
-2-4 پیدا کردن مرزهاي برداري شدة هم شکل
با توجه به اینکه مرزهاي اکثر قطعات کشف شده در تحقیقات باستان شناسی تخریب شده است ، با شکل ظاهري مرز به هیچ وجه نمی توان ارتباط بین قطعات را تشخیص داد و شکل ظاهري مرز هیچ کمکی به ما نخواهد نمود - شک. - 1- 4 ضمناً در بیشتر اوقات تشخیص رئوس صحیح بدلیل همانندیهاي موجود امکان پذیر نمی باشد - شکل . - 2- 4 در عمل مرز قطعه با تعداد اندکی بازسازي خواهد شد - کمتر از 10 راس - و به همین دلیل امکان از دست دادن شکل واقعی و شناسایی غلط بسیار زیاد می باشد.
این روش در صورتی قابل اطمینان خواهد بود که تعداد نقاط در نظر گرفته شده روي مرز زیاد باشد ضمناًو تخریب شدید روي مرز قطعات مرتبط ایجاد نشده باشد . بنابراین بعنوان یک روش قطعی و قابل اطمینان جهت ایجاد ارتباط نمی تواند مورد استفاده واقع شود , اما بوسیله این روش می توان تعداد و زمان آزمایشها را جهت رسیدن به ارتباط قطعی کاهش داد . - Jimenez,1998 -
