ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ STUDIJNÍ OBOR GEODÉZIE A KARTOGRAFIE STUDIJNÍ PROGRAM GEODÉZIE A KARTOGRAFIE BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ

STUDIJNÍ OBOR GEODÉZIE A KARTOGRAFIE STUDIJNÍ PROGRAM GEODÉZIE A KARTOGRAFIE

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE Zámek Třebešice – vyšetření geometrie vybraných kleneb Vedoucí práce Ing. Jindřich HODAČ, Ph.D. Katedra geomatiky

červen 2014

Marie TICHÁ

ABSTRAKT Téma bakalářské práce vzniklo za spolupráce Fakulty stavební a Fakulty architektury, konkrétně pana Ing. Jindřicha Hodače a doc. Ing. Michaela Rykla. Cílem práce bylo určit geometrii a případně postup stavby kleneb ve dvou místnostech v Třebešickém zámku. Tyto dvě místnosti byla každá stavěna v jiném časovém období a v jiném stavebním slohu. Klenba v barokní místnosti je nápadná svými ostrými hrany a neodpovídá tím své době, vypadá jako klenby stavěné ve středověku. Naopak klenba v renesanční místnosti, ačkoliv byla stavěna dříve než barokní klenba, vykazuje znaky mladší doby, než ve kterém byla stavěna. Úkolem bylo zjistit geometrii těchto kleneb a vyšetřit tuto nesrovnalost. Celá analýza probíhala formou dialogu. Mým úkolem bylo zaměřit obě místnosti pomocí laserového skenování, vytvořit 3D modely a pomocí příčných a podélných řezů modelů zjišťovat geometrii pomocí prokládání různých křivek. Poté po konzultaci s panem doc. Ryklem vybrat tu, která je stavebně nejpravděpodobnější. Výsledkem práce bylo zajímavé zjištění, že hlavní tunel barokní místnosti je tvořen eliptickou válcovou plochou. Elipsa v té době na venkově nebyla častým jevem. Získali jsme tak důkaz o schopnosti venkovských zedníků tvořit elipsy. Naopak klenba v renesanční místnosti nepřinesla žádné překvapení, je tvořena z křivek, které jsou pro její dobu typické, tedy válce s oválnou a kruhovou podstavou.

KLÍČOVÁ SLOVA Laserový skenovací systém, mračno bodů, registrace, prostorový model místností, Geomagic, příčné a podélné řezy, vyšetření geometrie, Microstation

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce

ABSTRACT The subject matter was created in cooperation with the Faculty of Civil Engineering and Faculty of Architecture, namely Mr. Ing. Jindřich Hodač a doc. Ing. Michael Rykl. The aim is to determine the geometry and policy arches in two rooms in the castle Třebešice. The vault in the Baroque room is striking with its sharp edges and does not by that time, it looks like the arch built in the Middle Ages. Conversely vault in the Renaissance room, although it was built before the baroque dome, shows signs of a younger, until which were built. The task was to determine the geometry of the vaults and investigate this discrepancy. The entire analysis took the form of a dialogue . My task was to determine the geometry using different curves, and after consulting with Mr. doc. Rykl choose the best The result was interesting to note that the main tunnel baroque room consists of an elliptic cylindrical surface. The ellipse at the time the country was not a frequent occurrence. We have gained evidence of the ability of rural masons to form an ellipse.Conversely vault in the Renaissance room yielded no surprise, is made up of curves that are typical for its time, a cylinder with oval and circular base.

KEYWORDS Laser scanning system, point cloud, data registration, spatial model of the cave, Geomagic,cross and longitudinal section, analysis, Microstation


Čestné prohlášení

Prohlašuji, že jsem tuto bakalářskou práci vypracovala samostatně, pouze za odborného vedení vedoucího bakalářské práce Ing. Jindřicha Hodače, Ph.D. Dále prohlašuji, že veškeré podklady, ze kterých jsem čerpala, jsou uvedeny v seznamu použitých zdrojů.

V Praze dne . . . . . . . . . . . .

..................... Marie Tichá


PODĚKOVÁNÍ Na tomto místě bych ráda poděkovala vedoucímu bakalářské práce Ing. Jindřichu Hodačovi, Ph.D. za odborné vedení a pomoc při zpracování této práce. Poděkování patří i panu doc. Ing. Ryklovi za odborné rady při analýze, rodině Valdových za vstřícný přístup během měření na zámku a v neposlední řadě také rodičům a přítelovi za podporu během studia.


OBSAH ÚVOD ........................................................................................................................................ 9 1 Popis a historie Třebešického zámku ................................................................................ 10 1.1 Popis ............................................................................................................................... 10 1.2 Historie ........................................................................................................................... 10 2 Volba technologie................................................................................................................. 12 2.1 Laserové skenování ......................................................................................................... 12 2.1.1 Použití laserového skenování ve stavebně historickém průzkumu .......................... 13 3 Použité přístrojové vybavení a software............................................................................ 14 4 Sběr dat a jejich příprava pro další zpracování ............................................................... 17 4.1 Dostupná dokumentace ................................................................................................... 17 4.2 Technologický postup prací ............................................................................................ 17 4.2.1 Rekognoskace .......................................................................................................... 17 4.3 Sběr dat pomocí laserového skenování ........................................................................... 18 4.3.1 Příprava laserového skeneru na stanovisku.............................................................. 18 4.3.2 Export měřených dat ................................................................................................ 19 4.4 Geodetické zaměření ....................................................................................................... 20 5 Zpracování a tvorba prostorového modelu ....................................................................... 21 5.1 Nastavení programu ....................................................................................................... 21 5.2 Úprava mračen bodů ...................................................................................................... 23 5.2.1 Upravení mračen bodů ............................................................................................. 24 5.3.1 Manuální registrace .................................................................................................. 26 5.3.2 Globální registrace ................................................................................................... 28 5.3.3 Renesanční místnost ................................................................................................. 28 5.3.3 Barokní místnost ...................................................................................................... 31 5.4 Další úpravy po registraci .............................................................................................. 34 6 Generování sítě .................................................................................................................... 35 6.1 Polygonová fáze .............................................................................................................. 35 7 Analýza ................................................................................................................................. 38 7.1 Technologie analýzy........................................................................................................ 38 7.2 Analýza - Renesanční místnost....................................................................................... 39 7.2.2 Výsledky analýzy renesanční místnosti ................................................................... 49 7.3 Analýza - Barokní místnost ............................................................................................. 50

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce 7.3.1 Výsledky analýzy barokní místnosti ........................................................................ 60 Závěr ........................................................................................................................................ 62 Použité zdroje.......................................................................................................................... 64 Seznam obrázků...................................................................................................................... 65 Seznam tabulek ....................................................................................................................... 67 Seznam příloh ......................................................................................................................... 68 A Obsah DVD ......................................................................................................................... 69 B Modely místností ................................................................................................................. 72 B1 Renesanční místnost ........................................................................................................ 72 B2 Barokní místnost .............................................................................................................. 73


ÚVOD Práce se zabývá tvorbou prostorových 3D modelů dvou místností v přízemí zámku a analýzou geometrie dvou typů kleneb nacházejících se v těchto místnostech. Po dobu své existence byl zámek mnohokrát upravován. Během 16. století, kdy v našich zemích převládal stavební sloh renesance, byla k zámku přistavěna místnost s první naší sledovanou klenbou. Po třicetileté válce okolo roku 1650 byla vystavěna barokní místnost s druhou naší sledovanou klenbou. Čerpáno z [10]. Při svém odborném zkoumání těchto kleneb zjistil pan doc. Ing. Michael Rykl, Ph.D., že vzhledem k době, kdy byly klenby vystavěny, si tvarově neodpovídají. Klenba v barokní místnosti je nápadná svými ostrými hranami, což by odpovídalo středověké tvorbě kleneb a ne době novověku, ve kterém byla vystavěna. Zatímco stavebně klenba v renesanční místnosti odpovídá klenbám stavěným v mladší době. Úkolem práce je tedy vytvořit kvalitní 3D modely místností a na základě těchto modelů vytvořit podélné a příčné řezy. Pomocí řezů pak vyšetřit geometrii daných kleneb a na jejím základě upřesnit jejich tvorbu. Výsledek práce pak poslouží nejen k důkladnějšímu porozumění stavebního vývoje zámku, ale poznatky zde zjištěny pak také mohou sloužit jako případný návod pro podobný stavebně historický průzkum. První část práce je věnována historii objektu, výběru technologie laserového skenování a jejímu principu. Dále se zmiňuje o použitých přístrojích a software. Následně je text práce rozdělen do dvou stěžejních částí – tvorba 3D modelu a vyšetřování geometrie. V první ze dvou jmenovaných částí se tedy práce podrobněji zabývá celým procesem tvorby od snímání bodů, přes export, úpravy mračna a úpravy trojúhelníkové sítě až k hotovým „vodotěsným“ 3D modelům. V druhé stěžejní kapitole pak bude podrobně popsán průběh vyšetřování geometrie kleneb. V závěru práce jsou pak shrnuty výsledky tvorby modelů a analýzy jednotlivých kleneb.

9


1 Popis a historie Třebešického zámku 1.1 Popis Zámek Třebešice je pozdně barokní zámecká dvoukřídlová jednopatrová budova s vížkou nad valbovoui střechou ve stejnojmenné obci v okrese Benešov. K zámku patří barokní špýcharii s volutovýmiii štítem, stáje s klenbami a bývalý lihovar. Zámek i špýchar jsou částečně podsklepené. V současnosti prochází zámek postupnou rekonstrukcí, veřejnosti je prozatím nepřístupný. Čerpáno z [1].

