Nederland in 360 graden. De techniek achter 360° panoramafotografie

4
M et een 360° panoramafoto, ook wel een cyclorama gehe- ten, is het mogelijk om in één keer een gehele omgeving te overzien. Dat is handig, want zo hoeft bijvoorbeeld een medewerker van een gemeente zijn kantoor niet te verlaten als hij de buiten- kant van een pand wil bekijken. En de brandweer en andere hulpdiensten krijgen op die manier snel een overzicht van de panden en straten in de omgeving. Ook www.pcmweb.nl/internet PERSONAL COMPUTER MAGAZINE september 2006 92 Stelt u zich eens voor dat u vanachter uw pc door uw eigen stad kunt wandelen. Of dat u een winkelcentrum kunt bezoeken terwijl u daar niet bent. Een blik in de toe- komst? Welnee, dit is alle- maal al mogelijk dankzij de 360° panoramafotografie van het bedrijf CycloMedia, dat al meer dan vijftien jaar ons land in beeld brengt. DE TECHNIEK ACHTER 360° PANORAMAFOTOGRAFIE De Rotterdamse Coolsingel gezien door een fisheye-lens. Sinds januari 2006: Opel Corsa met DCR3. Nederland in

description

Stelt u zich eens voor dat u vanachter uw pc door uw eigen stad kunt wandelen. Of dat u een winkelcentrum kunt bezoeken ter wijl u daar niet bent. Een blik in de toekomst? Welnee, dit is allemaal al mogelijk dankzij de 360° panoramafotografie van het bedrijf CycloMedia,dat al meer dan vijftien jaar ons land in beeld brengt.

Transcript of Nederland in 360 graden. De techniek achter 360° panoramafotografie

Page 1: Nederland in 360 graden. De techniek achter 360° panoramafotografie

Met een 360° panoramafoto,ook wel een cyclorama gehe-ten, is het mogelijk om in

één keer een gehele omgeving te overzien.Dat is handig, want zo hoeft bijvoorbeeldeen medewerker van een gemeente zijnkantoor niet te verlaten als hij de buiten-kant van een pand wil bekijken. En debrandweer en andere hulpdiensten krijgenop die manier snel een overzicht van depanden en straten in de omgeving. Ook

www.pcmweb.nl/internetPERSONAL COMPUTER MAGAZINE september 200692

Stelt u zich eens voor dat u

vanachter uw pc door uw

eigen stad kunt wandelen.

Of dat u een winkelcentrum

kunt bezoeken terwijl u daar

niet bent. Een blik in de toe-

komst? Welnee, dit is alle-

maal al mogelijk dankzij de

360° panoramafotografie

van het bedrijf CycloMedia,

dat al meer dan vijftien jaar

ons land in beeld brengt.

DE TECHNIEK ACHTER 360° PANORAMAFOTOGRAFIE

De Rotterdamse Coolsingel

gezien door eenfisheye-lens.

Sinds januari 2006: Opel Corsa met DCR3.

Nederland in 360 gr

Page 2: Nederland in 360 graden. De techniek achter 360° panoramafotografie

voor militaire doeleinden kunnen cyclo-rama’s van grote waarde zijn. Zo kan eenonbemande legertank met camera een oorlogsgebied verkennen en de gemaaktebeelden draadloos overseinen naar decentrale commandopost, waardoor demilitairen beter hun missie kunnen uit-voeren. Voor particulieren zijn op de web-site van WoningNet cyclorama’s van stra-ten en panden te zien – leuk om uw toe-komstige woonomgeving te bekijken.

CYCLOMEDIACycloMedia is halverwege de jaren tachtigvoortgekomen uit de Technische Univer-siteit Delft. Op de faculteit Geodesie(landmeetkunde) ontwikkelde men eencamera om 360° panoramafoto’s te maken,om zo het land in beeld te brengen. Sinds1991 is CycloMedia een commerciëleorganisatie met zo’n 100 medewerkers.Men werkt nog steeds samen met een aan-tal universiteiten om verschillende tech-nieken gezamenlijk te verbeteren. Hetbedrijf heeft plannen om het werkterrein

te verleggen naar het buitenland, zodatook daar in de toekomst auto’s met speci-ale camera’s op het dak rondrijden.

Vooralsnog zijn het commerciële organi-saties en de overheid die van de dienstenvan CycloMedia gebruikmaken. De klan-ten hebben een gebruikslicentie op (eendeel van) de databases waarin de cyclo-rama’s zijn opgeslagen. Via een gebruikers-naam en wachtwoord zijn de databasesvia internet te raadplegen. In bepaalde

gevallen is een kopie van de databaselokaal bij de eindgebruiker gestationeerd,vanwege de beoogde snelheid waarmee decyclorama’s op het scherm moeten ver-schijnen. Een cyclorama van een pand ofeen straat is gemakkelijk in de database opte vragen, bijvoorbeeld door de postcodeen het huisnummer in te voeren.

