Методические указания

Неориентированная стереомодель - стереомодель, элементы внешнего ориентирования которой не известны.

Используя два накладывающихся изображения одной и той же местности, может быть создано 3D стереоизображение. Процесс ручного ориентирования двух накладывающихся снимков использовался для интерпретации аэрофотоснимков в стереоскопах. Два накладывающихся снимка вращались, масштабировались, и трансформировались до тех пор, пока не было достигнуто оптимальное трехмерное изображение. Этот процесс упоминался как удаление параллакса.

Stereo Analyst расширяет использование накладывающихся снимков для интерпретации, визуализации, и собрания географической информации.

Используя цифровые снимки, Stereo Analyst учитывает вращение, масштабирование, и трансформирование перекрывающихся изображений, для создания понятной 3D неориентированной стереомодели.

После создания неориентированной стереомодели, используя методы интерпретации аэрофотоснимка, в Stereo Analyst могут быть определены некоторые из географических особенностей: тип землепользования, покрытие земли, тип деревьев, структуру почвы, дренажные условия участка, восприимчивость к наводнению, наклон поверхности земли.

Эта работа поясняет как через процесс использования Stereo Analyst создавать неориентированную стереомодель для интерпретации фотоснимков. Шаги выполнения работы представлены ниже:

• Выбрать моно изображение, которое представляет левое изображение, включающее неориентированную стереомодель

• Отрегулировать разрешение экрана,

• Применить опции Быстрого меню,

• Выбрать второе изображение для стерео, которое представляет правое изображение, включающее неориентированную стереомодель,

• Ориентировать и масштабировать изображения,

• Уравнять параллакс,

• Поместить трехмерный плавающий курсор,

• Уравнять высоту курсора,

• Сохранить неориентированную стереомодель,

• Открыть новую неориентированную стереомодель.

Начало работы

Примечание: Данная работа предполагает использование анаглифических методов. Если Вы хотите, чтобы ваши результаты соответствовали тем, что представлены в методических рекомендациях, выбирите анаглифический метод построения стереоизображения: Utility -> Stereo Analyst Options -> Stereo Mode -> Stereo Mode -> Color Anaglyph Stereo.

Запустите Stereo Analyst:

1. Запуск ERDAS IMAGINE.

2. Щелкните изображение Stereo Analyst на панели инструментов ERDAS IMAGINE.

Главный вид, для выполнения Краткого обзора. Здесь вы можете видеть большинство выполняемых задач, изменять масштаб неориентированной стереомодели

Левый и правый виды показывают отдельные изображения в стереопаре

1. Перемещая вашу мышь через бар между Главным видом и левыми и правыми видами, она становится двуглавой стрелкой.

2. Тянуть бар направо и/или налево, чтобы изменить размеры Главного вида, Краткого обзора, левых и правых видов.

Загрузка исходных данных LA

Исходные данные представляют Лос-Анджелес, штат Калифорния, данные - непрерывные, содержат 3 полосы с приблизительным разрешением 0.55 м. Масштаб снимка - 1:24 000. Используемое изображение не привязано к картографической проекции; поэтомустереомодель местности неориентируется.

Примечание: данные и образы, используемые в этой работе - собственность HJW and Associates, Inc, Окленд, Калифорния.

1. Вставить компакт-диск данных Stereo Analyst в дисковод для компакт-дисков.

2. Открыть Windows Explorer.

3. Выбрать файлы la_left.ima и Ia_riaht.iit19 и скопировать их в созданную директорию на вашем жестком диске

4. Удостовериться, что файлы не имеют атрибута «только для чтения»: правой клавишей – свойства (убрать галочку, если она имеется).

Открываем Левое изображение

Неориентированная стереомодель обеспечивает трехмерное представление, когда рассматривается в стерео, но не обеспечивает реальные мировые географические координаты. Изображения, включающие неориентированную стереомодель, геометрически не ориентировались и выравнивались, используя точную информацию модели сенсора.

В результате Вы должны вращать, масштабировать и регулировать изображения, рассматривая различные части неориентированной стереомодели. 2 изображения, включающие неориентированную стереомодель, должны быть отрегулированы в различных частях изображения, так как высота изменяется всюду по области, отображенной на снимках.

С изменением превышений изменяется и параллакс. Поэтому, Вы должны дать компенсацию за изменения в параллаксе, чтобы гарантировать обеспечение четкого и ясного стереоизображения. Ясный и оптимальный трехмерный показ стерео обеспечивается, когда y-параллакс был удален, и количество x-параллакса достаточно для того, чтобы передать изменения высотной отметки в пределах области интереса.

Если информация о модели сенсора связана с обоими доступными изображениями, Stereo Analyst автоматически вращает, масштабирует и регулирует изображения, «рассматривая» неориентированную стереомодель.

