С 5 по 6 сентября в Санкт-Петербурге проходил саммит лидеров стран-участниц «Группы двадцати», в первый день участникам было представлено лазерное шоу, «экраном» для проецирования которого стали Большой дворец и Большой каскад фонтанов Петергофа. Для того, чтобы всевозможные визуальные эффекты выглядили максимально реалистично, разработчикам было необходимо предельно точно просчитать каждый шаг. Для выполнения высокоточных расчётов требовалась подробная 3D модель здания Большого Дворца и Большого каскада.
Для реализации проекта по лазерному сканированию и 3D-моделированию организаторы G20 выбрали компанию Триметари. При полевых работах специалисты компании использовали лазерный сканер ScanStation P20 от Швейцарской компании Leica Geosystems.
Прибор имеет ряд технических особенностей:
— Точность. Сканер позволяет делать измерения на расстояние до 120 м (при отражении 18%) с высокой точностью (1мм) и скоростью (1 000 000 т/с)
— Устойчивость к погодным условиям. Leica ScanStation P20 имеет высокий уровень пыле- и влагозащиты (IP 54) и является единственным высокоточным сканером, позволяющим выполнять работы при температуре до -20°С.
— Функция самостоятельной калибровки. Leica ScanStation P20 имеет возможность выполнения калибровки прибора без вмешательства сервисного центра.
Работа над проектом состояла из двух этапов: полевого и камерального.
1. Полевой этап — лазерное сканирование части фасада Большого дворца, выходящего на Нижний парк, Большого каскада. Съемка велась в условной системе координат и высот. Полевой этап был выполнен за 1 день. Петергоф является популярным туристическим местом, большое количество посетителей музея обернулось некоторыми трудностями. Плотные потоки людей не только ограничивали видимость фасада здания, но и загораживали марки, которые использовались для сшивки сканов в единую систему координат. По этой причине марки расклеивались с большей плотностью и по возможности выше человеческого роста, общее количество марок составляло порядка 100 штук. На этапе полевых работ марки не сканировались отдельно в поле, а распознавались уже в камеральном режиме при помощи программного обеспечения Leica Cyclone.
В общей сложности было сделано 16 точек стояния прибора. Такое количество позволило перекрыть всю необходимую территорию съёмки. На каждой точке было выполнено сканирование на 360° с разрешением 3 мм на 10 м и панорамное фотографирование. В результате полевых работ было получено облако точек и панорамные фотографии, по которым можно раскрашивать облака точек в реальные цвета. При детальности сканирования не менее 1 точки на 1 см2 полученная точность была оценена в 1 см (СКП).
2. Камеральная обработка. На этапе обработки были выполнены регистрация сканов и построение 3D-модели фасада и каскада. Результат работ был представлен в виде облака точек в формате ASCII TEXT (XYZIRGB) и 3D триангуляционной полигональной модели. В соответствии с ТЗ были смоделированы стены фасада, ризалиты, видимая часть кровли, фронтоны, пилястры, оконные, дверные проемы, внешняя часть оконных заполнений. Сам процесс моделирования представлял из себя вписывание геометрических примитивов в облако точек. Скульптуры и другие элементы сложных форм моделировались при помощи инструментов, обтягивающих облако точек TIN-поверхностями.
Результатом моделирования стала 3D триангуляционная модель в формате OBJ.
3D-модель была использована при создании уникального по своим масштабам лазерного шоу. Для видеомэппинга использовалось 18 мощнейших проекторов, которые отображали картинку на фасад длиной 293 метра. Записи лазерного шоу можно посмотреть на портале Youtube.