Představujeme vám seriál článků Laserscan do BIM. Postupně se v něm dovíte všechny aspekty spojené s tvorbou modelu na základě Mračna bodů. Jako případová studie bude sloužit historický budova kostela sv. Mořice. Tento seriál vznikl na základě diplomové práce na Fakultě stavební ČVUT v Praze.
Úvod do problematiky
O využití BIM pro historické stavby se psalo v článcích Památková péče a BIM a Tvorba podstavce sousoší sv. Augustina. K jednotlivým prvkům 3D modelu je možné přiřadit odkazy a přehledně tak uspořádat dostupnou dokumentaci. Může jít o informace ze stavebně historického průzkumu, fotodokumentaci, prohlížeč mračna bodů a mnoho dalšího. Výsledný model krásně poslouží k vizualizaci plánované rekonstrukce nebo tvorbě různých animací a simulací (výstavby, rekonstrukce, provozu, přelety apod.). K tomu lze využít i automaticky generované 2D pohledy, ze které lze následně vytvořit projektovou dokumentaci. Zajímavým a velmi aktuálním tématem je virtuální realita, pro kterou je model ideálním podkladem.
Kostel sv. Mořice leží v jihozápadních Čechách poblíž města Sušice a patří mezi nejstarší kostely v kraji. Pozdně románský byl postaven kolem roku 1220 a letos budou probíhat velkolepé oslavy 800 let od jeho vzniku.
Popis kostela
Hlavní dominantou kostela je čtyřpatrová věž s šindelovou střechou a obdélníková hlavní loď. Na jižní straně, v místech dřívějšího hlavního vstupu, stojí nyní osmiboká kaple. Uvnitř areálu kostela obehnaného kamennou zdí se nachází i kostnice a hřbitov.
Na vnitřní stěně hlavní lodi a na stropě absidy najdeme také cenné nástěnné malby z 14. století, které byly objeveny při rekonstrukci v 90. letech 20. století.
Kulisy kostela se objevily ve známých českých pohádkách Anděl Páně a Tři Životy od režiséra Jiřího Stracha.
Zaměření kostela
Tvorbě modelu předcházelo nezbytné zaměření objektu, ze kterého vznikl podklad pro modelování. Nejdříve byl zaměřen exteriér kostela. Po obvodu kostela bylo pořízeno 22 skenů a 530 pozemních fotografií, které posloužily k obarvení bodů ze skenování, aby mračno vypadalo realističtěji. Dále bylo pomocí dronu nafoceno 791 snímků, které zachycovaly jinak nepřístupná místa. Šlo hlavně o střechy kostela a vnější stěny věže. Zaměření probíhalo za pomoci stroje FARO Focus 3D X 130, fotodokumentace dronem DJI Phantom 4 Pro a fotoaparátem Canon EOS 6D Mark II.
Dále byl naskenovaný a nafocený kompletní interiér kostela. Celkově šlo o 96 skenů a 536 fotografií, které byly využity pro realistickou vizualizaci a tvorbu několika detailních síťových modelů.
Zaměření celého objektu zabralo přibližně dva dny práce dvoučlenného týmu.
Laserové skenování i fotogrammetrie jsou rychlé a přesné metody zaměření. Zároveň jejich použitím nedochází k poškození stavby, takže jsou pro dokumentaci staveb hojně využívané. Pořízeno je velké množství dat, jelikož jde o neselektivní metody, které zachytí vše tak jak to stojí. Zpracování dat do jednoho celkového mračna bodů je časově náročné a klade velké nároky na výpočetní výkon počítače.
Realistické mračno exteriéru je k prohlédnutí ZDE.
Na obrázku vlevo je vodorovný řez výsledným mračnem bodů (spojený exteriér a interiér) a vpravo svislý řez věží kostela. Z řezů můžeme snadno určit například tloušťku zdi.
Výsledné mračno bodů tvořilo přibližně 104 milionů bodů (25 mil exteriér, 79 mil interiér). Přesnost mračna bodů je 5 mm. Mračno bodů slouží jako hlavní podklad pro tvorbu modelu.
Další díly seriálu najdete zde.
Poznámka
HBIM model kostela byl zpracován v rámci diplomové práce na fakultě stavební ČVUT pod vedením Ing. Jindřicha Hodače, Ph. D. K tvorbě modelu výrazně přispěla i spolupráce s firmou G4D s.r.o. a spolkem Přátelé Mouřence.
Firma G4D se mimo jiné specializuje na využití moderních technologií jako je laserové skenování a fotogrammetrie k dokumentaci historických objektů.
Spolek Přátelé Mouřence je uskupení nadšenců v čele s předsedou Lukášem Milotou. Úspěšně se snaží o oživení a otevření areálu kostela všem kolemjdoucím turistům. Pořádají proto pravidelné komentované prohlídky kostela a nejrůznější kulturní akce se zajímavými hosty.
