Лазерное сканирование и построение точной 3D модели Останкинской телебашни для целей видео-мэппинга

Останкинская телебашня как одна из достопримечательностей Москвы

Останкинская телебашня является одной из наиболее важных архитектурных достопримечательностей города Москвы и символом всего российского телевидения. Благодаря этому грандиозному сооружению обеспечивается трансляция телепередач почти на всю страну, а по своему техническому оснащению, мощности вещания, и целому ряду других характеристик телевизионная башня не имеет аналогов. Проект телебашни в Останкино был придуман инженером-конструктором и архитектором Николаем Никитиным всего за одну ночь, а прообразом своей конструкции он выбрал перевёрнутую лилию — цветок с толстым стеблем и крепкими лепестками. По первоначальному замыслу, эта башня должна была иметь всего четыре опоры, однако позднее, по рекомендациям создателя первой на планете бетонной телебашни немецкого инженера Фритца Леонхарда, а также главного архитектора Леонида Баталова, их общее число увеличили до десяти. Строительство Останкинской телевизионной башни, которая тогда называлась «Общесоюзная передающая радиотелевизионная станция имени 50-летия Октября», проходило с 1963 по 1967 год, а на момент его окончания телебашня стала самым высоким сооружением в мире высотой 533 метра. Позднее на шпиле Останкинской башни был достроен достроен флагшток, увеличивший её высоту до 540 метров. Останкинская телебашня и вся её аппаратура постоянно совершенствуются. В настоящий момент за счёт установки нескольких дополнительных антенн её высота составляет больше 560 метров. Останкинская башня считается самым высоким сооружением в Европе.

Лазерное сканирование — лучший метод съёмки для целей 3D mapping

В марте 2017 года в инженерную компанию «НГКИ» поступил заказ от нашего давнего партнёра, который занимается организацией, проектированием и проведением эффектных световых и лазерных шоу по технологии видеомэппинга, на выполнение лазерного сканирования и построение обмерной 3D модели Останкинской телебашни для подготовки проекта светового шоу.

3D-мэппинг или видео-мэппинг — современная технология проведения световых и лазерных представлений, главный принцип которой заключён в проецировании аудиовизуального или статичного изображения на какой-либо физический объект с учётом его геометрии, размеров и расположения. Чтобы в ходе подобных шоу видеоконтент транслировался на неровную поверхность объекта без ненужных искажений или же теней, постановщикам на стадии проектирования представления требуется актуальная и точная 3D модель этого объекта — так называемая «3D-маска». Эта 3D-маска вводится в компьютер, который затем распределяет весь необходимый контент между транслирующими изображение проекционными установками.

Для целей подготовки 3D-маски требуется не только точная, но и актуальная модель объекта с учётом его состояния и с отображением различных элементов. Такую модель можно получить лишь в результате проведения архитектурных обмеров всего объекта. Из всех существующих методов производства обмерных работ только лазерное сканирование в состоянии обеспечить и высокую точность, и необходимую детальность результатов съёмки. Кроме того, технология 3D сканирования позволяет без потери в качестве произвести обмерные работы достаточно быстро, сэкономив массу времени.

Обмерные работы и 3D моделирование Останкинской телебашни

По причине того, что Останкинская телебашня имеет очень большую высоту, для его лазерного сканирования нашим специалистам пришлось использовать сразу два сканера: съёмка нижней части производилась лазерным сканером Leica ScanStation P40, имеющим дальность работы до 270 метров, тогда как сканирование верхней части проводилось сканером Leica HDS8800, который хоть и имеет низкую скорость и небольшую плотность съёмки, но зато позволяет проводить измерения на расстоянии до 2000 метров, что было крайне важным для обмеров такого высокого объекта, как Останкинская телебашня.

Дополнительные сложности в работе над данным проектом были вызваны также тем, что верхняя часть Останкинской телебашни сильно колеблется под действием ветровой нагрузки — при максимальной расчётной скорости ветра её вершина (шпиль) теоретически может отклоняться до 12 метров! По причине этих колебаний расположение верхней части телебашни при съёмках с разных точек стояния сканера оказалось различным, что довольно сильно усложнило работу по сшивке облаков точек и построению обмерной 3D модели башни.

Большой опыт выполнения лазерного сканирования различных объектов для целей 3D mapping позволил оптимально выбрать детальность 3D моделирования Останкинской телебашни. По результатам обмерных работ специалистами инженерной компании «НГКИ» была построена точная твердотельная трёхмерная модель объекта, которая и была передана Заказчику для подготовки проектирования светового шоу по технологии видеомэппинга.

Инженерная компания «НГКИ» много лет профессионально занимается производством обмерных работ на объектах архитектуры и историко-культурного наследия как для целей реставрации и реконструкции, так и для проектирования различных лазерных и световых представлений и 3D-мэппинга. Кроме этого, мы проводим обмеры фасадов для целей проектирования навесных и светопрозрачных конструкций. Специалисты нашей компании используют для обмерных работ современную технологию 3D лазерного сканирования, которая позволяет в сжатые сроки получить актуальные, детальные и точные результаты измерений, на основе которых можно как составлять традиционные плоские чертежи, так и создавать трёхмерные каркасные, твердотельные и mesh модели объектов съёмки или же их отдельных частей. С более подробным описанием всех видов выполняемых нами работ в этом сегменте рынка вы можете ознакомиться на соответствующей странице в разделе «Услуги» нашего сайта, которая называется «Построение точных 3D моделей зданий и сооружений по данным лазерного сканирования».