Analysis of Ancient Mosaic Images for Dedicated ... - Institut Fresnel

xii
2.4.2 The CENOBIUM Project: an Integrated Visual Comparison of Historiated Capitals 50
2.4.3 Classifying and Archiving Carved Faces: the Bayon Digital Archival Project . . . . 51
2.5 Physical Reproduction from the Digital Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2.6 Virtual Reconstruction and Re-assembly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.6.1 Virtual Reconstruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.6.2 Virtual Re-assembly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.6.3 Virtual Repainting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
2.7 Supporting the Restoration Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
2.7.1 Tools for Investigation and Diagnostics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.7.2 Tools Supporting Knowledge Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
2.8 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3 Accurate and Detailed Image-Based 3D Documentation of Large Sites and Complex Objects 73
Fabio Remondino
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3.2 Reality-based 3D Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
3.2.1 Techniques and Methodologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
3.2.2 Multi-sensor and Multi-source Data Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
3.2.3 Standards in Digital 3D Documentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.3 Photogrammetry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.3.1 Image Data Acquisition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
3.3.2 Camera Calibration and Image Orientation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
3.3.3 3D Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
3.3.4 Structuring and Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
3.3.5 Texturing and Visualization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
3.3.6 Main Applications and Actual Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
3.4 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
4 Processing Sampled 3D Data: Reconstruction and Visualization Technologies 105
Marco Callieri, Matteo Dellepiane, Paolo Cignoni, Roberto Scopigno
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
4.1.1 Sources of Sampled 3D Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
4.2 Basic Geometric Processing of Scanned Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
4.2.1 The 3D Scanning Pipeline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
4.2.2 Implementing Range Maps Alignment as an Automatic Process . . . . . . . . . . 113
4.2.3 Enhancing Incomplete Surface Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
4.3 Color Sampling and Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
4.3.1 Basic Acquisition of Color Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
4.3.2 Recovering Camera Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
4.3.3 Mapping Complex Photographic Detail on 3D Models . . . . . . . . . . . . . . . 119
4.3.4 Advanced Color Data Acquisition: Sampling Surface Reflection Properties . . . . 120
4.4 MeshLab: an Open Source Tool for Processing 3D Scanned Data . . . . . . . . . . . . . . 121
4.5 Efficient Visualization and Management of Sampled 3D Data . . . . . . . . . . . . . . . 123
4.5.1 Simplification and Multiresolution Management of Huge Models . . . . . . . . . 124