stringtranslate.com

Программная платформа GigaMesh

На Викискладе есть медиафайлы по теме GigaMesh Software Framework .

GigaMesh Software Framework — это бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом для отображения, редактирования и визуализации 3D -данных, обычно получаемых с помощью структурированного света или структуры из движения . [3]

Он предоставляет многочисленные функции для анализа археологических объектов, таких как клинописные таблички , керамика [4] [5] или преобразованные данные LiDAR . [6] Обычно приложениями являются развертки (или свёртки), [7] разрезы профилей (или поперечные сечения ) [8], а также визуализации расстояний и кривизны , которые можно экспортировать в виде растровой или векторной графики .

Извлечение текста в 3D, например, поврежденных клинописных табличек или выветренных средневековых надгробий [9] с использованием фильтрации Multi Scale Integral Invariant (MSII) [10] , является основной функцией программного обеспечения. Кроме того, можно визуализировать мелкие или слабые детали поверхности, такие как отпечатки пальцев . [11] [12] Полигональные сетки 3D-моделей можно проверять, очищать и ремонтировать для обеспечения оптимальных результатов фильтрации. Отремонтированные наборы данных подходят для 3D-печати и для цифровой публикации в dataverse . [13]

Название и логотип

Название «GigaMesh» относится к обработке больших 3D-наборов данных и намеренно связано с мифическим шумерским царем Гильгамешем и его героическим эпосом, описанным на наборе глиняных табличек. [10] : 115  Центральным элементом логотипа является клинописный знак 𒆜 (kaskal), означающий улицу или перекресток дорог , который символизирует пересечение гуманитарных наук и компьютерных наук . Окружающий круг относится к интегральному инвариантному вычислению с использованием сферической области . Красный цвет происходит от кармина , цвета, используемого Гейдельбергским университетом, где разрабатывается GigaMesh. [ необходима цитата ]

Разработка и применение в исследовательских проектах

Разработка началась в 2009 году и была вдохновлена ​​проектом издания Keilschrifttexte aus Assur literarischen Inhalts (KAL, клинописные тексты с литературным содержанием) Гейдельбергской академии наук и гуманитарных наук . [11] Параллельно он применялся в австрийском Corpus Vasorum Antiquorum Австрийской академии наук для документации краснофигурной керамики . [8] Текущие проекты финансируются DFG и BMBF для контекстуализации и анализа печатей и запечатываний Corpus der minoischen und mykenischen Siegel, [14] [15] где тонкие пластинчатые сплайны используются для сравнения запечатываний. [16] Аналогично разработкам для обработки клинописных табличек существуют и другие подходы для адаптации комбинированных методов компьютерного зрения и машинного обучения для других письменностей в 3D . Примером является приложение в текстовой базе данных и словаре классического майя . [17]

В 2017 году GigaMesh был протестирован DAI на раскопках в Гваделупе, недалеко от Трухильо, Гондурас, для немедленной визуализации полученных на месте находок с помощью различных 3D-сканеров, включая сравнение с ручными чертежами. [18] С тех пор GigaMesh постоянно используется командой по раскопкам, [19] их отзывы привели к многочисленным изменениям в графическом интерфейсе пользователя , что улучшило пользовательский опыт (UX) . Кроме того, публикуются онлайн-руководства, в которых основное внимание уделяется задачам, необходимым для составления отчетов о раскопках.

Проект « Сканирование для Сирии » (SfS) [20] Лейденского университета использовал GigaMesh в 2018 году для 3D-реконструкции форм табличек, утерянных в Ар-Ракке , Сирия, на основе микро-КТ-сканов . [21] [22] В качестве последующего проекта Технический университет Делфта приобрел дополнительные микро-КТ-сканы для виртуального извлечения глиняных табличек, все еще завернутых в глиняные конверты, которые не открывались в течение тысяч лет. [23] [24] В мае 2020 года проект SfS выиграл Премию Европейского союза за культурное наследие Европы Ностра в категории исследований. [25] [26]

Первая версия (190416) для Windows была выпущена в рамках подготовки к презентациям новых функций, показанным на международной выставке CAA 2019. [27]

