Ссылка на виртуальную реконструкцию.

Реконструкция Юго-восточной башни.

Сферическая панорама раскрытия восточной башни (август 2013).

Фотограмметрическая модель раскрытия восточной башни (20 августа 2013).  Если у вас Google Chrome нажмите правой «Сохранить ссылку как » и просмотрите файл на своём компьютере.

Воссоздание конструкции башни на основании фотограмметрической модели (вид 1)

Воссоздание конструкции башни на основании фотограмметрической модели (вид 2)

Разрез восточной башни

Одним из основных объектов реконструкции является история Раевского городища, расположенного в окрестностях г. Новороссийск. Географическое положение, выявленные здесь сооружения и комплексы свидетельствуют о его значении, как административного центра, осуществлявшего контроль над материковой частью полуострова.

Рис.2. 3D модель современного ландшафта Раевского городища
(выполнена М.О. Жуковским)

Площадь территории городища (в пределах валообразной насыпи) составила 8,71 га. По периметру оно было опоясано оборонительными стенами, в которые были включены девять башен. Башни распределены вдоль стен неравномерно, концентрируясь, преимущественно, вдоль южной стены городища и южных отрезков западной и восточной стен – на участках, наименее защищенных рельефом. Как минимум, три башни (восточная, юго-восточная, юго-западная) имели каменные цоколи прямоугольной формы.
Северная часть, протяженностью около 185 м, представляет крутой, около 35?, склон к реке Маскага, высотой 32–35 м. На этом склоне, в районе мысового гребня, выявлен ныне не используемый подъем на городище, шириной около 2–3 м, завершающийся въездом. Верхний участок въезда подходит к основанию крепостной стены, и далее следует вдоль ее подножия с востока на запад около 40 м.
На расположенной в северо-восточном углу городища цитадели было выявлено основание двух оборонительных стен, шириной ок. 1,8 м, образующих прямой угол. Это позволило определить ее размеры и представить, что находилось на защищаемой территории: здание, размером 12×22 м (площадью – 252 м?) и небольшой дворик к югу от него. Общая площадь цитадели – 650 м?. Местоположение въезда на цитадель еще не обнаружено. С восточной стороны зафиксирован вход (калитка?). Судя по уровню каменного завала с внешней стороны стены, поверхность была в древности срезана (эскарпирована).
В Новороссийской экспедиции Института археологии РАН 2013 г. наряду с традиционными инструментами фиксации раскопок, авторским коллективом была апробирована одна из перспективных технологий фиксации информации – т.н. технологии фотограмметрии, результаты которых были положены в основу построения трёхмерных моделей для виртуальной реконструкции. В основе данного метода лежат алгоритмы автоматизированного построения трёхмерных моделей на базе фотографий, отснятых по периметру всего объекта. Первым этапом работы стала детальная съёмка на фотоаппарат Canon 60D с линзами 10 мм и 22 мм отдельных башен Раевского городища по периметру в определённый временной промежуток на момент равномерного освещения (до восхода солнца). Затем в программе Agisoft Photoskan Pro велась обработка фотографий по следующим шагам:
а) привязка фотографий друг к другу. На фотографиях маркерами обозначались контуры отдельных углов и предметы, которые программа на последующих фотографиях автоматически должна была распознать;
б) создание облака точек. После привязки фотографий программа создавала облако точек с геометрией постройки;
в) создание геометрии постройки. Аналогичное облако точек получается в процессе лазерного сканирования;
г) создание текстуры на основе фотографий.
Процесс построения высокополигональной модели на базе технологий фотограмметрии башни занял от 4 до 6 часов на ноутбуке и проводился в рамках экспедиции на месте раскопок.

Рис. 3. Пример башни Раевского городища, созданной с помощью технологии фотограмметрии. Вид сверху в программе Adobe Reader. Нажмите для просмотра. В google chrome нажмите правой клавишей мыши и нажмите «Сохранить ссылку как» и просмотрите файл на своем компьютере.

Созданная посредством технологии фотограмметрии трёхмерная модель послужит двум задачам, одной из которых является основа для построения трёхмерной модели, вторая – исходник, прилагаемый к документации для дальнейшего анализа и работы с ним. Фотограмметрические модели позволяют наиболее точным образом передать геометрию моделей. Отличительной их особенностью является возможность передавать сложные геометрические формы объекта, которые проблематично начертить вручную, в программах автоматизированного проектирования CAD (computer-aided design).

Рис.4. Пример разреза башни Раевского городища с замером отдельных элементов в программе Adobe Reader. Разрез выполнен с помощью инструментов Adobe Reader.

Начнём со второй задачи. Построение трёхмерной модели с помощью технологий фотограмметрии не может быть, по нашему мнению, самоцелью исследования, т.к. в этом случае модель может заменить хорошая фотография. Непосредственной задачей на данном этапе работы мы видим построение рабочего инструментария с моделью. Для этого созданная 3D модель была экспортирована из программы Agisoft Photoskan Pro в формате .U3D, после чего модель была импортирована в программу Adobe Acrobat X с настройками вид с 3 сторон + вид ISO. В ряде случаев, для того чтобы более детальнее доработать созданную модель и поправить текстуру прямо на 3D модели, использовалась программа Meshlab. Для этого экспорт из программы Agisoft Photoskan Pro производился в формате .obj, открывался в Meshlab и после экпортировался в .U3D и импортировался в Adobe Acrobat X.
Созданная 3D модель в формате .pdf может быть просмотрена в программе Adobe Reader. Начиная с версии 9.0., в программу встроен инструмент анализа размеров и построения среза модели (см. рис.4). Каждый элемент модели помимо размера может содержать подпись с текстовым описанием. При необходимости программа позволяет поменять освещение, превратить модель в черно-белый чертёж и т.п. В нашем случае для корректного освещения модели мы использовали настройку освещения Cube Light. Программа Adobe Acrobat X имеет разные возможности репрезентации модели и её анализа, мы не будем подробно останавливаться на их описании. После необходимой разметки в программе Adobe Acrobat X модель сохраняется в .pdf и прилагается к археологической документации уже со встроенными инструментами анализа.
Перейдём к описанию первой задачи – построению трёхмерной модели на базе фотограмметрической модели. Для решения данной задачи авторами в программе Adobe Photoshop производилось объединение метровок и планов раскопа. В результате полученный план сохранялся в формат .jpg и импортировался в 3D программу ArhiCAD.
Далее в ArhiCAD производился импорт фотограмметрической модели, чертежей раскопа и срезов, включая чертёж шурфирования. В ряде случаев, при сопоставлении нескольких чертежей раскопов и трёхмерной фотограмметрической модели обнаруживался ряд нестыковок (см. рис. 5. Слева). Далее, на основе контуров чертежей, фотограмметрических моделей и данных топосъёмки городища производилось возведение стен (см. рис. 5).

Рис. 5. Слева. Результат наложения метровок на план раскопа в программе Adobe Photoshop CS3. Синим цветом выделен фрагмент разницы между двумя планами раскопа. Справа. Результат созданного фундамента на базе чертежей раскопа и фотограмметрии.