Неориентированная стереомодель, созданная на основе информации о модели сенсора, иногда упоминается как ориентированная стереомодель. Географические координаты могут быть получены из ориентированных стереомоделей.

1. На панели инструментов пустого рабочего пространства цифрового стереоскопа, нажмите иконку Open.

Откроется окно Select layer To Open. Здесь вы выбираете тип файла, который хотели бы открыть.

Выберите изображение

la_left.img

Выберите тип файла

IMAGINE Image

2. Выбрать тип файлов IMAGINE Image из списка (*.img).

Так же могут использоваться и другие типы изображений для создания неориентированных стереомоделей. Stereo Analyst поддерживает TIF, JPEG, Generic Binary, Raw Binary, а также другие файлы изображений.

3. Перейти в директорию с сохраненными файлами, и выберите файл с названием la_left.img.

4. Нажать ОК.

5. Нажать ОК в диалоге, создающем слоевую структуру.

П

Имя изображения отобразится в заголовке рабочего пространства

Активные инструменты

римечание: представленные здесь примеры рассмотрены анаглифическим методом Stereo Analyst. Если Вы работаете в Quad Buffered Stereo, то ваши изображения появляются в естественном цвете.

Координаты пикселей и масштаб изображения

Регулирование изображение

Изменение масштаба изображения

Теперь, когда изображение отобразилось в Главном виде, вы можете им управлять. Мышь позволяет курсировать по изображению и изменять масштаб.

Примечание: Это упражнение легче закончить, если поле Цифрового стереоскопа максимально увеличено на вашем дисплее.

1. В основном виде поместите курсор над стадионом, обозначенным красным кругом на картинке.

2. Держать колесо на нужном уровне и двигайте мышь вперед от себя.

3. В случае необходимости с помощью мыши (левой кнопки) тяните изображение до тех пор, пока стадион не поместится в середине Главного вида.

4. Продолжайте перемещать мышь пока стадион не появится в удобном для вас месте. Отметим, что масштаб изображения отображается в области статуса рабочей области цифрового стереоскопа.

Координаты пикселей и масштаб изображения

Если вы рассматриваете только одно изображение, то Левое и Правое поля будут пустыми.

Координаты пикселей и масштаб изображения

Если вы рассматриваете только одно изображение, то Левое и Правое поля будут пустыми.

Курсируйте! Теперь, когда Вы успешно изменили масштаб изображения так, чтобы можно было детально рассмотреть объекты географии, Вы можете бродить по изображению, чтобы увидеть другие не попавшие в главный вид области.

Область статуса также показывает координаты пикселя под курсором. Когда отображена ориентированная стереомодель, указываются трехмерные координаты. Когда показаны два изображения в неориентированной стереомодели, то в области статуса показываются координаты для левого и правого изображения одновременно.

1. В основном виде зажмите мышь и двигайте вперед-назад, влево-вправо, для того чтобы видеть остальный части изображения не попавшие в главный вид.

2. После нахождения нужной области, вы можете изменять масштаб изображения.

3. Курсируйте по изображению и изменяйте масштаб, для ознакомления и закрепления движений.

Проверьте настройки Быстрого меню

Stereo Analyst имеет инструменты, которые позволяют изменять яркость и контраст изображений. Они показаны рабочем пространстве Цифрового стереоскопа.

1. Найти интересующую вас область

2. Изменить масштаб изображения, чтобы увидеть детали.

3. Щелкнуть правой кнопкой мыши

Откроется Быстрое Меню

4. Переместите мышь на левое изображение в быстром меню.

Эти опции доступны под Raster -> Right Image, когда в рабочем пространстве изображен правый снимок.

Проверьте Комбинации цветовых полос (Band Combinations).

1. Нажать на первую опцию, Комбинации цветовых полос. Откроется следующий диалог.

Количество слоев в изображении

Изменение показа слоев

Если Вы считаете, что вам легче работать с монохромными изображениями, вы можете использовать этот диалог, чтобы сделать нужные изменения.

2. Использовать данный диалог, чтобы изменить слои: назначить на красный и зеленый по 3.

3. Щелкнуть Apply.

Изображение станет монохромным:

4. Изменить красный слой назад на 1 и синий слой назад на 2. Нажать Apply. Изображение отобразится в цветах по умолчанию.

5. Щелкнуть кнопку Close на диалоге комбинации цветовых полос (Band Combinations)

Изменение яркости и контраста

1. Щелкните правой кнопкой, чтобы получить доступ к Быстрому меню снова.

2. Переместить вашу мышь через Левое Изображение, затем выберите Яркость/Контраст.

Откроется окно Инструментов Контраст/Яркость(Contrast Tool).

3. Отрегулировать яркость при помощи бегунков или полей со значениями и нажать Apply.

