Как 3D технологии вошли в нашу жизнь

Как 3D технологии вошли в нашу жизнь В последние годы в новостных лентах все чаще фигурирует информация об инновациях в сфере 3D технологий. Сегодня 3D визуализация применяется во всех сферах, где необходимо представить объёмный зрительный образ. Это и киноиндустрия, медицина, архитектура, реклама, а также создание геоинформационных систем.

В последние годы в новостных лентах все чаще фигурирует информация об инновациях в сфере 3D технологий. Сегодня 3D визуализация применяется во всех сферах, где необходимо представить объёмный зрительный образ. Это и киноиндустрия, медицина, архитектура, реклама, а также создание геоинформационных систем.

Технология трёхмерного изображения основана на особенностях строения глаз. Человек обладает бинокулярном зрением, то есть картинка, которую видит левый глаз, отличается от того, что видит правый. Происходит это из-за смещения левого глаза относительно правого. В головном мозге два этих изображения «накладываются» друг на друга, и мы видим объёмное трёхмерное изображение.

Разработками в области трёхмерного отображения окружающей реальности занимается, в том числе, один из резидентов Фонда «Сколково», компания «HelgiLab». Это российская инновационная компания, основанная в 2012 году двумя специалистами в области построения геоинформационных систем и массовых пользовательских сервисов – Олегом Ильичевым и Сергеем Геворковым. Основная её задача – создание аппаратного комплекса и технологий, обеспечивающих экономически выгодное построение трёхмерных реалистичных моделей городов, а также разных городских объектов.

Трёхмерные или, как их ещё называют, сферические панорамы в отличие от обычных панорам, имеют глубину. Это один из видов панорамной фотографии. Изображение предназначено для показа на компьютере при помощи специального программного обеспечения.

В основе 3D панорамы лежат множество отдельных кадров окружающей среды или объекта в сферической проекции. В 3D панорамах возможен максимальный угол обзора пространства – 360×180 градусов. При этом оптические искажения не видны. Плюс ко всему, есть функция управления просмотром, т.е. зритель специальными инструментами может самостоятельно изменять направление (вверх-вниз, вправо-влево), а также приближать или, наоборот, отдалять изображение. В результате, у зрителя создаётся иллюзия присутствия в центре сферы, внутри которой проецируется изображение окружающего пространства.

В проекте от компании HelgiLab, в отличие от традиционных технологий, каждая точка изображения геопривязана, т.е. известны её географические координаты. С этим связано возможное инновационное применение подобных данных. Непосредственно на фотографиях можно проводить измерения, встраивать туда дополнительные объекты, создавая эффект виртуальной реальности, или строить на базе панорам трёхмерные модели.

Для сбора данных используется аппаратная платформа, состоящая из устройств позиционирования, круговых фотокамер, производящих съёмку местности, и лазерных измерителей, сканирующих окружающее пространство с большой частотой. Платформа устанавливается на автомобиль, движущийся по улицам города. В результате обработки данных уникальным программным обеспечением, созданным компанией, вся территория города покрывается сетью трёхмерных панорам с заданным интервалом.

Как сообщают создатели, идея проекта родилась вследствие анализа потребностей пользователей подобных систем. В результате анализа российского и зарубежного опыта, а также ряда экспериментов с существующими аппаратными комплексами у разработчиков появилась идея создания трёхмерных панорам. Эти данные включают в себя фотоизображения, а, значит, привычны для пользователей. С другой стороны, фотографии интегрированы с трёхмерной квази-моделью. А, значит, они пригодны и для машинной автоматизированной обработки.

Вспоминает один из основателей компании HelgiLab Сергей Геворков: «Изначально все геоинформационные системы городского управления аккумулировали информацию на «плоских» картах. Это не всегда было удобно. Часто для принятия решений необходимо было знать, как выглядит та или иная местность, какие объекты инфраструктуры там расположены. Карта не давала ответа на этот вопрос. Все это подводило к необходимости создание новой информативной ГИС-основы».

«Мы ставили перед собой задачу создать основу, которая, с одной стороны, удовлетворяла бы потребности пользователей, а с другой – была реализуема за приемлемое время. Под приемлемым временем мы понимали несколько месяцев для сбора и обработки данных в рамках такого крупного мегаполиса как Москва. За 2013 год мы планировали создать такие данные для всей территории нашего города», – добавляет генеральный директор компании HelgiLab, Олег Ильичев.

В ходе создания 3D платформы, разработчики столкнулись с рядом серьёзных проблем. В 2012 году на основе данных взятого на тест комплекса мобильного сканирования, были созданы первые трёхмерные панорамы подмосковного города Троицк.

На первом этапе затруднения были связанны с плотностью покрытия окружающих объектов. Для решения данной задачи была выбрана аппаратура с более скоростными лазерами. Проблемы возникли и с позиционированием платформы. При движении в черте города сигнал GPS местами был слабым, а иногда и вовсе отсутствовал, однако эти потери частично компенсировал инерциальный блок, установленный на автомобиле. «Специалисты нашей компании разработали ряд собственных алгоритмов, уточняющих данные, поступающие от систем сканирования. В итоге это позволило решать поставленные задачи, используя менее дорогостоящее оборудование» - отметил Сергей Геворков.

