Plakat_DJasinski - Politechnika Warszawska

Dopasowywane elementy
(chmury punktów)
Politechnika Warszawska
Wydział Mechatroniki
Instytut Mikromechaniki i Fotoniki
Analizowany obiekt (ceramiczna doniczka)
Wyodrębnienie powierzchni przełamania
Praca magisterska
Wykonał: Dariusz Jasiński
Promotor: dr inż. Robert Sitnik
Opracowanie metod rekonstrukcji
obiektów trójwymiarowych na podstawie
cząstkowych pomiarów
Dopasowanie na podstawie BMb
Defragmentacja (11 elementów)
Elaboration on 3D objects reconstruction
methods based on partial measurements.
Celem pracy jest opracowanie komputerowej metody umożliwiającej zrekonstruowanie
pierwotnego wyglądu przedmiotu, który uległ zniszczeniu. Rekonstrukcja odbywa się na
podstawie fragmentów przedmiotu, odnalezionych podczas archeologicznych
Całość zagadnienie można potraktować jako układanie puzzli 3D z tą jednak różnicą, że elementy biorące
udział w rekonstrukcji należą do kilku niekompletnych i zniszczonych układanek. Mając na uwadze, że
jedyną poprawną metodą jest ręczne dopasowywanie elementów, zaproponowane zostało rozwiązanie
komputerowego automatycznego dopasowywania imitującego manualny proces.
Pierwszym krokiem było stworzenie zbioru elementów i przedstawienie ich w postaci cyfrowej
trójwymiarowej chmury punktów. Następnie opracowano metodę rekonstrukcji opierającą się na
porównywaniu powierzchni przełamania. Obliczany jest biegunowy moment bezwładności BMb obszaru
wyodrębnionego z powierzchni przełamania pierwszego elementu i porównywany z BMb obszaru
powierzchni drugiego elementu. Analizując w ten sposób wszystkie elementy, tworzony jest ranking par z
najmniejszą deltą BMb. Na tym etapie wiemy, które elementy prawdopodobnie pasują do siebie. Jednak, aby
to potwierdzić konieczne jest ich zsunięcie i wyrównanie. O poprawności dopasowania dwóch elementów
decyduje parametr SOM obliczany na podstawie odległości między punktami obu powierzchni.
Przyjęte podejście porównywania powierzchni przełamania znacząco różni się od dotychczasowych
rozwiązań bazujących na porównywaniu krzywych reprezentujących krawędzie. Nowa metoda ma
zasadniczą przewagę, mianowicie pozwala w pełni zautomatyzować proces rekonstrukcji oraz teoretycznie
analizować nieograniczoną liczbę elementów. Ponadto wpływ erozji na elementy archeologiczne nie
odgrywa tak istotnej roli jak w przypadku analizowania krawędzi, które zazwyczaj są wyszczerbione.
Dodatkowo prezentowana metoda umożliwia rekonstruowanie obiektów niesymetrycznych, przykładowo
kamiennych posągów, rzeźb, kolumn, fragmentów budowli oraz kamiennych przedmiotów codziennego
użytku dawnych kultur.
Zsunięcie
Wyrównanie
Przywrócenie pełnej reprezentacji
dopasowanym elementom
Rekonstrukcja 3D