1.2 Historie Podle farní kroniky stávala ve 13. století v místech, kde se dnes říká „V ohradách“, tvrz Třebešice, na vršku proti ní další tvrz Debrník a nedaleko dnešní kostel Všech svatých, jehož kruhová románská apsida potvrzuje značnou starobylost. Zakladatelé byli Valkoun, Jan a Jaroslav, vladykové usedlí na Třebešicích. V době husitské se osadníci přidrželi kalicha. V polovině 15. století zdejší rytíř Valkoun z Třebešic se svými zbrojnoši pomáhal Jiřímu z Poděbrad dobývat Prahu. Brzy nato však zdejší rod vymírá, takže roku 1544 dal do obnovených Zemských desk vložit své dědictví rytíř Václav Záhora ze Záhoří. V Třebešicích to byla tvrz, poplužní dvůr a ves. V Debrníku pak dva kmetcí dvory a kostelní podací právo. Asi v této době opustili Záhorové starou tvrz v Debrníku a vystavěli si nové sídlo blíže kostelu. Tento kostel i zámek nazvali Třebešice a jméno Debrník upadlo v zapomenutí. Z roku 1599 je záznam o koupi panství rytířem Václavem Věžníkem z Věžníka. Roku 1651 prodávají Věžníkové Třebešice rytíři Tomáši Sohierovi z Windmühle. V roce 1704 získala zámek Judita Alžběta hraběnka z Götzu, manželka Jana Maxmiliána hraběte z Götzu. V roce 1752 prodala Marie Barbora z Roggendorfu, rozená z Götzu, zámek Emauzskému klášteru v Praze. Klášter byl vlastníkem zámku až do roku 1924, kdy jej koupil pan František Šesták. Po násilném vystěhování rodiny Šestákovy v 50. letech užívalo zámek místní JZD.

10

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce Od roku 2008 je zámek v soukromých rukou rodiny Valdových, kteří ho od roku 2009 začali z vlastních zdrojů, s pomocí Ministerstva kultury a Evropské unie rekonstruovat. Čerpáno z [1].

Obr. 1: Zámek Třebešice léto 2010

Obr. 2: Zámek Třebešice březen 2009

[Zdroj: http://www.zamektrebesice.cz/]

i

Valbová střecha - má na obou koncích místo štítů šikmé střešní roviny čili valby

ii

Špýchar - je budova sloužící k uskladnění vymláceného obilí.

iii

Volutový štít - je spirálovitý motiv různých soustav výzdoby, který konstrukčně vychází z archimedovy spirály

11


2 Volba technologie Technologie laserového skenování byla vybrána už před zadáním práce, jelikož bylo známo, že se bude dělat tvorba přesné měřické dokumentace kleneb. Z tohoto důvodu nebyly uvažovány jiné postupy měření.

2.1 Laserové skenování Laserové skenování je metoda založená na neselektivním určování prostorových souřadnic bodů objektu. Provádí se laserovým skenerem automaticky podle nastavených parametrů. Principiálně se jedná o totální stanici s bezhranolovým odrazem. Určují se vzdálenosti bodů od zdroje laseru metodou tranzitního času nebo fázového rozdílu. Lze měřit až sta tisíce bodů za vteřinu. Výsledkem laserového skenování je tzv. mračno bodů. To znamená, že laserovým skenerem nepořizujeme snímky a nemáme k dispozici texturu. Čerpáno z [2].

Obr. 3: Ukázka selektivního a neselektivního určování bodů [Zdroj: http://k154.fsv.cvut.cz/vyuka/geodezie/lsk.php/ - přednáška č. 1]

12

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce 2.1.1 Použití laserového skenování ve stavebně historickém průzkumu Vhodnost použití laserových systémů pro zaměření památek vychází už z definice samotného laserového skenování. Pomocí tisíců bodů pravidelně rozmístěných po celém objektu lze v určitém software vytvořit model objektu s požadovanou přesností (obr. 4). Přesnost prostorového určení bodů se dnes pohybuje v rámci milimetrů.

Výhodou této technologie je tedy zaměření nadbytečného počtu (tisíce až miliony) bodů během velmi krátké doby – měření na jednom stanovisku se počítá v jednotkách minut. Naopak nevýhodou může právě být těch milion bodů, čímž je prodloužena doba zpracování v kanceláři a zvyšují se nároky na hardwarové vybavení počítačové techniky. Zároveň limitujícím faktorem může být i vyšší pořizovací cena skenovacích systémů.

Obr. 4: Ukázka podrobnosti modelu oproti skutečnosti

13


3 Použité přístrojové vybavení a software Při zpracování bakalářské práce byly použity následující přístroje a software:

Totální stanice Trimble Zeiss 3603 DR

Ke geodetickému zaměření bodů pro srovnání mračen do vodorovné roviny byla použita totální stanice Trimble Zeiss 3603 DR zapůjčená katedrou geomatiky.

Obr. 5: Totální stanice Trimble Zeiss 3603 DR

[Zdroj:http://www.sklaser.co.kr]

Vybrané technické parametry Zvětšení 30x Přesnost měření úhlů 0.9mgon Přesnost měření délek ve STD režimu ±3mm ±2ppm Rozlišovací schopnost 0,1mm Divergence paprsku 0,4mrad Tab. 1: Totální stanice: Výběr z technické dokumentace [3]

14

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce 3D laserový skener Surphaser 25HSX

Při skenování prostorů místností byl použit fázový laserový skener Surphaser 25HSX zapůjčený katedrou geomatiky. Fázový skener znamená, že určování délek od skeneru k měřenému bodu probíhá pomocí fázového rozdílu – dálkoměr vyšle modulovanou vlnu o určité fázi. Od měřeného bodu se vrátí vlna o jiné fázi. Rozdíl těchto fází charakterizuje měřenou délku. Protože nelze určit kolik bylo celých vln v měřené délce, používá se více modulovaných vln (např. vlny délek 1000m, 10m a 1m ). Čerpáno z [11].

Obr. 6: Laserový skener Surphaser 25HSX [Zdroj:http:// www.surphaser.com]

Vybrané technické parametry

Přesnost Rychlost měření Rozsah zorného pole Doporučená pracovní vzdálenost

submilimetry 216 tisíc až 1,2 milionu bodů za sekundu 360˚ x 270˚ 0,4m až 30m

Tab. 2: Laserový skener: výběr z technické dokumentace[4]

SurphExpress Standard ver. 2.20

Tento SW byl použit pro ovládání skeneru v průběhu měření a při exportu naměřených dat. Program SurphExpress umožňuje konverzi naměřených dat do různých 3D formátů, které mohou být následně zpracovány v programech Geomagic, Cyclone a jiné. 15


Groma v.8

Groma je geodetický systém určen ke komplexnímu zpracování geodetických dat od surových údajů přenesených z totální stanice až po výsledné seznamy souřadnic, výpočetní protokoly a kontrolní kresbu. Lze v něm řešit všechny geodetické údaje. Umí zpracovávat data ve formátech všech běžných záznamníků, dávkově i jednotlivě. Čerpáno z [5].

Geomagic Studio 10

Po exportu dat byl pro vytvoření modelu použit program Geomagic Studio 10. Tento program je určen pro tvorbu přesných 3D modelů různých objektů ve formě mračen bodů, trojúhelníkových sítí, parametrických CAD modelů či NURBS (Non-uniform rational basis spline – matematický model pro generování a reprezentování křivek a ploch). Během zpracování lze data očišťovat, redukovat, opravovat, transformovat nebo analyzovat. Výsledný 3D model lze uložit do formátů podporovaných mnoha CAD softwary jako například AutoCAD civil 3D či MicroStation.

Microstation V8i (SELECTseries 2)

Pro analýzu byl použit CAD program MicroStation V8i. Program umožňuje zpracování vektorových 2D i 3D dat. V případě 3D dat umožňuje program vytvářet modely objektů a budov, které jsou elektronickou simulací reálných objektů. Základním formátem programu je *.dgn, ale jsou možné importy i z jiných CAD programů jako *.dxf či *.dwg. Obrázky umí zapsat ve formátech *.jpeg nebo *.bmp, animace pak ve formátu *.avi. Čerpáno z [12].

16


4 Sběr dat a jejich příprava pro další zpracování V této kapitole bude popsán technologický postup prací, výsledky rekognoskace a způsob měření a export dat z laserového měření i z geodetického zaměření.

4.1 Dostupná dokumentace K zámku bylo v roce 2009 vytvořeno zaměření současného stavu v měřítku 1:50 v místní soustavě. Pro naše účely však sloužilo pouze jako orientační plán. Plán je k dispozici na přiloženém DVD v podsložce tvorba modelů ve složce laserové skenování pod názvem Půdorys přízemí.

4.2 Technologický postup prací Celý proces měření trval jeden den a probíhal takto: - rekognoskace místností a rozvržení stanovisek a spojovacích bodů (jako spojovací body byly použity tzv. koule) - připojení laseru k počítači a nastavení vstupních parametrů - skenovaní na všech předem zvolených stanoviscích - geodetické zaměření významných bodů vždy z jednoho stanoviska uprostřed místnosti

4.2.1 Rekognoskace Během rekognoskace místností bylo zjištěno: Renesanční místnost - nebude potřeba externích vlícovacích bodů tzv. koulí, - bude potřeba tří skenů, dva pod vrcholem daného klenebního pole, jeden na druhé straně překladu (obr. 7).

17


Barokní místnost (obr. 7) - bude potřeba externích vlícovacích bodů pro spojení skenů částí místností (dodatečně byla tato místnost rozdělena příčkou), - bude potřeba čtyř skenů, dva pod vrcholy klenebních polí v hlavní místnosti, jeden pod vrcholem klenebního pole ve vedlejší místnosti a poslední ve dveřích mezi místnostmi pro spojení skenů v následném zpracování.

