Συλλογές
Τίτλος From monuments to pixels: evaluating the impact of texture spatial complexity and compression on digital models in Ancient Elis
Εναλλακτικός τίτλος Από μνημεία σε εικονοστοιχεία: αξιολόγηση της επίδρασης της χωρικής πολυπλοκότητας και συμπίεσης υφών σε ψηφιακά μοντέλα της Αρχαίας Ήλιδας
Δημιουργός Κωστόπουλος, Στέφανος, Kostopoulos, Stefanos
Συντελεστής Athens University of Economics and Business, Department of Informatics
Katsianis, Markos
Vasilakis, Andreas-Alexandros
Papaioannou, Georgios
Τύπος Text
Φυσική περιγραφή 83p.
Γλώσσα en
Αναγνωριστικό http://www.pyxida.aueb.gr/index.php?op=view_object&object_id=11838
Περίληψη This thesis examines the intersection between digital reconstruction and visualization of photogrammetric methods, such as Structure from Motion (SfM), 3D laser scanning, and structured light scanning, for the preservation and visualization of cultural heritage artifacts. The research focuses on the application of SfM as the primary photogrammetric method and aims to address challenges associated with high-resolution 3D models, such as geometric accuracy, computational efficiency, and visual fidelity, based on subjective perception of model quality. Subsequently, an investigation of geometric simplification methods is presented, with the aim of modifying and reducing geometric complexity, while surface detailing techniques are applied, such as normal mapping and Physically Based Rendering (PBR) materials, which adhere to physical laws to address issues related to visual fidelity. The approach followed in this study aimed at the creation, optimization, and final evaluation of 3D reconstructions through a structured methodology. For the effective evaluation of the 3D models, two experimental procedures were required. The first experiment, objective analysis, aimed to measure the deviations between high-resolution models and their simplified versions (Levels of Detail - LODs). The second experiment focused on the design of a questionnaire that investigated participants' ability to perceive visual differences in simplified models that had been enhanced with normal mapping. Finally, by evaluating the results of both experiments, it was revealed that despite the significant loss of geometric detail in models that were highly simplified, the application of normal mapping effectively preserved their visual fidelity, as participants were unable to detect differences between the original models (high-resolution models) and the simplified models that utilized this technique.
Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει τη διασταύρωση μεταξύ ψηφιακής ανακατασκευής και οπτικοποίησης φωτογραμμετρικών μεθόδων, όπως η Δομή από Κίνηση (Structure from Motion - SfM), η τρισδιάστατη σάρωση με λέιζερ (3D laser scanning) και η σάρωση με δομημένο φως (structured light scanning), για τη διατήρηση και την οπτικοποίηση αντικειμένων πολιτισμικής κληρονομιάς. Η έρευνα επικεντρώνεται στην εφαρμογή του SfM ως την κύρια φωτογραμμετρική μέθοδο και αποσκοπεί στην αντιμετώπιση προκλήσεων που σχετίζονται με τρισδιάστατα μοντέλα υψηλής ανάλυσης, όπως η γεωμετρική ακρίβεια, η υπολογιστική αποδοτικότητα και η οπτική πιστότητα, βάσει της υποκειμενικής αντίληψης της ποιότητας των μοντέλων. Ακολούθως, παρουσιάζεται η διερεύνηση μεθόδων γεωμετρικής απλοποίησης, με στόχο την τροποποίηση και μείωση της γεωμετρικής πολυπλοκότητας, ενώ εφαρμόζονται τεχνικές επιφανειακής υφής, όπως το normal mapping και τα υλικά Φυσικά Βασισμένης Απόδοσης (Physically Based Rendering - PBR), τα οποία ακολουθούν φυσικούς νόμους για την αντιμετώπιση ζητημάτων που σχετίζονται με την οπτική πιστότητα.Η προσέγγιση που ακολουθήθηκε στη μελέτη αυτή είχε ως στόχο τη δημιουργία, τη βελτιστοποίηση και την τελική αξιολόγηση τρισδιάστατων ανακατασκευών μέσω μιας δομημένης μεθοδολογίας. Για την αποτελεσματική αξιολόγηση των τρισδιάστατων μοντέλων, απαιτήθηκαν δύο πειραματικές διαδικασίες. Το πρώτο πείραμα, η αντικειμενική ανάλυση, είχε ως στόχο τη μέτρηση των αποκλίσεων μεταξύ των μοντέλων υψηλής ανάλυσης και των απλοποιημένων εκδόσεών τους (Levels of Detail - LODs). Το δεύτερο πείραμα επικεντρώθηκε στη διαμόρφωση ενός ερωτηματολογίου που διερεύνησε την ικανότητα των συμμετεχόντων να αντιλαμβάνονται οπτικές διαφορές σε απλοποιημένα μοντέλα που είχαν εμπλουτιστεί με απεικόνιση υφής αναγλύφου (normal mapping).Τέλος, αξιολογώντας τα αποτελέσματα και από τα δύο πειράματα, αποκαλύφθηκε ότι, παρά τις σημαντικές απώλειες γεωμετρικών λεπτομερειών σε μοντέλα που απλοποιήθηκαν σε μεγάλο βαθμό, η εφαρμογή του normal mapping διατήρησε αποτελεσματικά την οπτική πιστότητά τους, καθώς οι συμμετέχοντες δεν μπορούσαν να εντοπίσουν διαφορές μεταξύ των αρχικών μοντέλων (υψηλής ανάλυσης) και των απλοποιημένων μοντέλων που αξιοποίησαν αυτή την τεχνική.
Λέξη κλειδί Γεωμετρική απλοποίηση
Διατήρηση πολιτισμικής κληρονομιάς
Φωτογραμμετρία
Δομή από κίνηση
Χαρτογράφηση υφής
Photogrammetry
Structure from motion
Geometric simplification
Cultural heritage preservation
Texture mapping
Διαθέσιμο από 2025-01-24 13:37:59
Ημερομηνία έκδοσης 13-01-2025
Ημερομηνία κατάθεσης 2025-01-24 13:37:59
Δικαιώματα χρήσης Free access
Άδεια χρήσης https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/