Интерфейс командной строки GigaMesh хорошо подходит для обработки больших объемов данных 3D-измерений в репозиториях. Это было продемонстрировано на примере почти 2000 клинописных табличек из коллекции Хильпрехта Йенского университета , которые были обработаны и опубликованы в цифровом виде как benchmarkdatabase (HeiCuBeDa) [28] для машинного обучения , а также как база данных изображений, включая 3D- и метаданные (HeiCu3Da) [29] с использованием лицензий CC BY . [30] Базовый уровень для классификации периодов табличек был установлен с использованием геометрической нейронной сети , которая является сверточной нейронной сетью, обычно используемой для наборов 3D-данных. [31] [32] В 2023 году было опубликовано расширение набора данных, содержащее извлеченные изображения клинописных символов, клинописных линий и отдельных аннотированных клинописных символов. Аннотации доступны вместе с визуализациями с метаданными в виде CSV и графа знаний (RDF). Эти разработки были созданы в контексте проекта DFG «Цифровое издание клинописных текстов из Хафта Таппе» в Майнце. Аббревиатура MaiCuBeDa происходит от местоположения проекта. [33] Это дало первые результаты по локализации клинописных символов и их клиньев, которые показывают, что рендеринг MSII улучшает качество распознавания фотографий. [34] [35]

Лувр продемонстрировал развёртки Арибаллоса из коллекции KFU в Граце на основе GigaMesh, представляющие использование цифровых методов для исследования керамики Древней Греции в рамках проекта CVA, который в 2019 году отметил своё 100-летие. Визуализации развёрток были представлены во второй половине 2019 года в витрине под названием L'ère du numèrique et de l'imagerie scientifique (цифровая эпоха и научная визуализация) [36] .

Версия 191219 поддерживает текстурные карты, общие для 3D-данных, полученных с помощью фотограмметрии. Это позволяет обрабатывать и, в частности, разворачивать объекты, полученные с помощью Structure-from-Motion, широко используемого для документирования культурного наследия и в археологии. [ необходима цитата ]

Национальный исследовательский институт культурных ценностей Нары в Японии адаптировал GigaMesh для документирования и развертывания сосудов и опубликовал учебное пособие [37] , которое использовалось для внедрения рабочего процесса для керамики периода Дзёмон в Музее археологии Дзёмон Тогарииси . [38]

В апреле 2020 года исходный код был опубликован на GitLab , а лицензия была изменена с бесплатной на GPL . Версия 200529 впервые позволяет применять фильтр MSII с использованием графического пользовательского интерфейса для визуализации мельчайших деталей, таких как отпечатки пальцев. [39] Финансируемое DFG издание текстов из проекта Haft Tepe [40] использует отфильтрованные MSII визуализации планшетов в так называемом расположении боковых видов fat-cross . [41]

GigaMesh все чаще используется в областях, которые имеют методологическое совпадение с археологией, например, в геоинженерии для анализа морских ракушек . [42]

Форматы файлов и инфраструктуры исследовательских данных

В первую очередь поддерживается и используется формат файла Polygon для хранения дополнительной информации из обработки. Это невозможно с дополнительно поддерживаемым Wavefront OBJ из-за его спецификации. Можно экспортировать сетки в формате файла glTF . Маркировка интерполированных точек и треугольников путем заполнения пустот в треугольной сетке представляет собой метаинформацию, которая должна быть получена, например, в контексте Национальной инфраструктуры исследовательских данных (NFDI) в Германии. Могут быть получены другие метаданные, такие как инвентарные номера, материалы и гиперссылки или цифровые идентификаторы объектов (DOI). Кроме того, есть возможность вычислять топологические метрики, которые описывают качество набора данных трехмерных измерений. [43]