Obr. 7: Půdorys přízemí zámku s vyznačením místností a postavením skeneru

4.3 Sběr dat pomocí laserového skenování Měření zahrnuje sběr prostorových dat v podobě lokálních souřadnic od stanoviska skeneru.

4.3.1 Příprava laserového skeneru na stanovisku V programu SurphExpress, ke kterému byl po celé měření prostřednictvím notebooku připojen skener, byly nastaveny parametry měření (obr. 8). Parametry byly nastaveny na kartě 18

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce Scan hlavní nabídky. Po konzultaci s panem Ing. Janem Řezníčkem bylo ponecháno výrobcem přednastavené nastavení programu kromě nastavení rozlišení a zorného pole. Rozlišení bylo nastaveno na 5mm pro nominální délku 10m, což pro naší maximální vzdálenost zhruba 3m od skeneru bylo naprosto dostačující. Zorné pole bylo nastaveno na hodnotu full volume, tedy rozsah 360˚ x 270˚ s tím, že slepé místo je pod skenerem. Samotný proces skenování byl spuštěn tlačítkem Scan a délka jednoho měření se pohybovala okolo dvou minut. Celé měření pak trvalo u renesanční místnosti okolo 12 minut a u barokní 20 minut.

Obr. 8: Nastavení parametrů v programu Surphexpress

4.3.2 Export měřených dat Měřená surová data ve formátu *.raw bylo potřeba vyexportovat do formátu zpracovatelného v Geomagicu. Export dat proběhl opět v programu SurphExpress Standard ver. 2.20. Nejprve byla nahrána data přes hlavní nabídku File – load scan. Následně měly být nastaveny parametry exportu, které opět po konzultaci s panem Ing. Řezníčkem byly 19

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce ponechány přednastavené výrobcem a definováno bylo pouze zorné pole na úplnou scénu, což je v našem případě 360˚ x 270˚. Poté byla data exportována pomocí tlačítka Export (obr. 9) do matematické souřadnicové soustavy X, Y, Z s příponou *.xya. Surová naměřená data a vyexportovaná data jsou součástí přiloženého DVD ve složce naměřená data ve formátu *.c3d a vyexportovaná data ve formátu *.xya .

Obr. 9: Postup při exportu

4.4 Geodetické zaměření Geodetické měření spočívalo v zaměření výrazných bodů po obvodu místnosti. V renesanční místnosti bylo zaměřeno 9 bodů, většinou na výstupcích patek kleneb. V barokní místnosti bylo zaměřeno 14 bodů, převážně na vrcholech klenebních polí, na dveřích a na výrazných cihlách. Body byly určeny polárními souřadnicemi v místní soustavě a to v každé místnosti zvlášť – měření na sebe nenavazovalo. Data z totální stanice pak byla vyexportována ve formátu záznamníku Trimble zpracovatelného v programu Groma. Funkcí Polární metoda dávkou byly vypočteny souřadnice X, Y vzhledem ke stanovisku s orientací vždy na první měřený bod. Přehledka bodů včetně detailů, měřených dat, výpočetního protokolu a seznamu souřadnic jsou ve složce geodetické zaměření v přiloženém DVD. 20


5 Zpracování a tvorba prostorového modelu Z předchozího zpracování máme k dispozici 7 skenů ve formátu *.xya, kdy každý sken obsahuje souřadnice mračna, které jsou vypočteny ve své lokální matematické soustavě. Pro vytvoření celkového 3D modelu obou místností bylo potřeba všechny skeny očistit, zredukovat počet bodů, odstranit případný šum a následně pospojovat dohromady pomocí spojovacích bodů do jednoho celku tak, aby byly ve stejné matematické soustavě. Jako nevhodnější program pro tyto úkoly byl zvolen software Geomagic Studio 10.

5.1 Nastavení programu Před samotným zpracováním bylo v programu Geomagic Studio 10 nastaveno určité nastavení pro lepší zpracování a manipulaci s mračny. V záložce Tools – Options -* byly nastaveny tyto hodnoty parametrů: -* General – Directions – nastavení složky pro otvírání a ukládání souborů (obr. 10)

Obr. 10: Nastavení adresářů

21

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce -* General – File I/O - nastavení jednotek výkresu (Default Units), - vypnutí automatického ukládání (Autosave: Create a recovery file every) – nastavení hodnoty Sample Ratio (Keep Ful Data on Sampling) – toto nastavení slouží k načtení všech bodů mračna (obr. 11)

Obr. 11: Nastavení načtení dat

-* General – Memory – nastavení využití fyzické paměti RAM a tzv. odkládací SWAP paměti (obr. 12)

Obr. 12: Nastavení paměti

-* Graphics – Primitive Settings – nastavení maximálního počtu zobrazovaných bodů při statickém (Static – Max points) i dynamickém pohledu (Dynamic – Max Points). Toto nastavení umožňuje rychlejší manipulaci s objemnými daty (obr. 13). 22


Obr. 13: Nastavení zobrazení a manipulace s mračny

K nastavení programu byly čerpány informace z [6].

5.2 Úprava mračen bodů Po zvoleném nastavení byla do programu

Geomagic načtena jednotlivá mračna

v prostorovém textovém formátu s koncovkou *.xya pomocí záložky File – Open. Po načtení mračen byla použita funkce view – shade – shading points pro lepší vizualizaci bodů (obr. 14, obr. 15).

Obr. 14: Mračno před použitím funkce shading points

Obr. 15: Mračno po použití funkce shading points

23


5.2.1 Upravení mračen bodů Nevýhodou neselektivního sběru dat je, že získáme i data, která nejsou potřeba (např. data získána otevřenými okny, dveřmi, podlaha či překážky zakrývající sledovaný objekt). Z tohoto důvodu je potřeba po načtení jednotlivých mračen, ořezat oblasti mimo zájmový objekt. K tomu slouží funkce Selection Tools a vní výběry pomocí polygonu, lasa, obdélníku či elipsy. (obr. 16).

Obr. 16: Ukázka smazání zbytečných dat

Po ručním smazání je výhodné použít i funkce: - Select Disconnected (Výběr odlehlých oblastí) – tato funkce vybere odlehlé oblasti, pokud ale bylo pečlivě provedeno ruční mazání, funkce nenajde žádné oblasti. - Select Outliers (Výběr odlehlých bodů) – tato funkce vybere body, které jsou z důvodu například hrubých chyb nebo velkého šumu odlehlé. Intenzitu šumu je možné volit položkou senzitivity. Program sám po spuštění funkce vyhledá body, které by mohly být způsobeny právě šumem či hrubými chybami (obr. 17). Pokud se na objektu vyskytují drobné objekty, je potom dobré tento výběr redukovat či zvyšovat právě položkou senzitivity.V našem případě, kdy nemáme žádné drobné detaily a jde nám jen o odstranění šumu, program sám vybral vhodné body. Proto položka senzitivity nebyla použita.

24


Obr. 17: Ukázka použití funkce Select Outliers

Smazáním nepotřebných dat, odlehlých bodů a oblastí byla snížena celková velikost mračen. Vzhledem k nastavení rozlišení při skenování však stále obsahují nadbytečný počet bodů (zhruba 20 milionů bodů). K redukci těchto dat je v Geomagicu

velmi důležitá funkce

Uniform Sample (Sjednocení vzorkování). Tato funkce umožňuje sjednocení vzorkování celého mračna s výjimkou oblastí s velkou křivostí, kde se ponechává plný počet bodů. Tím se může velikost mračen snížit až na desetinu původní velikosti bez ztráty kvality. V našem případě byla všechny mračna sjednocena na 7mm (tato hodnota je nejoptimálnějším výsledkem mnoha různých nastavení, jak z hlediska přesnosti, tak z hlediska velikosti mračen ), to znamená, že body na místech s nulovou křivostí jsou od sebe vzdáleny 7mm, zatímco body s maximální křivostí zůstaly nezměněny (obr. 18). Vzhledem k velkému počtu bodů v jednotlivých mračnech (v renesanční místnosti se počet bodů mračen pohybuje okolo 15 mil. bodů v barokní okolo 20 mil. bodů) nastal problém s nahráním mračen a následným zpracováním v Geomagicu. Z tohoto důvodu byla mračna rozřezána zhruba na třetiny, které pak byly očištěny a sjednoceny na 7mm zvlášť. Tím výrazně klesla velikost jednotlivých třetin mračen, které pak byly spojeny přes příkaz Points – Merge points do jednoho mračna a opět sjednoceny na 7mm. Takto byla získána upravená mračna s třetinovým až čtvrtinovým počtem bodů.

25


Obr. 18: Ukázka sjednocení vzorkování bez ztráty bodů v místech s maximální křivostí

5.3 Registrace

Důležitou funkcí při tvorbě 3D modelu je spojení všech mračen do jednoho lokálního matematického systému. K tomuto účelu slouží v programu Geomagic dvě funkce: - Manual registration (manuální registrace) – proces je založen na definování páru odpovídajících si bodů překrývajících se oblastí dvou skenů. - Global registration (globální registrace) – v případě více skenů s překrývajícími se oblastmi je možné provést zpřesnění registrace, která je v tomto programu založena na minimalizaci vzdáleností překrytových oblastí.

