Wykorzystanie technologii VR i narzędzi web GIS w stereoskopowej wizualizacji zdjęć lotniczych

• Autorzy: Ślopek J.

Identyfikatory

DOI

10.14681/afkit.2017.003

Warianty tytułu

EN

Using VR technology and web GIS tools in stereoscopic visualization of aerial images

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Uzyskanie efektu widzenia przestrzennego osiąganego w trakcie stereoskopowej obserwacji par obrazów (np. zdjęć lotniczych) pozwala na lepsze zrozumienie analizowanej sceny. W prezentacji stereoskopowej obrazów stosuje się obecnie różne metody wykorzystujące m.in. dodatkowe urządzenia –okulary o różnej konstrukcji, lub ekrany o specjalnej powłoce. Poza koniecznością stosowania dodatkowego sprzętu, czy użycia specjalistycznego oprogramowania do wstępnego przetwarzania obrazów wejściowych, część ze wspomnianych metod napotyka ograniczenia związane z możliwością pracy jedynie z obrazami w odcieniach szarości, czy wiąże się z trudnym do wyeliminowania dyskomfortem. Celem niniejszej pracy było zbudowanie systemu prezentacji stereoskopowej zdjęć lotniczych, który połączy w sobie możliwości technologii urządzeń przenośnych, oprogramowanie webGISi technologię tzw. „wirtualnej rzeczywistości” (ang. Virtual Reality,VR). Metoda prezentacji stereoskopowej dobrana została tak, by zminimalizować ewentualny dyskomfort i móc maksymalnie wykorzystać możliwości jakie dają wspomniane technologie. Narzędzie działa w oparciu o bibliotekę Leaflet(JavaScript)stosowaną przy projektowaniu internetowych serwisów mapowych (geoportali). Zostało ono przygotowane tak, by w obserwacji stereopar można było wykorzystać okulary VR przeznaczone do współpracy z urządzeniami mobilnymi, takimi jak smartfon.

EN

Aerial photographs can benefit from being viewed in stereo. Such images give much better understanding of content of the scene with a help of depth cue, which adds the ability to distinguish between objects of differentheight and background. There are different methods of stereoscopic visualization developed for digital images which uses additional equipment, e.g. glasses with special filters or screens with special coating. In some of those methods an observer could encounter several restrictions related to the type of observed images or discomfort, which is hard to be eliminated. This paper presents a system for stereoscopic visualization of aerial images that combines the capabilities of mobile devices such as smartphone, webGIS software and Virtual Reality (VR) glasses. Combination of those devices and software makes a useful individual tool for viewing and analysing images which have a proper longitudinal coverage to make a stereo pair. The stereoscopic presentation method was chosen to minimize possible discomfort and to maximize the potential benefits of the aforementioned technologies. The system uses FOSS (Free and Open-Source Software), such as GDAL library, and ImageMagick to process stereo images before displaying them. Bash scripts were preparedfor convenient use of those software tools and automation of work. After preprocessing stage two sets of TMS image tiles are set for displaying in the user interface. System's GUI is an interactive web page which uses Leaflet -the JavaScript map library designed for preparing mobile-friendly web pages containing interactive maps. The system could be used also off-line, with user interface web page, tile images and JavaScript libraries stored on local drive. The system was tested with scans of photographic prints of photogrammetric aerial images. It is also possible to view in stereo other types of images, e.g. aerial photographs from UAVs or stereo mosaics from HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) mission. The system is designed to use images with 8-bit color depth in single channel or in three RGB bands (True Color images). For images with higher color depth (e.g. 12-bit) preprocessing and reducing color depth is required.

Słowa kluczowe

PL

widzenie stereoskopowe; rzeczywistość wirtualna; VR; webGIS; wizualizacja 3D; zdjęcia lotnicze; Open Source

EN

stereoscopic vision; virtual reality; VR; webGIS; 3D visualization; aerial images; open source

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 29
• Strony: 37--48
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz.

Twórcy

autor

Ślopek J.