По словам Олега Ильичева: «Системы мобильного сканирования создают облака из миллиардов точек, получаемых от лидаров, и одной из ключевых задач было сжатие этого облака точек и превращение в наборы плоскостей, которые можно передавать в пользовательские приложения на тонком и мобильном клиенте».

«При работе в городской среде приходится сталкиваться с рядом дополнительных проблем, таких как автомобили, пешеходы, которые создают помехи для работы систем сканирования. Автоматическое избавление модели от помех, созданных перемещающимися в пространстве объектами – отдельная интересная задача, решаемая компанией» – добавляет Олег Ильичев.

В 2013-м году компания HelgiLab стала субподрядчиком в выполнении работ по конкурсу, объявленному Правительством Москвы на формирование трёхмерных панорам города, в рамках создания Единого геоинформационного пространства Москвы. В ходе работ специалисты компании проехали более 5 тысяч километров и обработали свыше 500 000 трёхмерных панорам для всей территории Москвы. Эти панорамы были интегрированы в геоинформационные системы городского управления, а также размещены на городском портале Eatlas.mos.ru.

На базе собранных данных была проведена инвентаризация и создана карта с более чем 200 тысяч городскими объектами (дорожные знаки, рекламные конструкции, точки нестационарной торговли) – эти сведение пополнили и уточнили базы систем городского управления.

В 2014 году объем работ вырос до 13,5 тысяч километров. Сюда были включены две съёмки «старой» Москвы (весенняя и осенняя) и одна съёмки присоединённых территорий Новомосковского и Троицкого округов. В этот же год были созданы панорамы всех парков столицы, пешеходных зон, ВВЦ.

Недавно специалисты HelgiLab побывали и на строящейся территории Технопарка «Сколково» и создали трёхмерные панорамы строительства на территории Инновационного центра. Теперь посетители сайта Фонда могут видеть, как со временем развивается и растёт Сколково.

«Приятно видеть, что Инновационный центр «Сколково» растёт и развивается. Мы рады, что с помощью трёхмерных панорам посетители сайта могут оперативно наблюдать за этими позитивными изменениями. Наши данные уже используются в геоинформационных системах Правительства Москвы и для нас очень важно, что область применения технологии расширяется» – говорит Олег Ильичев.

Фонд «Сколково» всячески поддерживает стремление команды в развитии. Стоит отметить немаловажную роль Фонда в организации работы над проектом. В данный момент съёмка территорий ведётся двумя комплексами. В их поставке большую помощь оказала сколковская таможенная компания. Также сотрудники HelgiLab со сколковским Центром интеллектуальной собственности ведут работы по патентованию алгоритмов и дизайна проектов.

По словам Вице-президента, Исполнительного директора кластера космических технологий и телекоммуникаций Фонда «Сколково» Алексея Белякова: «Продукт компании «HelgiLab» относиться к разряду геоинформационных сервисов. Данный сегмент рынка сейчас активно развивается такими игроками как «Яндекс» и «Google», которые разрабатывают все новые продукты в этом сегменте (Google Earth Enterprise, Yandex карты и т.п.). Сервис «HelgiLab» может быть полезен не только для иннограда Сколково, но и для любого города в целях планирования и мониторинга муниципального хозяйства. При этом алгоритмы обработки изображений, разработанные в данном проекте, имеют потенциал применения в более широком сегменте – при управлении роботами и автоматизированным транспортом».

По мнению Сергея Геворкова: «Создание и обработка геопривязанной информации, данных для геоинформационных систем в данный момент – очень важное направление в рамках развития городских территорий, урбанистики, обладающее огромным потенциалом во всем мире. Сегодня невозможно представить ни одной системы управления, ни одного сервиса, связанного с городской инфраструктурой, без подобных геоданных. Чем более актуальны данные и чем более подробны – тем большей коммерческой ценностью они обладают».

Как сообщает Олег Ильичев: «Продукт уже сейчас востребован на рынке и даёт компании возможность не только окупать разработку, но и получать прибыль. Однако мы не останавливаемся на достигнутом. Сейчас мы активно ведём исследования в направлении автоматического построения трёхмерных моделей. Поставленная задача весьма амбициозна – сделать такую модель для Москвы без «ручного труда» за один сезон».

В перспективных планах компании числятся задачи по развитию продуктов, а также выхода на зарубежные рынки. «Геоинформационые системы в сфере городского управления активно применяются не только в России, но и за рубежом» – добавляет Сергей Геворков. «Мы периодически ведём переговоры с различными зарубежными компаниями и видим интерес к нашему продукту. Здесь возможна такая бизнес-модель: мы собираем данные с различных комплексов мобильного сканирования, которые снимают территории европейских городов, обрабатываем их и представляем в виде, удобном для использования в геоинформационных системах» - говорит Олег Ильичев.

Для реализации поставленных целей, компания собирается привлекать гранты Фонда «Сколково». Сами основатели готовы выступать в качестве соинвестров, вложив собственные средства.

Внешняя пресс-служба Фонда «Сколково»

На данном сайте используются cookie для сбора информации технического характера и обрабатывается Ваш IP-адрес. Продолжая использовать этот сайт, вы даете согласие на использование файлов cookies.