Ссылки

  1. ^ "FCGL: Forensic Computational Geometry Laboratory". fcgl.iwr.uni-heidelberg.de . Архивировано из оригинала 2020-03-03 . Получено 2019-10-19 .
  2. ^ "Гигамеш". gigamesh.eu .
  3. ^ "Легкое введение в 3D-модели из Structure from Motion (SFM, фотограмметрия)". 2019-12-15 . Получено 2020-04-10 .
  4. ^ Thaller, Manfred (2014-09-18). «Являются ли гуманитарные науки исчезающим или доминирующим видом в цифровой экосистеме?». Труды Третьей ежегодной конференции AIUCD по гуманитарным наукам и их методам в цифровой экосистеме. ACM. стр. 1–6. doi :10.1145/2802612.2802613. ISBN 9781450332958. S2CID  37289228.
  5. ^ Пинтус, Руджеро; Пал, Казим; Ян, Ин; Вейрих, Тим; Гоббетти, Энрико; Рашмайер, Холли (6 августа 2015 г.). «Обзор геометрического анализа культурного наследия». Форум компьютерной графики . 35 (1): 4–31. CiteSeerX 10.1.1.722.6692 . дои : 10.1111/cgf.12668. ISSN  0167-7055. S2CID  6558660. 
  6. ^ Хеммерле, Мартин; Хёфле, Бернхард (2017-12-05), «Введение в LiDAR в геоархеологии с технологической точки зрения», Цифровая геоархеология , Естественные науки в археологии, Springer International Publishing, стр. 167–182, doi :10.1007/978-3-319-25316-9_11, ISBN 9783319253145
  7. ^ Байер, Пол; Ламм, Сюзанна (2018), Тринкль, Элизабет (редактор), «Mehr als nur Ben Hur – Eine 3D-Abrollung des römischen Silberbecher von Grünau», Forum Archaeologiae (на немецком языке), vol. 87, нет. VI, ISSN  1605-4636.
  8. ^ Аб Мара, Хьюберт; Портл, Джулия (2013), Тринкль, Элизабет (ред.), «Приобретение и документирование сосудов с использованием 3D-сканеров высокого разрешения» (PDF) , Corpus Vasorum Antiquorum Österreich , vol. Beiheft 1, Verlag der Österreichischen Akademie der Wissenschaften — VÖAW, стр. 25–40, ISBN 978-3-7001-7145-4, получено 2018-08-24, Кбайт: 900
  9. ↑ Курт Ф. де Свааф (30 июня 2010 г.), «Gemeißelte Geheimnisse: Forscher entziffern jüdische Grabinschriften», Spiegel Online (на немецком языке) , получено 3 августа 2018 г.
  10. ^ ab Hubert Mara (2012), Многомасштабные интегральные инварианты для надежного извлечения символов из данных нерегулярной полигональной сетки , Гейдельберг: Библиотека Гейдельбергского университета, doi : 10.11588/heidok.00013890
  11. ^ ab Mara, Hubert; Krömker, Susanne; Jakob, Stefan; Breuckmann, Bernd (2010), "GigaMesh и Gilgamesh — 3D Multiscale Integral Invariant Cuneiform Character Extraction", Труды Международного симпозиума VAST по виртуальной реальности, археологии и культурному наследию , Дворец Лувр, Париж, Франция: Ассоциация Eurographics, стр. 131–138, doi :10.2312/VAST/VAST10/131-138, ISBN 9783905674293, ISSN  1811-864X , получено 23.06.2019
  12. ^ Hubert Mara (2017), Visual Computing for Analysis of Sealings, Script and Fingerprints in 3D, Презентация о многомасштабной интегральной инвариантной фильтрации с иллюстративными изображениями (PDF) , заархивировано из оригинала (PDF) 2018-08-02 , извлечено 2018-08-24, Кбайт: 8700
  13. ^ heiDATA — Вселенная данных компьютерной графики IWR в Universitätsbibliothek Heidelberg
  14. ^ "DFG - GEPRIS - Minoische Siegelglyptik zwischen corpusartiger Erfassung und 3D-Forensik. Eine multidisziplinäre Dokumentation von 900 unpublizierten Siegeln aus dem Archäologischen Museum von Heraklion" (на немецком языке) . Проверено 11 сентября 2018 г.
  15. ^ «ErKon3D — Erschließung und Kontextualisierung von ägäischen Siegeln und Siegelabdrücken mit 3D-Forensik» [3D-криминалистический анализ и контекстуализация эгейских тюленей и тюленей]. Портал финансирования федерального правительства Германии (на немецком языке) . Проверено 7 сентября 2020 г."Краткое описание ErKon3D". Портал научных коллекций (на немецком языке) . Получено 2020-09-07 .