5.3.1 Manuální registrace Jak už bylo napsáno, manuální registrace spojuje mračna pomocí definovaných párů bodů v překrytové oblasti. Funkce se nachází v menu Tools - Registration – Manual Registration. Po jejím spuštění se pracovní okno rozdělí na tři části (obr. 19): - fixed okno – zde se navolí mračno, jehož poloha se nebude měnit, respektive do jeho lokální soustavy se připojí všechna ostatní mračna - floating okno – zde se navolí mračno, které bude připojeno k mračnu v okně fixed 26

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce - okno s oběma skeny – zde se ukáže poloha obou skenů během manuální registrace

Obr. 19: Ukázka rozmístění tří oken při manuální registraci

Samotná registrace pak spočívá v postupném připojování jednotlivých skenů ke skupině, která je tvořena buď prvním fixním mračnem nebo už spojenými mračny. Připojení probíhá tak, že do okna fixed je vybráno pevné mračno, do okna float mračno, které bude připojeno a v obou mračnech jsou vybrány minimálně 3 identické body volené tak, aby nebyly v jedné stěně objektu. Poté je stisknuto tlačítko Register v levé části obrazovky a v dolním okně se obě mračna připojí dohromady. Tím je vytvořena skupina a k té jsou připojována další mračna. Přesnost manuální registrace je vyjádřena: - Average distance (průměrná vzdálenost) -Standard Deviation (směrodatná odchylka) 27


5.3.2 Globální registrace Tato funkce zpřesňuje výsledky manuální registrace a spojí mračna do jednoho lokálního matematického systému. Nachází se v menu Tools – Registration – Global Registration. Při použití funkce byly použity dvě nastavení: - přednastavené výrobcem s položkou sample size nastavenou na maximální hodnotu (ve verzi Geomagicu Studio 10 je to 10 000bodů) - vlastní nastavení s položkou sample size nastavenou na maximální hodnotu, toto nastavení bylo použito dle [6] Položka sample size uvádí kolik bude použito náhodně vybraných bodů k výpočtu globální registrace.

5.3.3 Renesanční místnost V této části budou uvedeny nastavení a výsledky jednotlivých registrací pro místnost přistavěnou v době renesance. Manuální registrace

Jako fixní mračno bylo zvoleno mračno č. 1, ke kterému bylo připojeno mračno č. 2 (obr. 20). K této skupině pak bylo připojeno třetí mračno (obr. 21). Vzhledem k tomu, že manuální registrace slouží pouze k přibližnému spojení mračen a k jejímu definování stačí pouze tři body, byly vždy ke spojení použity čtyři body. Dva body na každé stěně. Po výpočtu manuální registrace mračna nevykazovala žádnou vizuální odchylku. Stěny na sebe navazovaly a nebylo poznat, která mračna jsou která. Z tohoto důvodu jsem usoudila, že takovéto rozložení bodů je dostatečné. Což je vidět i z výsledných charakteristik manuální registrace (obr. 22).

28


Obr. 20: Volba identických bodů mezi mračny 1 a 2

Obr. 21: Volba identických bodů mezi skupinou mračen 1,2 a mračnem 3

Charakteristiky manuální registrace všech tří mračen:

Obr. 22: Výsledky manuální registrace

29


Globální registrace

Globální registrace byla provedena dvakrát se dvěma typy nastavení. Vlastní nastavení, které bylo převzato z [6], spočívá ve změně výpočetních parametrů v nastavení globální registrace. V menu Tools - Options – Operations – Registration – Global Registration byly provedeny tyto změny (obr. 23):

Obr. 23: Rozdíl v nastavení globální registrace

30


Přesnost globální registrace je charakterizována stejně jako manuální registrace (obr. 24):

Obr. 24: Výsledky globální registrace pro obě nastavení

Z tabulek je patrné, že vlastní nastavení globální registrace dává o trochu lepší výsledky, proto při dalším zpracování je použit model spojený pomocí vlastního nastavení globální registrace.

5.3.3 Barokní místnost V této části bude uvedeno nastavení a výsledky jednotlivých registrací pro barokní místnost.

Manuální registrace

Jako fixní mračno bylo zvoleno mračno č. 4, ke kterému bylo připojeno mračno č. 5. K této skupině pak byla připojena skupina mračen 6 a 7 (obr. 25). Pro spojení mračen 4 a 5 bylo použito 6 spojovacích bodů. Snahou bylo mít alespoň jeden spojovací bod na každé stěně a na stropu, aby spojení proběhlo všude co nejlépe. Pro spojení mračen 6 a 7 byly zvoleny jen tři body, jejichž rozmístění je určeno mnoha pokusy o co nejlepší výsledky registrace.

31


Obr. 25: Volba identických bodů na všech postupně připojených mračnech

Při rekognoskaci místností bylo očekáváno, že nastane problém při připojení části místnosti za příčkou k hlavní, proto byly použity externí vlícovací body („koule“). Při zpracování bylo zjištěno, že tyto body jsou nepoužitelné (program Geomagic pro volbu bodů potřebuje jasně 32

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce definovatelné body v každém mračnu, koule jsou bohužel v každém mračnu zaměřeny jen zčásti a protože mají určitý poloměr, zhruba 20cm, nejsou to dostatečně přesné body pro tento postup. Tyto koule jsou vhodné například v programu Cyclone, který dokáže části koulí aproximovat celou koulí o daném poloměru a dokáže je brát jako jeden bod) a je lepší použít výrazné body v místnostech. I přesto nastaly potíže při připojování této části místnosti. Tento problém byl částečně eliminován tím, že mračno obsahující malou místnost bylo ořezáno tak, aby obsahovalo pouze body malé místnosti bez bodů, které byly viditelné skrz dveře. Takto ořezané mračno bylo spojeno s mračnem pořízeným ve dveřích spojujících obě místnosti. Tato skupina pak byla spojena se skupinou mračen hlavní místnosti. Tento postup dával ve směrodatné odchylce lepší výsledky zhruba o 2cm (obr. 26).

Obr. 26: Charakteristiky přesnosti manuální registrace při spojení všech mračen zvlášť (vlevo) a při spojení dvou skupin (vpravo)

Obecně jsou tyto charakteristiky horší než u renesanční místnosti, ale to je právě dáno nedostatečným počtem identických bodů při připojení hlavní a malé místnosti. Vzhledem k možnostem postavení skeneru však nešlo dosáhnout lepší přesnosti. Otázkou zůstává, zda by bylo možno dosáhnout lepších výsledků, při využití externích vlícovacích bodů a jiného software pro zpracování (např. Cyclone). V našem případě je však tato přesnost dostačující. Jedná se totiž pouze o přibližné spojení mračen, konečné spojení je dáno globální registrací, která nám dává jasnější výsledky o přesnosti spojení. A právě výsledky globální registrace jsou pro nás, v případě příznivých výsledků manuální registrace, směrodatné. Globální registrace

Globální registrace byla provedena dvakrát se dvěma typy nastavení, viz kapitola 6.3.2 Renesanční místnost odstavec Globální registrace. Přesnost globální registrace je charakterizována stejně jako manuální registrace (obr. 27). Z výsledků globální registrace u této místnosti už je viditelnější výhoda použití vlastního nastavení globální registrace, a je zde také patrné proč jsou výsledky manuální registrace naprosto dostačující.

33

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce Pro další zpracování je opět využit model vzniklý po globální registraci s vlastním nastavením.

Obr. 27: Výsledky globální registrace pro obě místnosti

5.4 Další úpravy po registraci Abychom ze spojených mračen bodů dostali jedno mračna v jedné lokální matematické soustavě, je nutno mračno spojit do jednoho pomocí funkce Merge Points Objects, která se nachází v záložce Points. Spojením mračen do jednoho mračna mohlo dojít ke zdvojení či ztrojení bodů na stejných místech. Ke snížení tohoto šumu slouží funkce Points - Reduce Noise. Funkci je ale nutno použít s opatrností, neboť v případě velkého šumu a malých detailů, může dojít ke ztrátě těchto detailů.

34

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce Na závěr už byla obě dvě spojená mračna sjednocena na 8mm funkcí Uniform Sample. Sjednocení na 8mm bylo zvoleno jako vhodné jak z hlediska přesnosti, tak z hlediska velikosti mračen a jeho zpracování v Geomagicu (Obr. 28).

Obr. 28: Upravená mračna a sjednocená na 8mm renesanční místnosti (vlevo) a barokní místnosti (vpravo)

Upravená mračna a sjednocená na 8mm jsou součástí přiloženého DVD v podsložce barokní místnosti a renesanční místnost ve složce tvorba modelů pod názvem RM_upravená a BM_upravená ve formátech *.obj a *.wrp.

6 Generování sítě Pro další zpracování bylo nutné z mračen bodů vytvořit trojúhelníkovou síť. Tato síť se vygeneruje pomocí funkce Points – Wrap. Po generaci vznikne nedokonalá síť s mnoha otvory, která je nutno upravit tak, abychom dostali „vodotěsný“ 3D model.

6.1 Polygonová fáze Abychom mohli vzniklou trojúhelníkovou síť upravovat, musí být Geomagic v tzv. polygonové fázi. Do této fáze se program sám přepne po použití funkce Wrap. 35

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce Vzniklé otvory v modelu byly vyplněny pomocí funkce Fill Holes. Funkce obsahuje řadu nástrojů, pomocí nichž mohou být otvory zaplněny (obr. 29): - Fill – tento nástroj zaplní vybraný otvor sítě. V případě, že okraje otvoru jsou ostré či nekvalitní je možno použít nástroj Clean Up - Fill partial – tento nástroj vyplní i ne zcela uzavřený otvor tím, že je nadefinován okraj otvoru - Create Bridges – tento nástroj zaplní oblasti, které nejsou uzavřeny na dvou stranách Pro vyplnění otvorů byla převážně používaná funkce Fill Partial. Otvory modelů vedly mimo sledované objekty, v zásadě šlo vždy o otvory na styku dvou stěn. Z tohoto důvodu nebylo nutno otvory nijak vymodelovávat, stačilo jen prodlužovat stěny k jakémusi průsečíku a k tomu byla právě funkce Fill partial nejvhodnější.