AUTORIJDEN OP HET FIETSPADMisschien hebt u ze weleens zien rijden:de auto’s van CycloMedia, met op het dakeen prominent aanwezige camera, die omde tien meter stoppen om een foto van deomgeving te maken. Met behulp van eenspeciale viewer kan elke cyclorama op decomputer worden bekeken en met de pijl-tjestoetsen kan 360° door de omgevingworden genavigeerd. Het is doorgaans erglastig voor de bestuurder om precies omde tien meter te stoppen en een cycloramate maken. Daarom krijgt de chauffeur hulpvan een gps-ontvanger die samenwerktmet een satelliet om zo exact de beoogdelocatie van de auto te bepalen. Daarnaast

is in de auto ook een meter ingebouwd diede omwenteling van de wielen meet. Zowordt het mogelijk om precies elke tienmeter te stoppen en een cyclorama temaken. Op de stoel van de bijrijder is eenlaptop geïnstalleerd, waarop de bestuur-der de voortgang en resultaten van zijnactiviteiten van die dag kan zien.

De medewerkers van CycloMedia kun-nen niet zomaar beginnen met fotografe-ren in (stedelijke) gebieden. Ze moeten

eerst ontheffingen aanvragen, bijvoorbeeldom op fietspaden te mogen rijden. Envoordat ze aan de slag gaan, worden hunactiviteiten aangekondigd in plaatselijkekranten. CycloMedia probeert bij hetmaken van de foto’s zo min mogelijk voer-tuigen en personen vast te leggen. Daaromfotograferen ze ook in het weekend of nazes uur ’s avonds.

Momenteel rijden in Nederland dage-lijks 27 auto’s van CycloMedia rond dieopnamen maken. Elke auto maakt per dagongeveer duizend cyclorama’s. Voor gebie-den die niet toegankelijk zijn voor auto’s,zoals overdekte winkelcentra, is eenmobiele set beschikbaar, die bestaat uiteen fotostatief met wielen, waarop eencamera geplaatst kan worden.

METEN IS WETENDe 360° panoramafotografie bestaat al eenpaar jaar. Met een eenvoudige digitalecamera op een statief is het mogelijk omeen object vanuit verschillende hoeken tefotograferen en de afzonderlijke opnamen

naadloos door software aan elkaar te latenmonteren tot een panoramabeeld. Dezesoftware wordt soms meegeleverd bij deaanschaf van een camera, maar is ook viainternet te downloaden.

CycloMedia kan aan de 360° panorama-foto’s informatie toevoegen. Van elke cy-clorama is bekend wanneer en op welkelocatie deze is genomen. Elk object, zoalseen gebouw, wordt altijd vanuit twee ver-schillende hoeken gefotografeerd. Via een

www.pcmweb.be/internet 93

/internet

september 2006 PERSONAL COMPUTER MAGAZINE

Een panoramafoto van de Rotterdamse Coolsingel.

Nederland in 360 graden

Page 3: Nederland in 360 graden. De techniek achter 360° panoramafotografie

zelfontwikkelde rekenmethode zijn cyclo-rama’s hierdoor geometrisch correct: ditbetekent dat in een opname gemeten kanworden. Als met de muis twee willekeu-rige punten in een cyclorama worden aan-geklikt, berekent de computer automa-tisch de afstand hiertussen. Zo kangemakkelijk de hoogte worden berekendtussen de dakgoot en het trottoir. Over-heidsinstanties hoeven dan niet meer oplocatie zelf metingen uit te voeren.

Elke cyclorama bevat de coördinatenvan het Rijksdriehoekstelsel. Met de coör-dinaten van het Rijksdriehoekstelsel kanelke locatie in Nederland nauwkeurigworden aangegeven. Elke cyclorama bevatdus gedetailleerde geografische informatieover de locatie, waardoor gemakkelijkinformatie uit andere bestanden aan defoto’s kan worden toegevoegd. Zo is hetmogelijk om op cyclorama’s weer te gevenwaar kabels en leidingen in de grond lig-gen. Voor grondwerkers op locatie die eenumts-telefoon hebben, zijn cyclorama’smet deze extra informatie op te vragen,waardoor de kans op schade aan kabels enleidingen aanzienlijk wordt verkleind.

