Virtuální návštěva středověkého kláštera

Geoinformační technologie umožňují rekonstruovat ve 3D krajinu i architekturu v podobě, jakou měla před staletími. Otevírají tím cestu k vytváření virtuálních muzeí a nových forem prezentace kulturního dědictví. Příkladem je projekt Ora et labora,¹⁾ zaměřený na tvorbu detailního 3D modelu zaniklého Ostrovského kláštera, který se nacházel v letech 999 až 1517 na Ostrově u soutoku Vltavy a Sázavy.

S vizualizacemi prostorových dat ve 3D se nejčastěji setkáváme v počítačových hrách, filmech či mapách. Vývoj této disciplíny začal už v osmdesátých letech 20. století. V posledních letech se navíc dynamicky rozvíjejí technologie zaměřené na rozšířenou a virtuální realitu, které nacházejí uplatnění i v archeologii, historii nebo architektuře.

Současný stav lokality Ostrovského kláštera.

Snímek Jakub Lysák

Tvorba 3D modelů

Automatizované či poloautomatizované postupy 3D modelování jsou založeny na principu triangulace bodových dat. Objekty (3D modely či modely povrchů) vznikají z mračen bodů, které jsou propojeny hranami do trojúhelníků, čímž vytvářejí polygonální síť. Tyto sítě nejsou tvořeny náhodně, ale na základě přesných metod triangulace (např. Delaunayovy triangulace). Pro automatizaci sběru dat se často uplatňuje dálkový průzkum Země, jenž umožňuje z dronových i leteckých (alternativně i pozemních) snímků stereoskopickým zpracováním vytvořit bodová mračna. Stereoskopie je metoda svým principem podobná našemu prostorovému vidění: každé oko má odlišný úhel pohledu, což náš mozek zpracovává do prostorového vjemu. Metoda tedy využívá dva snímky pořízené z odlišných úhlů. Přiřazením shodných bodů na obou snímcích vzniká v počítači trojrozměrná rekonstrukce, u níž jsou přesně definovány jednotlivé body souřadnicemi x, y, z.

Ukázka modelace kláštera v prostředí Blender.

Ilustrace Josef Laštovička

Alternativou k stereoskopické metodě je metoda Structure from Motion, která využívá velké množství snímků pro vytvoření prostorového vjemu. Další z možných alternativ představuje i laserové skenování, které poskytuje bodová data s milimetrovou až centimetrovou přesností. Je založeno na principu vysílání laserového (většinou infračerveného) pulzu, který se odrazí od objektu zpět k senzoru. Přístroj pak zaznamená čas, za který paprsek urazil cestu od senzoru k objektu a zpět. Ze získaných časových údajů jsou vypočítány vzdálenosti jednotlivých bodů, z nichž je následně rekonstruován objekt. U digitálního modelu terénu s vyšší mírou generalizace či u území rozsáhlejšího charakteru lze namísto laserových dat použít méně přesná radarová data. Princip je pak obdobný.