• Zakład Geoinformatyki i Kartografii, Instytut Geografii i Rozwoju Regionalnego, Wydział Nauk o Ziemi i Kształtowania Środowiska, Uniwersytet Wrocławski

Bibliografia

• Abrate M., Bacciu C., Hast A., Marchetti A., Minutoli S., Tesconi M.2013. GeoMemories -A Platform for Visualizing Historical, Environmental and Geospatial Changes in the Italian Landscape. ISPRS International Journal of Geo-Information2(2), 432-455.
• Boulos M. N. K., Robinson L. R. 2009. Web GIS in practice VII: stereoscopic 3-D solutions for online maps and virtual globes,International Journal of Health Geographic8(1),59.
• Domański M.2010. Obraz cyfrowy. Reprezentacja, kompresja, podstawy przetwarzania. Standardy JPEG i MPEG. WKiŁ, Warszawa.
• Downing T.2011. Spies In The Sky: The Secret Battle for Aerial Intelligence During World War II.Little, Brown Book Group, London.
• Halle M., 1997. Autostereoscopic Displays and Computer Graphics. Computer Graphics31(2),58–62.
• Hast A., Marchetti A.2015. Stereo Visualisation of Historical Aerial Photos –a ValuableDigital Heritage Research Tool, Digital Heritage Conference Proceedings2, 663-666.
• Hast A., Marchetti A.2016. Stereo Visualisation of Historical Aerial Photos –an Useful and Important Aerial Archeology Research Tool, 2nd International Conference of Aerial Archaeology, Roma: http://www.iit.cnr.it/en/node/41603
• Kurczyński Z.2014. Fotogrametria.PWN, Warszawa
• Muehlenhaus I.2013. Web Cartography: Map Design for Interactive and Mobile Devices. CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton.
• Ostaficzuk S.1978. Fotogeologia. Fotointerpretacja i fotogrametria geologiczna. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa.
• Paszotta Z., Szumiło M.2012. Tworzenie ortofotomapy z cyfrowych zdjęć fotogrametrycznych przez Internet. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji24, 279-288.
• Peinsipp-Byma E., Rehfeld N., Eck R.2009. Evaluation of stereoscopic 3D displays for image analysis tasks, Stereoscopic Displays and Applications XX, Proceedings of SPIE-IS&T Electronic Imaging, SPIE7237.
• Petrie G., 2001. 3D Stereo-Viewing of Digital Imagery: Is Auto Stereoscopy the Future of 3D?, Geoinformatics4 (10), 24-29.
• Rojas G. M., Gálvez M., Vega Potler N., Craddock R. C., Margulies D. S., CastellanosF.X., Milham M. P.2014. Stereoscopic three-dimensional visualization applied to multimodal brain images: clinical applications and a functional connectivity atlas. Frontiers in Neuroscience8, 1-14.
• Sanders R. G.1984. Stereoscopy, Its History and Uses, Photogrammetric Engineering And Remote Sensing50(9), 1347-1359
• Shan J., Fu C.-S., Li B., Bethel J., Kretsch J., Mikhail E. 2004. Autostereoscopic Measurement: Priciples And Implementation, ASPRS Annual Conference, Denver: https://engineering.purdue.edu/~jshan/publications/2004/ASPRS_2004_p1984_Auto3D.pdf
• Stanley R. M.1981. World War II Photo Intelligence, Sidgwick & Jackson, London.
• STRONY INTERNETOWE:
• CODGiK –Centralny Ośrodek Dokumentacji Geodezyjnej i Kartograficznej, 2017: http://www.codgik.gov.pl/index.php/zasob/zobrazowania-lotnicze.html
• GDAL, Geospatial Data Abstraction Library, 2017: http://www.gdal.org/
• ─ GDAL –gdal_translate: http://www.gdal.org/gdal_translate.html
• ─ GDAL –gdalwarp: http://www.gdal.org/gdalwarp.html
• ─ GDAL –gdal2tiles.py: http://www.gdal.org/gdal2tiles.html
• HiRISE –High Resolution Imaging Science Experiment, 2017: https://www.uahirise.org/stereo/
• ImageMagick, 2017: https://www.imagemagick.org/script/index.php
• Leaflet –a JavaScript library for interactive maps, 2017: http://leafletjs.com/
• ─ Leaflet -plugin Sync: https://github.com/jieter/Leaflet.Sync
• NAPP –National Aerial Photography Program, 2017: https://lta.cr.usgs.gov/NAPP
• NCAP –National Collection of Aerial Photography, 2017: http://ncap.org.uk/
• Specyfikacja OSGeo TMS (Tile Map Service), 2017: http://wiki.osgeo.org/wiki/Tile_Map_Service_Specification
• Ślopek J., Stereoskopowa prezentacja zdjęć lotniczych z użyciem okularów VR, 2017: http://ff-tech.nazwa.pl/vr/manual/index.html