OPSLAG Alle cyclorama’s worden opgeslagen inimmense databases, die door verschil-lende klanten van CycloMedia te raadple-gen zijn. Vanwege veranderingen in defysieke omgeving van Nederland wordenregelmatig nieuwe opnamen gemaakt. Alle cyclorama’s van de afgelopen jarenworden opgeslagen en niets wordt weg-gegooid. Zo ontstaat op termijn een digi-taal fotobestand van Nederland dat vanuitcultureel-historisch perspectief eveneens

94 PERSONAL COMPUTER MAGAZINE september 2006 www.pcmweb.nl/internet

Een deel van de gemeente Helmond is als 3D-model beschikbaar op internet. Nadat u uwnaam hebt ingevoerd en voor een personage hebt gekozen kunt u met de pijltjestoetsen rond-lopen in deze virtuele wereld. Het geheel wekt de indruk alsof u een computergame aan hetspelen bent. U kunt rondwandelen in woonwijken, of u pakt gewoon de bus voor een rondlei-ding! Als u goed oplet, ziet u zelfs een auto van CycloMedia rijden. In Virtueel Helmond zijnook panden te zien die in werkelijkheid nog in aanbouw zijn. U kunt die van binnen bekijken en alvast genieten van het toekomstige uitzicht. De nieuwbouwpanden in deze virtuele wereldzijn gebouwd op basis van de tekeningen van de architect. Om de voortgang van een pand in aanbouw ook in werkelijkheid te volgen, is een webcam op een bouwkraan geplaatst. Bouw-plaatsen hebben doorgaans geen permanente internetverbinding. Via een straalverbindingwordt een connectie tot stand gebracht tussen de webcam en een gebouw dat wél een inter-netaansluiting heeft, waardoor de live-beelden in Virtueel Helmond te zien zijn.

INTERACTIEVirtueel Helmond is interactief. Bezoekers kunnen via een chatapplicatie met elkaar vangedachten wisselen over de toekomstige inrichting van een woonwijk of op een bestaandgebouw klikken, waarna meer achtergrondinformatie, zoals het bouwjaar, op het scherm verschijnt. In bepaalde gevallen is het ook mogelijk om de vroegere situatie te bekijken.Bezoekers kunnen eventueel vragen stellen in een forum. Virtueel Helmond is in het kader van het project Kenniswijk ontwikkeld door Cebra (Center for Electronic Business Research & Application). Cebra is een spin-off van de Technische Universiteit Eindhoven. Het bedrijf ontwikkelt virtuele werelden die gebaseerd zijn op werke-lijke omgevingen van bestaande dorpen en steden. Overigens was het maken van Virtueel Helmond een behoorlijk arbeidsintensieve klus: eenjaar lang hebben vier mensen aan dit project gewerkt. Voor het vervaardigen van deze virtu-ele werelden wordt gebruikgemaakt van 3D Studio Max, waarmee omgevingen en gebouwenkunnen worden gecreëerd. Op de voorkanten van de gebouwen komt een echte gevelfoto.Hierdoor ontstaat een virtuele omgeving met levensechte kenmerken. De gevelfoto’s komenvan CycloMedia. Op de gevelfoto’s mogen geen personen en voertuigen staan. Staan er tochongewenste zaken op de foto, dan worden die handmatig met Photoshop weggewerkt.

CENTRALE SERVERDe achterliggende technische infrastructuur, genaamd VirtuoCity, is gehost op een centraleserver. De eindgebruiker installeert slechts een kleine applicatie, bestaande uit een plug-invoor de browser, op de pc. Alle informatie die op het beeldscherm van de eindgebruiker ver-schijnt, komt vanaf een centrale server. Virtuele werelden vergen doorgaans veel dataopslag.Als alle data waaruit een virtuele stad bestaat eerst zouden moeten worden gedownload, zou dat veel tijd kosten. Distributie van deze data op cd of dvd kan natuurlijk ook, maar is inde praktijk wat omslachtig. Met de toepassing die Cebra heeft ontwikkeld, wordt alleen datdeel van de virtuele stad via internet binnengehaald waar de bezoeker zich op dat momentbevindt. In de praktijk kan men hierdoor snel door deze virtuele wereld navigeren. Om een zogroot mogelijke groep mensen te bereiken, stelt de applicatie VirtuoCity niet al te hoge eisenaan de processor van de eindgebruiker. Wel is een breedbandinternetaansluiting vereist voorprettig gebruik. Het is een multi-user applicatie: meerdere gebruikers kunnen tegelijkertijdactief zijn in deze virtuele wereld.www.virtuocity.eu/helmond

VIRTUEEL HELMOND

Een impressie van Virtueel Helmond.