Obr. 29: Síť před a po použití funkce Fill Holes

Po vyplnění všech otvorů nám vznikly vodotěsné 3D modely obou místností (obr. 30, obr. 31). Oba modely ve formátu *.wrp a *.obj jsou součástí přiloženého DVD v podsložce tvorba modelů ve složkách renesanční místnost a barokní místnost pod názvem RM_hotová a BM_hotová. Celé zpracování v programu Geomagic probíhalo dle [7].

36


Obr. 30:Upravený „vodotěsný“ model renesanční místnosti

Obr. 31: Upravený „vodotěsný“ model barokní místnosti

37


7 Analýza V této kapitole bude popsáno, jakým způsobem byla prováděna analýza geometrie obou kleneb. Zpracování probíhalo v programu MicroStation. Aby mohla být provedena věrohodná analýza, bylo potřeba konzultovat s panem Ryklem, jakým způsobem byly klenby v době vzniku stavěny a které křivkové plochy byly v té době používány.

7.1 Technologie analýzy Na základě konzultace byly zjištěny tyto důležité body: • klenby byly stavěny pomocí prkenného bednění, které bylo vytvořeno na zemi, • klenby v té době měly tvar křivkových ploch (konkrétně: oblouků, kružnic a elips), • křivkové plochy byly vytvářeny za pomocí provázku o délce v násobcích palců či půl palců a hřebíku, • případné nedokonalosti byly opravovány pomocí omítky – tloušťka omítky 3cm byla zjištěna měřením, na některých místech však dosahovala i 6cm (obr. 32), • výrobní tolerance kleneb se pohybuje okolo 2cm, • geometrie bude vyšetřována na řezech v zadavatelem definovaných místech.

Z těchto bodů vyplynul technologický postup analýzy: • místnosti musí být srovnány do roviny, aby mohly být udělány řezy vypovídající o geometrii kleneb, vlivem nevodorovnosti skeneru jsou totiž trochu nakloněné • každým řezem budou proloženy všechny 3 možné křivkové plochy a budou určovány odchylky od řezu, • dle velikostí odchylek bude určeno, která křivková plocha aproximuje klenbu v celém jejím průběhu nejlépe, • na závěr bude řečeno, jakým způsobem mohla být klenba vystavěna. 38

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce K popisu technologie analýzy byly využity také poznatky z [8].

Obr. 32: Vlevo tloušťka omítky 3cm, vpravo tloušťka omítky 6cm

7.2 Analýza - Renesanční místnost V této části bude popsáno řešení analýzy renesanční místnosti (obr. 33).

Obr. 33: Renesanční místnost

39

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce Srovnání 3D modelu

Největším problém práce v Geomagicu bylo srovnání místností do roviny. Tímto problémem se zabývá diplomová práce Martina Doronga [6], bohužel transformace řešená v této diplomové práci byla pro naši práci složitá (jednalo se naprogramování transformací a následné hledání vhodného tvaru souboru pro import do Geomagicu, který bohužel pan Morong v diplomové práci neuvedl a bez dokonalé znalosti této problematiky, která by zabrala mnoho času, to pro mě byla slepá ulička). Z tohoto důvodu se přešlo na náhradní řešení – místnosti byly srovnány ručně otáčením od oka podle souřadnicových os pomocí funkce Tools – Transform – Edit Transform (obr. 34).

Obr. 34: Ukázka ruční transformace renesanční místnosti

40

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce Volba řezů Řezy byly voleny tak, aby s ohledem na požadavky zadavatele vystihly sledované jevy (obr. 35). Pro určení hlavního tunelu bylo důležité udělat příčné řezy zhruba metr od sebe, aby se zachytily případné deformace. Pro vyšetření klenebních výsečí byly důležité podélné řezy na koncích výsečí pro určení podstavy a dále řezy po zhruba 20 cm pro určení plochy celé výseče. Byly potřeba také příčné řezy pro zjištění, jak byly klenby na hlavní tunel nasazeny.

Obr. 35: Volba řezů

Na obrázku jsou řezy H, pro určení hlavní křivkové plochy celé místnosti, vyznačeny fialovou barvou, řezy V, pro určení způsobu nasazení výsečí na hlavní plochu, vyznačeny zelenou barvou, řezy O, pro určení tvaru výsečí, vyznačeny červenou barvou a řezy Z, pro určení plochy výsečí, modrou barvou. Analýza řezů Řezy byly vytvořeny v programu Geomagic pomocí funkce Polygons – Curves by Section. Potom funkcí Curve – Create Points byly liniové řezy nahrazeny body s milimetrovými mezerami. Linie byly nahrazeny body z toho důvodu, aby se při analýze v MicroStationu dalo na tyto body přichytávat. 41

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce Následně byly bodové řezy uloženy jako soubor *.dxf, který lze bez problému nakonvertovat do MicroStationu. V MicroStationu pak byly řezy prokládány kružnicí, elipsou či obloukem a to tak, že křivky byly vedeny buď po omítce nebo po zdivu, aby nedocházelo ke zkreslení aproximace. Což při tloušťce minimálně 3cm bylo velmi důležité.

Řezy hlavního tunelu H

Pomocí hlavních řezů má být určeno z jaké hlavní plochy je místnost vytvořena. Řezy jsou od sebe vzdáleny zhruba 1m. Jako první byla řezem H1 (obr. 36) vedena kružnice. Křivka byla proložena metodou tří bodů tak, aby na obou stranách patek zbývaly 3cm pro omítku (patky totiž byly dodatečně tvořeny omítkou, nás ale zajímá průběh zdiva). Z průběhu této aproximace vyšly maximální odchylky do ±2cm, jak je vidět na obrázku. Zároveň je vidět, že střed kružnice je od spojnice patek snížen o 22cm. Po konzultaci s panem Ryklem bylo zjištěno, že zedníci se tím snažili o stlačený dojem kružnice, ta se pak jeví spíše jako elipsa.

Ze spojnice patek je viditelné, že jsou v jedné rovině. Z řezu je pak vidět, že venkovní zeď je nakloněná směrem ven o 2˚, což vyvolalo otázku, zda-li nebyla zeď příliš zatížena a nevyklonila se. Odpověď bylo třeba hledat u dalších řezů.

Obr. 36: Řez H1 proložený kružnicí

42

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce I když se zdá, že by kružnice mohla být křivka, kterou hledáme, je nutno řezem proložit i další dvě křivky (obr. 37). Aproximace obloukem se nezdá být použitelná, neboť kružnice, jejíž část by měla tvořit oblouk, prokládá skoro celý řez. U elipsy jsou po stranách více než 5cm odchylky a celkově je patrné, že elipsa není vhodná křivka pro tento řez.

Obr. 37: Další proložení H1 - vlevo elipsou, vpravo kružnicovým obloukem

Vzhledem k velmi dobré aproximaci prvního řezu kružnicí, byla i řezem H2 jako první proložena právě tato křivka (obr. 38). Kružnice byla opět vytvořena pomocí tří bodů tak, aby na každé straně zůstaly 3cm pro omítku. Z obrázku je opět vidět, že kružnice se jeví velmi dobře. K zjištění odchylky u stropu je potřeba ještě analýza třetího řezu. Stejně jako u prvního řezu, je i zde střed kružnice posazen o 24cm níž než je spojnice patek. A ještě viditelněji tento řez vykazuje náklon směrem ven. Protože už je patrné, že řezy nejlépe aproximuje kružnice, není potřeba znovu prokládat elipsu a oblouk.


43


U řezu H3 rovnou použijeme kružnici a řešíme otázky, které nastaly během řešení prvních dvou řezů: • náklon zdi směrem ven, • průměr kružnice, • snížení stropu. Z obrázku (obr. 39) je patrné, že poloměr kružnice druhého a třetího řezu je stejný. Strop je stále snížený, střed kružnice také a venkovní zeď je také nakloněná směrem ke středu místnosti.


Z výsledků analýzy bylo zjištěno, že hlavní tunel má tvar válce s podstavou kružnice, který se mírně rozšiřuje směrem ke dveřím. K dalšímu vysvětlení výsledků bylo dosaženo po konzultaci s panem Ryklem. Faktu, že se místnost rozšiřuje, odpovídají historické údaje o přistavění této místností k původní části zámku. Půdorys místnosti byl upravován směrem ke dveřím k původnímu půdorysu. To je také důvod, proč je první řez hned u okna téměř dokonalý a ostatní řezy už jsou mírně deformované. Z níže posazených středů kružnic lze usuzovat, že zedníci se snažili o vizuální dojem elipsy.

44

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce Odchylky u stropu v řezech H2 a H3 ukazují, že místnost směrem ke dveřím klesá, toto potvrzuje i to, že řezy H2, H3 jsou níž než řez H1. Viz příloha č. C1. Řezy také ukázaly, že místnost se pozvolna snižuje směrem k vnitřnímu rohu místnosti u dveří.

Příčné řezy klenebních výsečí V Podíváme-li se na oba řezy výsečemi dohromady (obr. 40, obr. 41), zjistíme, že se opět naklání směrem ven. Tento fakt poukazoval na to, že zeď zřejmě byla postavena s tímto úmyslem. Z tohoto důvodu pan Rykl při další návštěvě zámku prozkoumal zeď i zvenčí a zjistil, že stejné vyklonění vykazuje zeď i zvenčí, což znamená, že zeď je stavěná kónicky. Směrem ke stropu se zužuje. Dalším důležitým zjištěním je, že místnost se opravdu naklání směrem k vnitřní zdi a výseče jsou posazeny na hlavní tunel tak, že stoupají směrem ke středu.