  16. ^ Bogacz, Bartosz; Papadimitriou, Nikolas; Panagiotopoulos , Diamantis; Mara, Hubert (2019), «Восстановление и визуализация деформации в 3D-эгейских уплотнениях», Proc. 14-й Международной конференции по теории и применению компьютерного зрения (VISAPP) , Прага, Чешская Республика , получено 28 марта 2019 г.
  17. ^ Фельдманн, Феликс; Богач, Бартош; Прагер, Кристиан; Мара, Хуберт (2018), «Гистограмма ориентированных градиентов для поиска глифов майя», Труды 16-го семинара Еврографики по графике и культурному наследию (GCH) , Вена, Австрия: Ассоциация Еврографики, стр. 105–111, doi : 10.2312/gch.20181346, ISBN 978-3-03868-057-4, ISSN  2312-6124 , получено 2020-02-03
  18. ^ Рейндел, Маркус; Фукс, Питер; Фехер, Франциска (2018), «Archäologisches Projekt Guadalupe: Bericht über die Feldkampagne 2017», Jahresberichte (на немецком языке), том. 2017, Цюрих, Швейцария: SLSA, Schweizerisch-Liechtensteinische Stiftung fürarchäologische Forschungen im Ausland, doi :10.5167/uzh-158145
  19. ^ Фехер, Франциска; Рейндел, Маркус; Фукс, Питер; Гублер, Бриджит; Мара, Юбер; Байер, Пол; Лайонс, Майк (2020), Буркхард Фогт и Йорг Линштедтер (редактор), «Керамические находки из Гваделупы, Гондурас: оптимизация археологической документации с помощью сочетания цифровых и аналоговых методов», Журнал глобальной археологии (JOGA) , Бонн, Германия : Немецкий археологический институт, Комиссия по археологии Aussereuropäischer Kulturen, стр. § 1–54–§ 1–54, номер документа : 10.34780/joga.v2020i0.1009, ISSN  2701-5572.
  20. ^ "Сайт проекта Scanning for Syria в Лейденском университете" . Получено 27.11.2019 .
  21. ^ Нган-Тиллард, Доминик (2018-06-05), Сканирование для Сирии - цифровая книга клинописной таблички T98-34, Делфт, Нидерланды, doi :10.4121/uuid:0bd4470b-a055-4ebd-b419-a900d3163c8a , получено 2020-02-03{{citation}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )[ постоянная мертвая ссылка ] , Кбайт: 48600
  22. ^ Ньювенхейз, Оливье; Хиатлих, Халед; аль-Фахри, Айхам; Хаки, Раша; Нган-Тиллард, Доминик; Мара, Юбер; Берч Йоостен, Катрина (2019), «Focus Raqqa: Schutz für das Archäologische Erbe des Museums von ar-Raqqa», Antike Welt (на немецком языке), wbg Philipp von Zabern , стр. 76–83 , получено 17 декабря 2019 г.[ постоянная мертвая ссылка ]
  23. ^ Видение сквозь глину: 4000-летние таблички в гиперсовременном сканере на YouTube
  24. ^ Распаковка клинописной таблички, завернутой в глиняный конверт на YouTube , см. doi:10.11588/heidok.00026892
  25. ^ "Сайт премии Europa Nostra за проект Scanning for Syria" . Получено 2020-05-07 .
  26. ^ "Сайт проекта Scanning for Syria Центра глобального наследия и развития Лейден-Делфт-Эразмус". 7 мая 2020 г. Получено 03.07.2020 г.
  27. ^ "Международная конференция по компьютерным приложениям и количественным методам в археологии, Краков, Польша, 2019" . Получено 16 апреля 2019 г.
  28. ^ Мара, Хуберт (2019-06-06), HeiCuBeDa Hilprecht – Гейдельбергский клинописный эталонный набор данных для коллекции Хилпрехта , heiDATA – институциональный репозиторий исследовательских данных Гейдельбергского университета, doi : 10.11588/data/IE8CCN
  29. ^ Мара, Хуберт (06.06.2019), HeiCu3Da Hilprecht - База данных 3D-памяти Heidelberg Cuneiform - Коллекция Hilprecht , heidICON – Die Heidelberger Objekt- und Multimediadatenbank, doi : 10.11588/heidicon.hilprecht
