في الفترة من ٥ إلى ٦ سبتمبر، عُقد قمة مجموعة العشرين (G20) في سانت بطرسبرغ. وفي اليوم الأول، عُرض على المشاركين عرض ضوئي بالليزر، استُخدم فيه القصر الكبير والشلالات الكبرى (Grand Cascade) في بيترهوف (Peterhof) كـ “شاشة” للإسقاط. ولضمان ظهور كافة المؤثرات البصرية بأقصى درجات الواقعية، احتاج المطورون إلى حساب كل خطوة بدقة متناهية. تطلبت هذه الحسابات عالية الدقة نموذجاً ثلاثي الأبعاد مفصلاً للقصر الكبير والشلالات الكبرى.
لتنفيذ مشروع المسح بالليزر والنمذجة ثلاثية الأبعاد، اختارت منظمة قمة العشرين شركة Trimetari Consulting. أثناء الأعمال الميدانية، استخدم متخصصو الشركة ماسح ليزر ScanStation P20 من الشركة السويسرية Leica Geosystems.
يتميز الجهاز بعدة خصائص تقنية:
– الدقة: يتيح الماسح إجراء قياسات على مسافة تصل إلى ١٢٠ متراً (عند انعكاسية ١٨٪) بدقة عالية (١ ملم) وسرعة فائقة (١,٠٠٠,٠٠٠ نقطة/ثانية).
– مقاومة الظروف الجوية: يتمتع Leica ScanStation P20 بمستوى عالٍ من الحماية من الغبار والرطوبة (IP54)، وهو الماسح عالي الدقة الوحيد الذي يسمح بالعمل في درجات حرارة تصل إلى -٢٠ درجة مئوية.
– وظيفة المعايرة الذاتية: يمكن لجهاز Leica ScanStation P20 إجراء معايرة ذاتية دون الحاجة إلى تدخل مركز الخدمة.
تألف العمل على المشروع من مرحلتين: المرحلة الميدانية والمرحلة المكتبية.
١. المرحلة الميدانية – المسح بالليزر لجزء من واجهة القصر الكبير المطلة على الحديقة السفلى، والشلالات الكبرى. أُجري المسح في نظام إحداثيات وارتفاعات محلي. اكتملت المرحلة الميدانية في يوم واحد. يُعد بيترهوف وجهة سياحية شهيرة، وتسبب العدد الكبير من زوار المتحف في بعض الصعوبات. لم تقتصر حشود الناس الكثيفة على تقييد رؤية واجهة المبنى فحسب، بل حجبت أيضاً العلامات المستهدفة (Targets) المستخدمة لربط عمليات المسح في نظام إحداثيات واحد. ولهذا السبب، وُضعت العلامات بكثافة أكبر وبارتفاع يتجاوز مستوى النظر قدر الإمكان، حيث بلغ العدد الإجمالي للعلامات حوالي ١٠٠ علامة. وخلال الأعمال الميدانية، لم يتم مسح العلامات بشكل منفصل في الميدان، بل تم التعرف عليها لاحقاً في المرحلة المكتبية باستخدام برنامج Leica Cyclone.
في المجموع، تم إعداد ١٦ نقطة وقوف للجهاز. سمح هذا العدد بتغطية كامل منطقة المسح المطلوبة. في كل نقطة، تم إجراء مسح بزاوية ٣٦٠ درجة بدقة ٣ ملم على مسافة ١٠ أمتار، بالإضافة إلى التصوير البانورامي. ونتيجة للأعمال الميدانية، تم الحصول على سحاب نقاط (Point cloud) وصور بانورامية، يمكن استخدامها لتلوين سحاب النقاط بالألوان الحقيقية. وبفضل تفاصيل المسح التي لا تقل عن نقطة واحدة لكل ١ سم²، قُدرت الدقة الناتجة بـ ١ سم (خطأ تربيعي متوسط).
٢. المعالجة المكتبية. خلال مرحلة المعالجة، تم تسجيل عمليات المسح وبناء نموذج ثلاثي الأبعاد للواجهة والشلالات. قُدمت نتيجة العمل على شكل سحاب نقاط بتنسيق ASCII TEXT (XYZIRGB) ونموذج مضلع ثلاثي الأبعاد مثلثي (3D triangulated polygonal model). ووفقاً لشروط المرجع (Terms of Reference)، تم نمذجة جدران الواجهة، والأجزاء البارزة (Risalits)، والجزء المرئي من السقف، والجملونات، والأعمدة المسطحة (Pilasters)، وفتحات النوافذ والأبواب، والجزء الخارجي من حشوات النوافذ. تمثلت عملية النمذجة نفسها في ملاءمة الأشكال الهندسية الأولية ضمن سحاب النقاط. وتمت نمذجة المنحوتات والعناصر الأخرى ذات الأشكال المعقدة باستخدام أدوات تغطي سحاب النقاط بأسطح TIN.
وكانت نتيجة النمذجة هي نموذج ثلاثي الأبعاد مثلثي بتنسيق OBJ.
استُخدم النموذج ثلاثي الأبعاد في إنشاء عرض ضوئي بالليزر فريد من نوعه من حيث الحجم. ولأغراض إسقاط الفيديو (Video mapping)، استُخدم ١٨ جهاز عرض قوي، لعرض الصورة على واجهة يبلغ طولها ٢٩٣ متراً. يمكن مشاهدة تسجيلات العرض الضوئي بالليزر على بوابة YouTube.