Využití optických skenerů, 3D modelů s texturou a programu Fidentis v antropologii Optické skenery • Fotogrammetrické zpracování snímků pořízených synchronizovanými fotoaparáty • Podobný jak princip digitálního fotoaparátu • Předmět musí být v konstantní vzdálenosti pod přesně stanoveným úhlem • Tvar povrchu objetu je rekonstruován na základě geometrických pravidel ze známé vzdálenosti, pozice a úhlu kamer vůči objektu. 3 Výhody ▪ Rychlost záznamu, která je srovnatelná s fotografováním ▪ Eliminace negativní vliv pohybu snímané osoby na kvalitu výsledného modelu ▪ Záznam textury snímaného objektu ▪ Zdravotní nezávadnost 4 Nevýhody ▪ Relativně vysoká pořizovací cena ▪ Vyšší nároky na výpočetní techniku ▪ Limitace metody Limitace • Trichologický materiál (vlasy, vousy) – i jednotlivě • Náročnost na kvalitní osvětlení • Okraje skenu mohou být deformované • Výsledný sken neobsahuje informace o částech objektu, které skener nenasnímá 5 6 Vectra XT Vectra M1 7 Animace softwaru při vytváření 3D modelu Vectra XT Výsledné modely Editace modelů • Ořez chybně naskenovaných částí modelu • Zarovnání modelů, nastavení modelu do definované polohy • Pro skeny z Vectry M1 spojování 3 skenů do 1 modelu • Očištění od nadbytečných dat a chyb polygonální sítě • Vyplnění děr v polygonální síti • Odstranění chybných a izolovaných fragmentů a zdvojených sítí • Redukce rozlišení polygonální sítě • Změna velikosti digitálního modelu 8 Ořez modelu • VECTRA XT 3D Imaging System, GOM Inspect, Meshlab • Chybně nebo omylem naskenované polygony • Mohou zanášet chybu v dalších krocích editace a následných analýzách 9 Zarovnání modelů • Landmark, Meshlab • Meshlab: pomocí funkce Align, Point Based Glueing 10 Spojování modelů • Pro naše účely Meshlab • Pomocí funkce Flatten Visible Layers • Skeny z Vectry M1 – získáme tak kompletní informaci 11 Dotvoření modelů • Meshlab • Filters- Remeshing - Screened Poisson Surface Reconstruction • Poté ořez přebytečných částí modelu pomocí funkce štětce 12 Nastavení modelu do definované polohy • Meshlab, Landmark, Cloudcompare • Meshlab: pomocí funkce Manipulators Tool • Sjednocení setu modelů, budoucí analýzy 13 Textury • Textura přidává další informace • Další význačné body, morfoskopické znaky, unikátní znaky • Texturu lze také editovat • Meshlab: funkce: Filters – Texture – Transfer vertex attributes texture 14 Digitalizace bodů • Meshlab • Landmark • GOM Inspect • Fidentis 15 Let's Face the Faces FIDENTIS Analyst 16 Fidentis • FIDENTIS Analyst je software nejen pro forenzní analýzy lidských tváří. • Vznikl v rámci meziodborové spolupráce Laboratoře interakce člověka s počítačem FI MU a Ústavem antropologie PřF MU. • Freeware • https://www.fidentis.cz/analyst Fidentis umožňuje • Vytvořit vlastní kompozit • Porovnat dva modely mezi sebou 1:1 • Porovnat jeden model ku více (srovnání s databází) 1:n • Porovnat všechny modely mezi sebou n:n 18 Digitalizace bodů • Ručně nebo import .csv • V programu legenda k 42 nejpoužívanějším význačnýmbodům na obličeji 19 20 Funkce scale • Feature points (GPA algoritmus) – využívá k registraci modelů nadigitalizované body, umožňuje také analýzu bodů • Surface (ICP algoritmus) – registrace bodů jen na povrch modelu, vysoké nároky na předchozí zarovnání modelu • No registration 21 Registrace modelů • Use scale (size-invariant) – analýza proběhne pouze na tvaru • Bez této funkce (size-variant) - analýza i s velikostními rozdíly Výsledky 22 Vizualizace Barevné mapy Přiřazují vzdálenostem mezi obličeji barvy zvoleného spektra • Gradient Rozdíly mezi modely rostou s intenzitou modré barvy • Dva protichůdné gradienty Rozdíly mezi modely rostou s úbytkem intenzity červené barvy a poté stoupají s intenzitou modré • Spektrum Rozdíly jsou zobrazeny barvami světelného spektra, kde je min. rozdílům fialová barva a max. rozdílům barva červená 23 Vizualizace • Superpozice s konturami Okraje překryvu jsou zvýrazněny konturami • Transparence se simulací mlhy Průhlednost modelů je nastavena na 50%, volný prostor mezi modely je zbarvený červenou mlhou. Intenzita mlhy naznačuje velikost rozdílů. • Simulace mlhy Pouze volný prostor mezi modely. 24 Vizualizace • Transparence s glyfy Průhlednost dvou modelů je nastavena na 20% přední část modelů je opatřena kříži (glyfy), které vrhají stíny na povrch zadního modelu. Míra deformace odpovídá rozdílům v místě glyfu. • Řezy Vedené v základních tělních rovinách 25 Výsledky analýz 26 Vizualizace znázorňují numerické výsledky na 3D modelech. Tyto výsledky (rozdíly mezi modely) lze vyexportovat v tabulce. Pro další analýzy (např. analýza hlavních koordinát, popisná statistika, testování rozdílů,…) Asociační matice výsledků porovnávání n:n