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第一節 點雲資料呈現

點雲(Pointcloud)係指經由 3D 雷射掃瞄器所擷取到的物體表面資訊,由於其 數量極為龐大,因此在視覺上近似雲狀,故稱之為點雲,該資料可透過不同軟體 及設備轉換成點、線、面、體四種呈現方式。

z 點:點雲資訊的原始形態,各點皆包含其獨立座標(X、Y、Z)及色彩資 訊(R、G、B),其座標之單位為足尺(Full scale),故可直接進行量測。

點雲掃瞄之原始檔案格式為.imp,使用 Leica Geosystems 之 Cyclone 軟 體進行瀏覽及編輯,可直接轉出之格式包

含:.dxf、.ptz、.coe、.txt、.msh、.pts、.ptx、.sim、.svy、.xyz。

z 線:在建築工程及傳統的古蹟測繪上皆以平面線檔作為主要依據,點雲 RP(Rapid Prototyping)將數位資料輸出成真實物件。

第二節 點雲結合及描繪

z CPU:Intel Core2 6300 (1.86GHz) z RAM:3.00GBytes

z 顯示卡:NVIDIA Geforce 7600GS 貳、點雲資料結合

點雲資料的結合方式分為自動結合及手動結合,自動結合係以三個以上之覘 標作為參考點(見圖 3-1 左),在掃瞄時透過掃瞄器自動運算所成立之參考點,結 合時僅需啟動指令,即可完成接合程序;手動接合則是需以掃瞄站周圍之物體在

事後進行判斷,並找出三個以上的相同點作為參考點進行演算法對形體相似度進 行運算(見圖 3-1 右)。

自動掃瞄能夠快速、準確的進行掃瞄,但由於參考點是經由運算產生,因此 在接合時不會再進行形體相似度運算,故掃瞄時,需確定覘標不會受外力而偏 移;因此在戶外或不穩定地面進行作業時,以手動接合相對可靠。

圖3-1 覘標(左)及手動接合參考點(右)

圖3-2 校正前座標(左)及校正後座標(右) 參、圖面描繪座標校正

本研究進行圖面描繪時,係以掃瞄點雲為基底,透過Autodesk AutoCAD 進 行描繪,在描繪前須針對描繪物體進行座標校正,以避免立面或剖面在繪製時產 生透視效果,圖3-2 左圖為校正前座標,其座標軸偏離建築物主體,平面描繪雖 無影響,但立面及剖面將造成透視現象;校正後(如圖 3-2 右)Y 軸與 Z 軸水平於 牆面,X 軸亦垂直於牆面。

第三節 點雲資料最佳化處理

掃瞄資料中包含:

z 掃瞄物主體:建築物、周圍環境等。

z 固定遮擋物:固定車輛、結構支撐等。

z 移動遮擋物:人、動物、車輛、雨滴、搖晃中植栽等。

故除了在掃瞄過程中儘量避免工作人員從前方經過造成遮擋外,如欲可移動之遮 擋物亦可於掃瞄前先行處理;而無法避免之遮擋物,例如天候因素所造成的雨 水、反射或人、車、動物等,可在事後進行處理。點雲資料的最佳化處理可分為

以下幾種: 512K 以下寬頻 10,000~50,000 VRML、OCT 512K-2M 以上寬

50,000-150,000 VRML、OCT 一般民眾網路瀏覽

5,000,000 以下 VRML、OCT 單機使用

單機(2006 年後 所購置之電腦設 備) *

2,500,000 以下 VRML、OCT

*2006 年為分界係因雙核心 CPU、雙通道 RAM 及 SATA 硬碟作為分界

第四節 點雲資料發佈

點雲資料量通常高達數GBytes,遠高於一般電腦的記憶體,在普通軟體中 完全無法運行,在掃瞄後的瀏覽及編輯工作係使用Cyclone 進行,由於其運算的 方式有別於一般的瀏覽軟體,能夠針對不同的電腦設備進行資料控制,因此能輕 易的使用點雲資料。然而,點雲資料的使用,就如同照片或動畫一般,通常是以 網路進行傳輸及瀏覽的媒介,因此檔案大小受限於頻寬及電腦配備,且一般使用 者較不易購買高價位之3D 軟體,通常以平價或免費的軟體為主,因此最主要的 檔案格式便以Octree、VRML、CAD 作為網路傳播格式,但 Octree 檔因無法如 VRML 或 CAD 格式一樣讓使用者進行編輯,因此本研究主要採用 VRML 及 CAD 兩種格式分別發佈點雲及線檔。

壹、VRML 格式

VRML 為 Virtual Reality Modeling Language 的縮寫,能夠展現點或面的資 訊,且使用網頁瀏覽器,如Internet Explorer、Safari 等免費軟體即可瀏覽,如圖 3-3 所示,因此本研究將以 VRML 格式提供委託單位,作為點雲展示之檔案格式。

貳、CAD 格式

CAD 格式主要是以 DWF 或 DWFx 格式做為網路瀏覽格式,使用者可於網 頁上透過外掛程式瀏覽圖檔,如圖3-4 所示,並可直接於瀏覽器上對圖面進行量 測、限制區域瀏覽、隱藏部份物件等功能。

圖3-3 Safari 瀏覽器外掛 Cortona VRML 互動介面

圖3-4 DWF 檔案網路瀏覽介面

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