В зависимости от выбранных параметров яркости и контраста вид изображения изменяется в лучшую или худшую сторону для вас в Главном виде.

4. Вернуть настройки по умолчанию и кликнуть Apply.

5. Закрыть окно Иструментов Контраст/Яркость.

Для работы в Stereo Analyst требуются анаглифические очки или затворные стереоочки с эмиттером.

Теперь вы можете добавить второе изображение в главный экран, чтобы рассмотреть накладывающуюся часть двух изображений в стерео.

1. В файловом меню цифрового стереоскопа выбрать Open -> Add a Second Image for Stereo,

2. В слое выбора найдите каталог со вторым изображением и выберите la_right.img,

3. Нажать ОК, чтобы открыть диалог.

4. Если высветится следующее окно, предлагающее сохранить растр, жмите NO

Нажмите No

5. Нажмите ОК для создания слоев для данного изображения.

Л

Левое изображение стереопары

евое и правое изображение будут отображаться красным и голубым соответственно.

Д

Правое изображение стереопары

ля того чтобы рассматривать стерео в главном виде, глазной базис (расстояние между центрами глаз) должен быть параллелен базису фотографирования.

В настоящее время базис фотографирования не параллелен базису глаз, поэтому изображения должны вращаться, пока они не станут параллельными глазу.

Настройка и вращение изображений

В данной постановке мы не знаем, правильно ли сориентированы изображения для рассмотрения их в стерео. Следующие шаги будут использоваться, чтобы определить надлежащую ориентацию любых двух изображений для рассмотрения стереоэффекта.

Примечание: в целях упрощения секции, используются простые иллюстрации левых и правых изображений.

Стадион

Железная дорога

1. Визуально определите центральную точку каждого изображения.

Координатные метки

Координатные метки

Центральная точка

Центральная точка изображения упоминается еще как главная точка изображения. Центральная точка может находиться также путем пересечения линий соединяющих угловые точки. Визуально определяя центральную точку, вы должны записывать, что это за объект.

2. Визуально определите особенность, центральной точки левого изображения la_teft.img.

3. Визуально определите особенность, центральной точки правого изображения la_right.img.

Общая особенность на левом изображении должна быть приблизительно параллельной той же самой особенности на правом изображении. Таким образом общие особенности должны различаться лишь по направлению Х, а не У. Если общая особенность не параллельна на левом и правом изображении, то снимки нужно вращать.

Ориентирование изображений.

После того как сделан вывод, что изображения не ориентируются должным образом, вы можете использовать иконку Left Buffer, чтобы суперналожить одинаковые особенности правого и левого изображения для просмотра стерео.

1. Нажмите иконку Left Buffer на рабочем пространстве цифрового стереоскопа .

2. Нажать и удерживать выбранное левое (красное) изображение и тянуть его на правое изображение так, чтобы наложились общие объекты, как изображено на следующей иллюстрации.

3. Заметьте, что главные точки на левых и правых изображениях смещены по направлению У. Это неправильно для просмотра стерео.

Если все правильно было сделано, то ваша стереопара должна выглядеть подобным следующей иллюстрации.

4. Нажать Left Buffer, чтобы отключить выборку.

5. Щелкнуть и, удерживая, перемещать стереопару, пока она не появится в центре главного вида.

Вращение изображений

Для того чтобы видеть стереопару отчетливо в главном виде, ее вращают и изменяют масштаб.

1. Нажмите Rotate Tool .

2. Переместите мышь в Главный вид и щелкните 2 раза в области наложения, которая отображается серой в анаглифическом способе.

В области наложения появится цель:

3. Щелкните и, удерживая ЛКМ в цели, переместите мышь горизонтально вправо для создания оси. Продлите ось до тех пор, пока курсор не окажется вне области изображения (на иллюстрации область внутри цели показана красным: щелкните где-нибудь для создания оси, можете вращать изображение на 90-360 градусов).

Ось появляется из центра цели до того положения, которое вы установите. Более длинная ось обеспечивает большую гибкость вращения изображения. Рекомендуется создать более длинную ось для удобства вращения.

4. Переместите мышь на 90 градусов по часовой стрелке.

Примечание: вращение должно осуществляться по часовой стрелке

5. Переместить мышь на 180 градусов.

6. После завершения щелкните один раз для удаления оси, затем щелкнуть Rotate Tool , чтобы отключить выделение.

Как только фотографии ориентированы должным образом, стереоизображение станет отчетливым. На следующей иллюстрации видно, как главные точки изображений расположены вдоль оси Х.

Отрегулируйте поперечный параллакс (Х-параллакс).

Чтобы отрегулировать глубину и вертикальное преувеличение изображений, вы должны отрегулировать меру Х-параллакса. Его регулировка позволяет получить четкую и ясную стереомодель для рассмотрения и интерпретирования. Если область интереса имеет маленькое вертикальное преувеличение, то интерпретирование географической информации становится трудным и неточным, также затрудняется интерпретирование информации содержащей высотные отметки. Stereo Analyst позволяет уменьшить меру Х-параллакса при помощи мыши или клавиатуры.

