3D dokumentácia obhliadky iPhonom: mierka, neistota a integrita

Fotogrametria a LiDAR

Fotogrametria skladá 3D model zo série prekrývajúcich sa snímok. Sama o sebe však nevie, aký veľký je objekt: model je v mierke len vtedy, keď ju niečo dodá. Na iPhonoch s LiDARom má každý záber hĺbku, smer gravitácie a metrickú trajektóriu kamery, z ktorej sa mierka odvodí. Bez LiDARu mierku dodá trajektória ARKitu a kalibračný terč v zábere. Pre forenzné účely je dôležité, aby model vznikol výlučne zo zosnímaných dát, bez geometrie dopĺňanej umelou inteligenciou.

Mierka sa musí overiť

Mierka z jedného zdroja môže byť chybná. Preto sa porovnávajú nezávislé cesty: metrická trajektória kamery, kalibračný terč nájdený v modeli a etalón, teda úsek známej dĺžky zmeraný v modeli. Ak sa zdroje mierky nezhodujú, rozhoduje terč a neistota sa zväčší. Etalón kratší ako 290 mm nedokáže rozlíšiť chybu 1 %, preto na dĺžku tela patrí etalón 500 až 1000 mm, napríklad meracie pásmo.

Neistota ± U (k = 2)

Každé meranie v modeli má rozšírenú neistotu U s koeficientom pokrytia k = 2, čo približne zodpovedá 95 % pravdepodobnosti podľa metrologického štandardu GUM. Skladá sa z neistoty mierky, z presnosti, s akou sa ukážu body na povrchu, a z rozlíšenia modelu. Meranie bez uvedenej neistoty nie je meraním, ale odhadom.

Triedy dokumentácie A až D

Certifikát 3D dokumentácie hovorí, koľkými nezávislými cestami je mierka doložená a s akým výsledkom. Trieda A je metrologicky overená (hĺbka z LiDARu, mierka korigovaná fitom trajektórie a nezávislé overenie schopné rozlíšiť 1 %). Trieda B je metrická, ale bez dostatočného nezávislého overenia. Trieda C má mierku len orientačnú a trieda D mierku nepozná. Rozhoduje najhoršie z dostupných overení.

Integrita: SHA-256 a podpis

Dokumentácia je užitočná len vtedy, keď sa dá preukázať, že sa nezmenila. Balík .f3d nesie odtlačok SHA-256 každého súboru, takže príjemca pri importe vidí, či niečo chýba alebo bolo upravené. Výpočet na Macu doplní záznam o výpočte (nástroj, verzia, fázy, trvanie) a môže výstupný balík podpísať kľúčom počítača.

Limity

• Nejde o certifikované ani metrologicky nadviazané meradlo; ide o doplnkovú, názornú dokumentáciu.
• Presnosť závisí od svetla, pohybu, lesklých a tmavých povrchov a od pokrytia objektu snímkami.
• Po prepočte modelu treba nový etalón aj nový certifikát.

Ako to riešia aPrehliadky a Fotograme3ka 3D

aPrehliadky pre iPhone a iPad snímajú s LiDARom, počítajú model v zariadení cez RealityKit Object Capture, merajú vzdialenosť, dráhu po povrchu, plochu a objem s neistotou ± U (k = 2) a vydajú protokol PDF, certifikát triedy A až D a balík .f3d so SHA-256. Fotograme3ka 3D na Macu s Apple Silicon prepočíta balík vo vyššom detaile a vydá protokol PDF/A-2b s podpísaným balíkom.