Page 4: Nederland in 360 graden. De techniek achter 360° panoramafotografie

verbeterd en inmiddels is een derde gene-ratie in gebruik. De eerste camera, deCycloMedia Recorder (CMR1), was ingebruik van 1994 tot 2000. In deze camerawerd een filmrol met een breedte van 126 mm geplaatst. Na ontwikkeling van defilmrol werden scans van de negatievengemaakt, waardoor de cyclorama’s op eenbeeldscherm zichtbaar werden gemaakt.De opvolger was de CMR2. Achter de lenswerd een gemodificeerde Linhof AeroTechnica-camera geplaatst met een filmrolvan 70 mm breed. De lenzen zijn in de loopvan de tijd aangepast voor digitaal ge-bruik, waardoor de camera uiteindelijk denaam Digital CycloMedia Recorder (DCR2)kreeg. Bij de DCR3, in gebruik sindsaugustus 2005, wordt elke cyclorama in

twee keer genomen. De DCR3 staat op eenronddraaiend statief en na elke gemaakteopname wordt de camera 180 gradengedraaid, waarna de tweede foto wordtgemaakt. De computer monteert daarnabeide opnamen aan elkaar, zodat een 360°panoramabeeld ontstaat. Bij de ouderemodellen (CMR1, CMR2 en DCR2) werdende 360° panoramafoto’s in één keergemaakt met een speciaal geslepen lens.Tekst: Marc Boersma <

Interessante websiteswww.cyclomedia.nlwww.virtuocity.eu/cebrawww.virtuocity.eu/helmond

van grote waarde is. Aangezien de auto’svan CycloMedia vrijwel dagelijks nieuweopnamen maken, komt er per week onge-veer 10 terabyte aan data bij. Opslag vandata en het gemakkelijk toegankelijkmaken hiervan vereist specialistische ken-nis. Daarom huurt CycloMedia het bedrijfEMC in, dat verantwoordelijk is voor deopslag van alle cyclorama’s. Vanwege desnelheid waarmee de database toeganke-lijk moet zijn voor derden, is gekozenvoor opslag op harde schijven. Opslag opandere media is in principe ook mogelijk,maar dat is in de praktijk niet of nauwe-lijks haalbaar vanwege de kostenfactor(flashgeheugen), de beperkte capaciteit(dvd-rom) of een te lage snelheid vandatatransmissie (tape).

Cyclorama’s worden opgeslagen op CMI-formaat (CycloMedia Image). Dat formaatis ontwikkeld in de tijd dat er nog niet zo-veel internetbandbreedte beschikbaar was.Destijds werden al veel cyclorama’s viainternet opgevraagd en daarom moest eenslimme manier bedacht worden om de ge-vraagde beeldinformatie snel op het schermvan de eindgebruiker te krijgen. Met hetCMI-formaat wordt telkens maar eengedeelte van de cyclorama op het schermvan de eindgebruiker vertoond. Op hetmoment dat de eindgebruiker met de pijl-tjestoetsen door de cyclorama navigeert,wordt de overige beeldinformatie via deachterliggende database binnengehaald.

ONTWIKKELING CAMERA’SIn de loop van de tijd heeft CycloMediavoor de 360° panoramafotografie verschil-lende camera’s ontwikkeld. Deze camera’szijn door praktijkervaring steeds verder

95

/internet

september 2006 PERSONAL COMPUTER MAGAZINEwww.pcmweb.be/internet

In de toekomst zal het mogelijk zijn om in de omgeving van uw eigen stad of dorp te gamen.U zult daarvoor dan een extra bestand moeten downloaden met gegevens van de gewensteomgeving, zoals dat nu al mogelijk is met Flight Simulator. Het is best mogelijk dat over eenpaar jaar steden als Rotterdam en Amsterdam eveneens als 3D-wereld op internet beschik-baar zijn. Vanwege uitbreidingen worden deze steden meerdere keren per jaar gefotogra-feerd, zodat steeds actuele beelden beschikbaar zijn. Het is ook niet ondenkbaar dat u straks via internet virtueel door New York kunt wandelenwaarbij gebruikgemaakt wordt van levensechte opnamen van wolkenkrabbers. Door de inge-bouwde interactiviteit van deze 3D-wereld zou u dan een winkel kunnen betreden en daar ietskunnen aankopen. Een andere mogelijkheid zou kunnen zijn dat u vanuit uw luie stoel eenbestaande tentoonstelling in een museum bezoekt, waarbij u kunt inzoomen op de kunst-objecten. Bij stadsvernieuwingsprojecten kan via een 3D-wereld gemakkelijk aan burgers wor-den getoond hoe de toekomstige situatie eruit gaat zien. Dure maquettes zijn dan niet meernodig. Verandert er iets in de bestemmingsplannen, dan zijn deze in het 3D-model gemakke-lijk aan te passen. Rijles nemen kan straks ook via een simulator waarbij gebruikgemaaktwordt van levensechte cyclorama’s uit de omgeving. Hierdoor ontstaat een realistisch effecten dat kan het leerproces versnellen.

TOEKOMSTIGE ONTWIKKELINGEN

Meten in cyclorama’s.