Obr. 41: Příčný řez V1

Obr. 40: Příčný řez V2

45


Podélné řezy klenebních výsečí O a Z

Kvůli zakřivení hlavního tunelu, musely být řezy O pospojovány ze tří řezů vzdálených od sebe několik cm, aby pokryly celý průběh výseče. Z předchozích zkušeností byla řezem O2 (podélný řez vnějších výsečí) nejprve vedena kružnice (obr. 42). Na první pohled je ale zřejmé, že kružnice nebude vhodná volba, pokud ovšem nedošlo k určitým deformacím během doby, ale to se zdálo nepravděpodobné.

Obr. 42: Řez O2 proložený kružnicemi

Druhou křivkou tedy byla elipsa (obr. 43). Tady už se zdá, že elipsa by mohla být dobrá volba a že skoro 5cm odchylky na stejných stranách, znamenají určitou deformaci. Tato deformace by odpovídala i zřejmému naklonění výsečí o 1˚ směrem ke dveřím. Po odstranění rozdílu 1˚ by se odchylky v levých krajích výsečí mohly zcela vynulovat.

Obr. 43: Řezy O2 proložené elipsou

46

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce Pro úplnost byl řezem O2 také proložen oblouk (obr. 44). Pohledem na obrázek a na odchylky by se mohlo zdát, že nakonec vhodnou křivkou by byl oblouk (dvě stejné části kružnice po stranách, vrchol dělaný od ruky).

Obr. 44: Řez O2 proložený oblouky

Protože ale výsledky nejsou dostatečně průkazné, byl udělán další příčný řez výsečemi ve vzdálenosti 15cm od prvního, který odpovídá řezu Z1 (obr. 45).

Obr. 45: Řez Z8 proložený oblouky

Z tohoto řezu je dobře patrné, že nejlepší aproximací těchto výsečí je skutečně oblouk, tedy dvě stejné části kružnice na vrcholu dodělané od ruky. Z výsledků řezu O2 jsme došli k závěru, že stačí řezem O1 proložit jen oblouk. Ze stejného důvodu jako u řezu O2, byl k prokládání použit řez Z8, který je od O1 vzdálen 15cm (obr. 46).

47


Obr. 46: Řez Z8 proložený obloukem

Z obrázku je opět dobře viditelné, že oblouk je nejlepší možnost aproximace. Další otázkou bylo, jakou plochou jsou výseče tvořeny. K tomu jsou určeny právě řezy Z, které byly dělány zhruba po 15-20 cm od sebe (Obr. 47, Obr. 48).

Obr. 47: Řezy Z1, Z2 proložené stejným obloukem

48


Obr. 48: Řezy Z3, Z4 proložené stejným obloukem

Řezy Z1, Z2, Z3 a Z4 byl prokládán stále stejný oblouk (dvě stejné kružnice, které aproximují řez na protilehlých stranách). Z obrázků je vidět, že ve všech řezech oblouky sedí bez větších odchylek, které by poukazovaly na jinou možnost aproximace. Protože proložení řezů Z druhé výseče, vykazuje stejné výsledky, jsou řezy druhé výseče pouze přiloženy v příloze č. C2. Výsledkem analýzy výsečí je tedy fakt, že se jedná o válcové plochy s oválnou podstavou. Dále se potvrdila domněnka s analýzy hlavního tunelu, že místnost klesá směrem ke dveřím a směrem k vnitřnímu rohu místnosti u dveří. 7.2.2 Výsledky analýzy renesanční místnosti Z podrobné analýzy a po konzultacích s panem Ryklem byly zjištěny tyto informace: • hlavní tunel místnosti je válec s kruhovou podstavou, která z důvodu podsazení středů kružnic má vyvolávat dojem eliptické podstavy, • výseče jsou válce s oválnou podstavou, • celá místnost se rozšiřuje směrem ke dveřím, mírně klesá (zhruba o 1˚) směrem ke dveřím a směrem k vnitřnímu rohu u dveří, • po další návštěvě zámku panem Ryklem jsme zjistily, že venkovní zeď je stavěna kónicky. 49


7.3 Analýza - Barokní místnost V této části bude popsáno řešení analýzy barokní místnosti (obr. 49, obr. 50).

Obr. 49: Barokní místnost - hlavní místnost

Obr. 50: Barokní místnost - malá místnost

50


Srovnání 3D modelu

Srovnání probíhalo stejně jako v kapitole 7.2. Analýza – renesanční místnosti v odstavci srovnání 3D modelu Hodnoty transformace jsou vidět na obrázku 51:

Obr. 51: Ukázka ruční transformace barokní místnosti

Volba řezů Řezy byly voleny tak, aby s ohledem na požadavky zadavatele vystihly sledované jevy (obr. 52). Pro určení hlavní místnosti byly nejprve zvoleny jen tři hlavní řezy H, protože jsou ale tyto řezy od sebe vzdáleny více jak 2m, je možné, že tunel se mezi řezy může chovat jinak. Z tohoto důvodu byly přidány další hlavní řezy H12, H23, H3K mezi dříve zvolené hlavní řezy. Pro určení tvaru výsečí byly použity příčné řezy O a pro jejich nasazení na hlavní tunel řezy V. Ke zjištění plochy výsečí pak sloužily řezy Z, volené opět ve vzdálenosti zhruba 20cm. Na obrázku jsou řezy H, pro určení hlavní křivkové plochy celé místnosti, vyznačeny fialovou barvou, řezy V, pro určení způsobu nasazení výsečí na hlavní plochu, vyznačeny zelenou barvou, řezy O, pro určení tvaru výsečí, vyznačeny červenou barvou a řezy Z, pro určení plochy výsečí, modrou barvou. 51


Obr. 52: Volba řezů

Analýza řezů Řezy byly vytvořeny v programu Geomagic pomocí funkce Polygons – Curves by Section. Potom funkcí Curve – Create Points byly liniové řezy nahrazeny body s milimetrovými mezerami. Linie byly nahrazeny body z toho důvodu, aby se při analýze v MicroStationu dalo na tyto body přichytávat. Následně byly bodové řezy uloženy jako soubor *.dxf, který lze bez problému nakonvertovat do MicroStationu. V MicroStationu pak byly řezy prokládány kružnicí, elipsou či obloukem a to tak, že křivky byly vedeny buď po omítce nebo po zdivu, aby nedocházelo ke zkreslení aproximace. Což při tloušťce minimálně 3cm bylo velmi důležité.

52

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce Řezy hlavního tunelu H Analýza hlavních řezů má sloužit k určení hlavního tunelu místnosti. Vzhledem k vizuálnímu dojmu byla jako první křivka k prokládání řezu H1 použita elipsa (obr. 53). Tato křivka byla prokládána se znalostí hlavních poloos (po konzultaci s panem Ryklem byla hlavní poloosa určena vzdáleností patek kleneb a vedlejší poloosa byla určena jako vzdálenost od středu spojnice patek k vrcholu klenby) a vedena byla po zdi, proto odchylka 5cm v místech, kde je omítka, je v pořádku.

Obr. 53: Řez H1 proložený elipsou

I když se zdá, že počáteční úvaha o elipse je správná, je nutné vyzkoušet i další dva případy. Jako druhá křivka byla použita kružnice (obr. 54).


53


Z obrázku je hned viditelné, že kružnice není křivka, kterou hledáme. Další možností je tedy oblouk (obr. 55).

Obr. 55: Řez H1 proložený obloukem

I když je napravo odchylka 5cm, není úplně vyloučené, že oblouk by nemohl být správná volba. Abychom tuto možnost mohli vyloučit nebo použít, musíme zkusit takto proložit další řez, tedy řez H2 (obr. 56).

Obr. 56: Řez H2 proložený obloukem

54

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce Z obrázku je ihned vidět, že oblouk tedy není správná volba. V tomto případě už nám zbývá pouze elipsa (obr. 57).

Obr. 57: Řez H2 proložený elipsou

A elipsa se tedy zdá jako nejlepší řešení. Musíme ale ještě prozkoumat třetí řez, neboť ten by měl být totožný s tímto řezem (obr. 58).

Obr. 58: Řez H3 proložený elipsou a elipsou řezem H2

55

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce Je vidět, že elipsa je skutečně řešení i pro třetí řez. Bohužel ovšem elipsa řezu H3 není stejná jako elipsa řezu H2. Tento rozdíl ale vysvětlujeme tím, že řez H3 prochází malou místností, kde část elipsy chybí, a tudíž nelze provést přesnou aproximaci. Z analýzy těchto tří řezů vychází, že hlavní tunel by mohl být válec s eliptickou podstavou. Jenže řezy jsou od sebe vzdáleny 2m (tak dlouhá prkna pro bednění zedníci neměli poznámka od zadavatele), takže je možnost, že mezi těmito řezy, může místnost vypadat jinak. Proto byly ještě mezi tyto řezy vnořeny další řezy, takže délka mezi nimi se zkrátila na 1m a z toho už bychom mohli vyvodit správné výsledky (obr. 59).

Obr. 59: Mezi řezy H

A skutečně i mezi řezy jsou elipsy, takže výsledkem této analýzy je, že hlavní tunel je válec s eliptickou podstavou. To že v této době zedník uměl elipsu, je velké překvapení a zároveň je to důkaz, že i „obyčejní vesničtí zedníci“ 17. století ovládali takto složitou křivku. Podélné řezy klenebních výsečí V V tomto případě budeme uvažovat oba řezy naráz (obr. 60, obr. 61). Z nárysu místnosti (obr. 50) je patrné, že špičky kleneb nesměřují proti sobě. Dle pana Rykla je to způsobené tím, že

56

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce každou výseč dělali zvlášť a jejich bednění nasadili na bednění hlavního tunelu. Z řezu je pak vidět, že výseče stoupají směrem ke středu a jejich vrcholy byly posazeny pod úroveň středu.