  30. ^ Мара, Хуберт; Богач, Бартош (2019), «Взлом кода на сломанных табличках: задача обучения аннотированной клинописи в нормализованных 2D- и 3D-наборах данных», Труды 15-й Международной конференции по анализу и распознаванию документов (ICDAR) , Сидней, Австралия, стр. 148–153, doi : 10.1109/ICDAR.2019.00032, ISBN 978-1-7281-3014-9, S2CID  211026941
  31. ^ Богач, Бартош; Мара, Хуберт (2020), «Классификация периодов трехмерных клинописных табличек с геометрическими нейронными сетями», Труды 17-й Международной конференции по границам распознавания рукописного ввода (ICFHR) , Дортмунд, Германия, стр. 246–251, doi : 10.1109/ICFHR2020.2020.00053, ISBN 978-1-7281-9966-5, S2CID  227219798
  32. ^ Презентация статьи ICFHR о классификации периодов трехмерных клинописных табличек с помощью геометрических нейронных сетей на YouTube
  33. ^ Хуберт Мара, Тимо Хомбург (2023-08-29), MaiCuBeDa Hilprecht – Базовый набор данных клинописи Майнца для коллекции Хильпрехта , heiDATA – институциональный репозиторий исследовательских данных Гейдельбергского университета, doi : 10.11588/data/QSNIQ2
  34. ^ Эрнст Штётцнер, Тимо Хомбург, Ян Филипп Булленкамп и Хуберт Мара (2023), «Обнаружение полигональных клиньев на основе R-CNN, полученное с помощью аннотированных 3D-визуализаций и картографированных фотографий клинописных табличек с открытыми данными», Труды 21-го семинара Eurographics по графике и культурному наследию (GCH) , Саленто, Италия, стр. 47–56, doi : 10.2312/gch.20231157, ISBN 9783038682172, ISSN  2312-6124 , получено 2023-11-06{{citation}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  35. ^ Штётцнер, Эрнст; Хомбург, Тимо; Мара, Хьюберт (2023), «Обнаружение клинописных знаков на основе CNN, полученное с помощью аннотированных 3D-визуализаций и картографированных фотографий с усилением освещенности», Труды Международной конференции по компьютерному зрению (ICCV) , Париж, Франция, стр. 1672–1680, arXiv : 2308.11277 , doi : 10.1109/ICCVW60793.2023.00183, ISBN 979-8-3503-0744-3
  36. ^ "IWR Newsroom, Вклад визуализаций в археологическую выставку в Лувре". 2019-07-13 . Получено 2020-01-31 .
  37. ^ «文化財の壺 第7号 特集:文化財研究を進める技術を考える, выпуск 7, июнь 2019 г., ISBN 21851972» (на японском языке) . Проверено 10 апреля 2020 г.
  38. ^ Араки Минору (2020-01-30). "Запись в блоге о развертывании судов периода Дзёмон в Наре" (на японском) . Получено 2021-10-04 .«Учебник по развертыванию» (на японском). 2021-09-30 . Получено 2021-10-04 .
  39. ^ Фильтрация MSII: клинописные символы и отпечатки пальцев на YouTube
  40. ^ "DFG - GEPRIS - Digitale Edition der Keilschrifttexte aus Haft Tappeh (Иран)" (на немецком языке) . Проверено 17 января 2021 г.
  41. ^ Брандес, Тим; Хубер, Ева-Мария (2020), Бехзад Мофиди-Насрабади (редактор), «Die Texte aus Haft Tappeh – Beobachtungen zu den Textfunden aus Area I», Elamica: Вклад в историю и культуру Элама и соседних регионов (на немецком языке) ), нет. 10, Хильдесхайм, Германия: Францбекер, стр. 9–42, ISBN. 978-3881208802
  42. ^ Чжао, Юмэн; Дэн, Божи; Кортес, Дуглас Д.; Дай, Шэн (2023), «Морфологические преимущества оболочек типа «крыло ангела» при механическом растачивании», Acta Geotechnica , vol. 19, нет. 3, Springer, стр. 1179–1190, номер документа : 10.1007/s11440-023-01962-w, S2CID  259731305 .
  43. ^ Хомбург, Тимо; Крамер, Аня; Раддац, Лаура; Мара, Хуберт (2021), «Схема метаданных и онтология для сбора и обработки трехмерных объектов культурного наследия», Heritage Science , т. 9, № 91, Springer, doi : 10.1186/s40494-021-00561-w , S2CID  236438045

Внешние ссылки