1. Наведите мышь на стадион. Зажмите колесо мыши и двигайте ее от себя для зуммирования изображения.

2. В случае необходимости используйте Left Buffer и отрегулируйте положение изображения для улучшения наложения двух изображений. Убедитесь, что отключили выделение, после того как выполнили выравнивание левого изображения стереопары. Убедитесь, что отключили иконку после окончания.

Примечание: параллакс на предыдущем изображении был преувеличен в учебных целях.

Заметьте, что левые и правые изображения (красные и синие, соответственно) не выровнены должным образом. Особенно очевидно это в районе парковки, где тротуары и деревья не наложены друг на друга, а кажутся призрачными изображениями другого. Как только левое и правое изображения соединены, вы сможете увидеть стереоэффект. Имейте в виду, что ваше восприятие может отличаться в зависимости от особенностей вашего организма и способа показа стерео (Quad Buffered Stereo or Color Anaglyph Stereo).

3. Нажать клавишу Х на клавиатуре, пока вы одновременно держите нажатой ЛКМ.

4. Переместить мышь влево или вправо, пока одинаковые объекты не наложатся друг на друга.

5. Поэкспериментируйте с настройкой Х-параллакса.

6. Возвратите изображения к их выровненным положениям.

Как только Х-параллакс был должным образом отрегулирован, Вы можете удобно ощущать стереопару в трехмерном.

Теперь, когда Вы узнали, как отрегулировать Х-параллакс изображения, Вы можете использовать некоторые другие методы, чтобы улучшить, показ стереопары в Главном виде.

Отрегулируйте продольный параллакс (Y-параллакс).

Таким же образом можно отрегулировать Y-параллакс. Как правило Y-параллакс не нуждается в таком регулировании как Х-параллакс.

1. Нажать клавишу Y на клавиатуре, пока вы одновременно держите нажатой ЛКМ.

2. Переместить вверх или вниз, пока одинаковые объекты не наложатся друг на друга, как показано на следующей иллюстрации (параллакс преувеличен в учебных целях).

2. Возвратите Y-параллакс к удобному для вас значению.

3. Нажать иконку «увеличения изображения по размеру экрана» .

В цифровом пространстве Цифрового стереоскопа отобразится неориентированная стереомодель!

Позиционируйте трехмерный (пространственный) курсор

В Stereo Analyst, трехмерное положение курсора очень важно. Поскольку Вы можете хотеть собрать пространственные особенности, Вы должны быть в состоянии поместить курсор на землю, на крышу, или некоторую другую особенность. Вы можете отрегулировать высоту курсора множеством способов.

1. Нажать на «Изменение масштаба 1:1»,

2. Нажать на край перекрестия в окне обзора,

3. Держать нажатой и подвести ее к магистрали, которая находится в центре изображения.

Скоростная магистраль построена в несколько уровней.

Скоростная автомагистраль

4. Изменить масштаб изображения, чтобы видеть детально часть скоростной автомагистрали с множеством переходов.

2. Отрегулировать x-параллакс и y-параллакс по мере необходимости.

3. Поместить курсор над одной из поднятых областей скоростной автомагистрали.

4. Приспособьте возвышение курсора при помощи колеса мыши.

2. Заметьте, как курсор перемещается над/на/ под землей. Практикуйтесь, пока не будете четко видеть, когда курсор находится на земле.

В примере, который следует, курсор помещен на высший переход скоростной автомагистрали. Вы можете экспериментировать с этой областью, помещая курсор на различных уровнях, которые составляют скоростную автомагистраль.

9. Двигайтесь в другую область стереопары, к примеру к стадиону, и практикуйтесь в регулировании высоты курсора.

Сохранение стереомодели в файл рисунка

Стереомодель может быть сохранена, как анаглифическое изображение, которое может быть использовано как в поле, так и в лаборатории для интерпретации аэрофотоснимка.

Сохранение стереомодели совершается из главного вида рабочего пространства Цифрового стереоскопа. Если способ вывода Quad Buffered Stereo, то выходное изображение сохраняется в способе анаглифа.

6. Нажмите меню File в пространстве стереоскопа и выберете View to Image.

Откроется диалог View to Image.

7. Выберете папку для сохранения изображения.

8. Нажмите на поле File name и напишите имя la_merge, затем нажмите Enter. Расширение .img присвоится автоматически.

Нажмите OK в диалог View to Image.

Выводы

В результате проделанной работы мы ознакомились со стереоэффектом. Создали неориентированную стереомодель путём совмещения пары аэрофотоснимков.

РАБОТА №4