Obr. 60: Podélný řez V2

Obr. 61: Podélný řez V1

Příčné řezy klenebních výsečí O a Z

Protože v hlavním tunelu nám vyšla elipsa, byla jako první pokus v řezech výsečí, použita právě tato křivka (obr. 62). Nejprve byla proložena výseč nad dveřmi O2 a elipsa se zdála jako dobrá volba, ale protože se velmi podobá kružnici, byla druhá volba proložení kružnice (obr. 63).

Obr. 62: Řez O2 proložený elipsou

57


Obr. 63: Řez O2 proložený kružnicí

Z obrázku je vidět, že i kružnice by mohla být hledaná křivka. Otázkou teď bylo, která z těchto křivek je pravděpodobnější. Po konzultaci s panem Ryklem jsme došli k závěru, že křivkou výsečí bude kružnice a to z prostého důvodu: konstrukčně je mnohem jednodušší než elipsa. Tomuto závěru také nahrává fakt, že proložená elipsa je blízká kružnici. Oblouk už tedy nebudeme uvažovat, neboť by nastal stejný případ jako v analýze hlavního tunelu renesanční místnosti – oblouk by byl tvořen jen jednou kružnicí, tudíž se o oblouk nemůže jednat. Dalším výsledkem této analýzy je, že levá část klenby se dost propadá směrem k výseči.

Protože výsledkem prvního řezu je kružnice, uvažujeme kružnici i ve druhé výseči (obr. 64).

Obr. 64: Řez O1 proložený kružnicemi

58

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce Z obrázku je dobře viditelné, že kružnice je opravdu hledaná křivka. Je taky vidět, že všechny tři kružnice měli vlastní ramenát (bednění), protože všechny mají různý poloměr.

Obr. 65: Řez O1 proložený elipsou

Pro názornost je na obrázku 65 patrné, že elipsa není hledanou křivkou. Na závěr je ještě potřeba určit plocha výsečí. Ta bude určena z řezů Z, opět zde uvedených pouze na jedné výseči (obr. 66), neboť ostatní jsou stejné. Zbylé řezy jsou uvedeny v příloze C5.

Obr. 66: Řezy Z výseče O2, vpravo dole názorná ukázka zmenšování se poloměru kružnic výsečí

59

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce Z řezů Z je velmi dobře viditelné, že výseče jsou kužele – poloměr kružnic se zmenšuje směrem k vrcholu klenby. V případě nejasností u tvaru podstavy z předchozí analýzy je i zde patrné, že podstavou je kružnice. Výsledkem analýzy je, že výseče jsou kužely s kruhovou podstavou, každá výseč má jiný poloměr a jsou posazeny pod vrchol hlavního tunelu tak, že k tomuto vrcholu mírně stoupají. Všechny zde uvedené obrázky řezů jsou ve větším měřítku součástí příloh C.

7.3.1 Výsledky analýzy barokní místnosti

Z podrobné analýzy barokní místnosti vyšel překvapivý výsledek: • hlavní tunel je válec s eliptickou podstavou, • výseče jsou kužele s kruhovou podstavou, • každá výseč má jiný poloměr a jiný tvar, • bednění výsečí bylo posazeno na bednění hlavního tunelu Zajímavým údajem zde je, že hlavní tunel má eliptickou podstavu, v době klenutí se nepředpokládalo, že by obyčejný vesnický zedník, tuto křivku ovládal. Tím ale vyvstala další otázka, jak dokázali postavit průnik eliptické válcové plochy s kruhovou kuželovou plochou. Jednou z možností, vzhledem k důkazům získaných panem Ryklem při fotografování místností v zámku i velmi pravděpodobnou, je tento postup: • byl vytvořen hlavní tunel • na tunel byl postaven ramenát kruhové podstavy • pomocí olovnice a provázku byl vytyčen půdorys průsečnice těch dvou ploch (obr. 67) • z vrcholu kužele, který byl realizován hřebíkem, byla vytyčena ta část kuželové plochy, kam provázek stačil, než začal překážet hlavní tunel (obr. 68) • zbytek klenby byl dodělán pomocí prken Pravděpodobný postup klenby po výsledcích analýzy byl vymyšlen panem Ryklem. 60


Obr. 68: Půdorys výseče - průsečnice ploch

Obr. 67: Bokorys výseče - dosah provázku ze středu

K poslednímu kroku máme důkazy v podobě otisků prken (obr. 69) a to pana Rykla utvrdilo právě v tento postup.

Obr. 69: Ukázka otisků prken [Zdroj: fotografie Ing. Michael Rykl]

61


Závěr Cílem této práce bylo vyšetřit geometrii a způsob tvorby dvou kleneb ve dvou různých místnostech v zámku Třebešice. Analýza těchto kleneb má sloužit jako podklad pro stavebně historický průzkum pro doc. Michaela Rykla. Výsledky analýzy byly v renesanční místnosti očekávané, neboť místnost je tvořena válcovou kruhovou plochou s válcovými výsečemi s obloukovou podstavou, což je pro renesanci typické. Za to výsledky v barokní místnosti byly překvapivé, neboť hlavní tunel je tvořen eliptickou válcovou plochou. Vyšlo tím tak najevo, že elipsu uměli i na venkově. Cíl práce byl tedy splněn. Výsledkem práce mimo zmiňované analýzy jsou dva počítačové 3D modely v podobě trojúhelníkových sítí a bodových mračen daných místností. Tvorba těchto modelů probíhala na podkladě dat získaných laserovým skenováním v programu Geomagic a jsou k dispozici ve formátu *.wrp, *.obj na přiloženém DVD, kde jsou i další soubory dokumentující celý průběh tvorby modelů. Formát *.obj je otevřený formát podporovaný mnoha software, jedním z nich je i volně stažitelný MeshLab[10]. Model renesanční místnosti obsahuje 907 tis. bodů s hustotou 8mm s maximální prioritou křivosti povrchu. Přesnost místnosti je charakterizována směrodatnou odchylkou globální registrace 0.003m. Model barokní místnosti obsahuje téměř 2.6 mil. bodů s hustotou 8mm s maximální prioritou křivosti povrchu. Přesnost místnosti je charakterizována směrodatnou odchylkou globální registrace 0.002m. Při zpětném hodnocení zvolené metody laserového skenování můžu říci, že tato metoda měření je pro průzkum historických památek velmi vhodná a to především díky své rychlosti, přesnosti a počtem sebraných bodů. Musím ale zkonstatovat, že námi zvolené rozlišení 5mm na nominální délku 10m, když naše maximální délka od skeneru byla 3-4m, bylo až příliš podrobné. Mračna pak měla velký počet bodů (15-22mil), které se v průběhu zpracování ukázaly jako nadbytečné a zbytečně tak prodlužovaly dobu samotné tvorby 3D modelů. Z této zkušenosti bych příště rozlišení volila s větším rozmyslem. K pořízení dat podobného typu pro účely stavebně historického průzkumu existují i jiné metody než laserové skenování, například metoda optické korelace, která je mnohem levnější 62

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce a dostupnější. Dle mého názoru však, bez ohledu na pořizovací náklady, je laserové skenování nejvhodnější metodou a dá se očekávat, že v budoucnu v podobných případech to bude nejčastější metoda zaměřování.

63


Použité zdroje [1] Zámek Třebešice. [online]. [cit. 2014-04-21]. Dostupné z: http://www.zamektrebesice.cz/ [2] Teorie fungování terestrických skenovacích systémů [online]. [cit. 2014-05-10]. Dostupné z: http://k154.fsv.cvut.cz/vyuka/geodezie/lsk.php [3] BARTOŠOVÁ, Dana. Tvorba 3D modelu ambitu minoritů kláštera sv. Anežky České. Praha, 2012. Bakalářská práce. ČVUT. Vedoucí práce Ing. Jindřich Hodač, Ph.D. [4] DOLISTA, Jan. Porovnání geometrie dvou středověkých kleneb – klášter Hradiště, Komenda Český dub. Praha, 2012. Diplomová práce. Vedoucí práce Ing. Hodač Jindřich, Ph.D. [5] GROMA. [online]. [cit. 2014-04-21]. Dostupné z: http://groma.cz/cz/ [6] MORONG, Martin. Vytvoření prostorového modelu Koněpruské jeskyně. Praha, 2012. Diplomová práce. ČVUT. Vedoucí práce Ing. Tomáš Křemen, Ph.D. [7] KOSKA, Bronislav. Vytvoření modelu sochy [online]. 2010 [cit. 2014-05-14]. Dostupné z: http://k154.fsv.cvut.cz/~koska/vyuka/ostatni/navod_socha.pdf [8] ŠUNKEVIČ, Martin. Měřická dokumentace geometrie klenby sálu tvrze v Popovicích u Benešova metodou laserového skenování. Praha, 2006. Diplomová práce. Vedoucí práce Ing. Hodač Jindřich, Ph.D. [9] Meshlab. MeshLab [online]. [cit. 2014-05-14]. Dostupné z: http://meshlab.sourceforge.net/ [10] BERÁNEK, Jan. Památkové hodnocení zámku Třebešice. Rukopis uložený v národním památkovém ústavu. [11] Měření délek [online]. [cit. 2014-05-17]. Dostupné z: http://k154.fsv.cvut.cz/~stroner/SGE/pred_5.pdf [12] MicroStation [online]. [cit. 2014-05-17]. Dostupné z: http://www.gisoft.cz/MicroStation/MicroStation

