Generation of 3D models for the visualization of the world heritage monastery of Maulbronn through the use of photogrammetric techniques and laser scanning. Application study of virtual reality

Abstract

[EN] The realization of this project aims to study the obtention of a three-dimensional model of the cloister of the monastery of Maulbronn, located in Germany. This project contributes to the preservation of cultural heritage through geomatic techniques. The model is established from surveys of the cloister with laser scanner. These surveys are accompanied by some architectural details, obtained with photogrammetry. This process grants higher resolution of architectonic details of special interest. The process carried out has different stages. First of all, the processing of the laser scans (point clouds), performed by the Scene software. Furthermore, the elimination of the excess noise so that the generated product does not present any anomaly; and its implementation as a three-dimensional model. On the other hand, the geometric study of some architectural objects is carried out by advanced techniques in computational vision. Using Structure for Motion (SfM) techniques, based on the phenomenon by which human or animal vision systems can reconstruct three-dimensional structures from two-dimensional images (stereoscopic vision), is the process followed by Agisoft's PhotoScan software. Finally, there is the possibility of creating a virtual reality application of the 3D model of the cloister, which could also be used as a touristic application. The creation of virtual reality applications will be studied through the use of free software dedicated specially to modelling, lighting, rendering, and animation, such as Blender. This project aims to give importance to the responsibility of cultural heritage through geomatics, through its documentation, to facilitate the preservation and posible restoration of it.

[ES] En la realización del presente proyecto se pretende estudiar la obtención de un modelo tridimensional del claustro del monasterio de Maulbronn, localizado en Alemania. Este proyecto contribuye a la preservación del patrimonio cultural mediante técnicas geomáticas. La realización del modelo se establece a partir de levantamientos del claustro con láser escáner. Estos estudios van acompañados de algunos detalles arquitectónicos, obtenidos con fotogrametría. Este proceso garantiza una mayor resolución de los detalles arquitectónicos de especial interés. El proceso llevado a cabo cuenta con diferentes etapas. En primer lugar, el procesamiento de los escaneos láser (nubes de puntos), realizados por el software Scene. Además, la eliminación del exceso de ruido para que el producto generado no presente ninguna anomalía; y su implantación como modelo tridimensional. Por otro lado, se procede al estudio geométrico de algunos objetos arquitectónicos gracias a los avances en visión computacional. El uso de técnicas de Structure for Motion (SfM), basadas en el fenómeno por el cual los sistemas de visión humano o animal pueden reconstruir estructuras tridimensionales a partir de imágenes bidimensionales (visión estereoscópica), es el proceso seguido por el software PhotoScan de Agisoft. Finalmente, se estudiará la posibilidad de crear una aplicación de realidad virtual del modelo 3D del claustro, que también podría ser utilizado como una aplicación turística. La creación de aplicaciones de realidad virtual se estudiará mediante el uso de software libre dedicado especialmente al modelado, iluminación, renderizado y animación, como Blender. El presente proyecto pretende dar importancia a la responsabilidad del patrimonio arquitectónico cultural a través de la geomática, a través de su documentación, para facilitar la preservación y posible restauración de éste.

[CA] En la realització del present projecte es pretén estudiar l'obtenció d'un model tridimensional del claustre del monestir de Maulbronn, localitzat a Alemanya. Aquest projecte contribueix a la preservació del patrimoni cultural mitjançant tècniques geomàtiques. La realització del model s'estableix a partir d'alçaments del claustre amb làser escàner. Aquests estudis van acompanyats d'alguns detalls arquitectònics obtinguts amb fotogrametria. Aquest procés garanteix una major resolució dels detalls arquitectònics d’especial interès. El procés dut a terme compta amb diferents etapes. En primer lloc, el processament dels escanejos làser (núvol de punts), realitzats amb el software Scene. A més, l’eliminació del soroll excedent perquè el producte generat no presente cap anomalia; i la seua implementació com a model tridimensional. Per altra banda, es procedeix a l'estudi geomètric d'alguns objectes arquitectònics gràcies als avanços en visió computacional. L’ús de tècniques de Structure for Motion (SFM), basades en el fenomen pel qual els sistemes de visió d'éssers humans o animals poden reconstruir estructures tridimensionals a partir d'imatges bidimensionals (visió estereoscòpica), es el procés a seguir per el software PhotoScan de Agisoft. Finalment, s'estudiarà la possibilitat de crear una aplicació de realitat virtual del model 3D del claustre, que també podria ser utilitzat com una aplicació turística. La creació d’aplicacions de realitat virtual s’estudiarà mitjançant l'ús de software lliures dedicats especialment al modelatge, il·luminació, renderitzat, animació, com Blender. El present projecte pretén donar importància a la responsabilitat del patrimoni arquitectònic cultural a través de la geomàtica, a través de la seua documentació, per facilitar la preservació i possible restauració d'aquest.