64


Seznam obrázků Obr. 1: Zámek Třebešice léto 2010 ......................................................................................... 11 Obr. 2: Zámek Třebešice březen 2009 .................................................................................... 11 Obr. 3: Ukázka selektivního a neselektivního určování bodů ................................................. 12 Obr. 4: Ukázka podrobnosti modelu oproti skutečnosti .......................................................... 13 Obr. 5: Totální stanice Trimble Zeiss 3603 DR ...................................................................... 14 Obr. 6: Lasrový skener Surphaser 25HSX .............................................................................. 15 Obr. 7: Půdorys přízemí zámku s vyznačením místností a postavení skeneru........................ 18 Obr. 8: Nastavení parametrů v programu Surphexpress ......................................................... 19 Obr. 9: Postup při exportu ....................................................................................................... 20 Obr. 10: Nastavení adresářů .................................................................................................... 21 Obr. 11: Nastavení načtení dat ................................................................................................ 22 Obr. 12: Nastavení paměti ....................................................................................................... 22 Obr. 13: Nastavení zobrazení a manipulace s mračny ............................................................ 23 Obr. 15: Mračno před použitím funkce shading points ........................................................... 23 Obr. 14: Mračno po použití funkce shading points ................................................................. 23 Obr. 16: Ukázka smazání zbytečných dat ............................................................................... 24 Obr. 17: Ukázka použití funkce Select Outliers ...................................................................... 25 Obr. 18: Ukázka sjednocení vzorkování bez ztráty bodů v místech s maximální křivostí ..... 26 Obr. 19: Ukázka rozmístění tří oken při manuální registraci .................................................. 27 Obr. 20: Volba identických bodů mezi mračny 1 a 2 .............................................................. 29 Obr. 21: Volba identických bodů mezi skupinou mračen 1,2 a mračnem 3 ........................... 29 Obr. 22: Výsledky manuální registrace ................................................................................... 29 Obr. 23: Rozdíl v nastavení globální registrace ...................................................................... 30 Obr. 24: Výsledky globální registrace pro obě nastavení........................................................ 31 Obr. 25: Volba identických bodů na všech postupně připojených mračnech ......................... 32 Obr. 26: Charakteristiky přesnosti manuální registrace při spojení všech mračen zvlášť (vlevo) a při spojení dvou skupin (vpravo) .............................................................................. 33 Obr. 27: Výsledky globální registrace pro obě místnosti ........................................................ 34 Obr. 28: Upravená mračna a sjednocená na 8mm renesanční místnosti (vlevo) a barokní místnosti (vpravo) ..................................................................................................................... 35 Obr. 29: Síť před a po použití funkce Fill Holes ..................................................................... 36 Obr. 30: Upravený „vodotěsný“ model renesanční místnosti ................................................. 37 Obr. 31: Upravený „vodotěsný“ model barokní místnosti ...................................................... 37 Obr. 32: Vlevo tloušťka omítky 3cm, vpravo tloušťka omítky 6cm ....................................... 39 Obr. 33: Renesanční místnost .................................................................................................. 39 Obr. 34: Ukázka ruční transformace renesanční místnosti...................................................... 40 Obr. 35: Volba řezů ................................................................................................................. 41 Obr. 36: Řez H1 proložený kružnicí........................................................................................ 42 Obr. 37: Další proložení H1 - vlevo elipsou, vpravo kružnicovým obloukem ....................... 43 Obr. 38: Řez H2 proložený kružnicí........................................................................................ 43 Obr. 39: Řez H3 proložený kružnicí........................................................................................ 44 65

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce Obr. 41: Příčný řez V2 ............................................................................................................ 45 Obr. 40: Příčný řez V1 ............................................................................................................ 45 Obr. 42: Řez O2 proložený kružnicemi ................................................................................... 46 Obr. 43: Řezy O2 proložené elipsou ....................................................................................... 46 Obr. 44: Řez O2 proložený oblouky........................................................................................ 47 Obr. 45: Řez Z8 proložený oblouky ........................................................................................ 47 Obr. 46: Řez Z8 proložený obloukem ..................................................................................... 48 Obr. 47: Řezy Z1, Z2 proložené stejným obloukem ............................................................... 48 Obr. 48: Řezy Z3, Z4 proložené stejným obloukem ............................................................... 49 Obr. 49: Barokní místnost - hlavní místnost ........................................................................... 50 Obr. 50: Barokní místnost - malá místnost.............................................................................. 50 Obr. 51: Ukázka ruční transformace barokní místnosti........................................................... 51 Obr. 52: Volba řezů ................................................................................................................. 52 Obr. 53: Řez H1 proložený elipsou ......................................................................................... 53 Obr. 54: Řez H1 proložený kružnicí........................................................................................ 53 Obr. 55: Řez H1 proložený obloukem..................................................................................... 54 Obr. 56: Řez H2 proložený obloukem..................................................................................... 54 Obr. 57: Řez H2 proložený elipsou ......................................................................................... 55 Obr. 58: Řez H3 proložený elipsou a elipsou řezem H2 ......................................................... 55 Obr. 59: Mezi řezy H ............................................................................................................... 56 Obr. 60: Podélný řez V2 .......................................................................................................... 57 Obr. 61: Podélný řez V1 .......................................................................................................... 57 Obr. 62: Řez O2 proložený elipsou ......................................................................................... 57 Obr. 63: Řez O2 proložený kružnicí........................................................................................ 58 Obr. 64: Řez O1 proložený kružnicemi ................................................................................... 58 Obr. 65: Řez O1 proložený elipsou ......................................................................................... 59 Obr. 66: Řezy Z výseče O2, vpravo dole názorná ukázka zmenšování se poloměru kružnic výsečí ........................................................................................................................................ 59 Obr. 67: Bokorys výseče - dosah provázku ze středu ............................................................. 61 Obr. 68: Půdorys výseče - průsečnice ploch ........................................................................... 61 Obr. 69: Ukázka otisků prken.................................................................................................. 61

66


Seznam tabulek Tab. 1: Totální stanice: Výběr z technické dokumentace [3] ....................................................... 14 Tab. 2: Laserový skener: výběr z technické dokumentace[4] ...................................................... 15

67


Seznam příloh A1 Obsah DVD 1

70

A2 Obsah DVD 2

71

B Modely místností B1 Renesanční místnost ……………………………………………………………73 B2 Barokní místnost ………………………………………………………………..74 C Výkresy řezů C1 RM – řezy hlavního tunelu C2 RM – řezy Z C3 RM – příčné a podélné řezy výsečí C4 BM – řezy hlavního tunelu C5 BM – řezy Z C6 BM – příčné a podélné řezy výsečí

68


A1 Obsah DVD 1 • naměřená data • barokní místnost - Scan_2013_10_16_004.c3d – exportované mračno ve formátu C3D - Scan_2013_10_16_005.c3d – exportované mračno ve formátu C3D - Scan_2013_10_16_006.c3d – exportované mračno ve formátu C3D - Scan_2013_10_16_007.c3d – exportované mračno ve formátu C3D

• renesanční místnost - Scan_2013_10_16_001.c3d – exportované mračno ve formátu C3D - Scan_2013_10_16_002.c3d – exportované mračno ve formátu C3D - Scan_2013_10_16_003.c3d – exportované mračno ve formátu C3D

• exportovaná data • renesanční místnost - Scan_2013_10_16_001.xya – exportované mračno ve formátu XYA - Scan_2013_10_16_002.xya – exportované mračno ve formátu XYA - Scan_2013_10_16_003.xya – exportované mračno ve formátu XYA

69


A2 Obsah DVD 2 • Analýza - analýza_BM_1 – analýza řezů O a Z barokní místnosti ve formátu DGN a DWG - analýza_BM_2 – analýza řezů H a V barokní místnosti ve formátu DGN a DWG - analýza_RM – analýza řezů renesanční místnosti ve formátu DGN a DWG - vw081107446cs – instalační soubor programu Bentley view, pro prohlížení DGN dat

• Geodetické zaměření • měření - 161013_originál – originální data z totální stanice ve formátu JOB

• zaměřované body - BM_detaily_1- detaily zaměřovaných bodů 11 – 18 ve formátu PNG - BM_detaily_2- detaily zaměřovaných bodů 19 – 24 ve formátu PNG - BM_pudorys_detaily – přehled všech bodů ve formátu PNG - RM_detaily - detaily zaměřovaných bodů 1 – 10 ve formátu PNG - RM_pudory_detaily - přehled všech bodů ve formátu PNG

• zpracování měření - měření.mes – originální data z totální stanice ve formátu MES - protokol – výpočetní protokol výpočtu souřadnic ve formátu TXT - seznam_souřadnic – seznam vypočtených souřadnic ve formátu TXT a CRD

70

ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geomatiky Bakalářská práce • Laserové skenování • exportovaná data • barokní místnost - Scan_2013_10_16_004.xya – exportované mračno ve formátu XYA - Scan_2013_10_16_005.xya – exportované mračno ve formátu XYA - Scan_2013_10_16_006.xya – exportované mračno ve formátu XYA - Scan_2013_10_16_007.xya – exportované mračno ve formátu XYA

• tvorba modelů - Půdorys_přízemí – CAD výkres půdorysu zámku ve formátu DXF - MeshLab_v133 – instalační soubor programu Meshlab, pro prohlížení OBJ dat

• barokní místnost - BM_hotová– hotový 3D model místnosti ve formátech OBJ a WRP - BM_upravená – 3D model místnosti po úpravách ve formátech OBJ a WRP - BM_3Dmodel – 3D model místnosti ve formátu 3D PDF

• renesanční místnost - RM_hotová– hotový 3D model místnosti ve formátech OBJ a WRP - RM_upravená – 3D model místnosti po úpravách ve formátech OBJ a WRP - RM_3Dmodel – 3D model místnosti ve formátu 3D PDF

• Text - text_BP – text bakalářské práce ve formátu PDF

71


B Modely místností B1 Renesanční místnost

Obr. 70: Model renesanční místnosti

72


B2 Barokní místnost

Obr. 71: Model barokní místnosti

73

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ STUDIJNÍ OBOR GEODÉZIE A KARTOGRAFIE STUDIJNÍ PROGRAM GEODÉZIE A KARTOGRAFIE BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Recommend Documents