Katalogizace fotografií a dalších obrázků

Stejně jako u map je i v případě fotografií, kreseb a třeba i filmových políček důležité mít možnost snadno v obrovském množství vyhledat ty, které se týkají daného místa.

Pro katalogizaci fotografií se stále obvykle používaný seznam klíčových slov popisujících na fotografii zachycené objekty. To je velmi pracné a hlavně nepraktické. Není snadné dodržet jednotnou terminologii a je velké riziko, že se následně nepodaří dohledat opravdu vše relevantní.

Zpracování fotografií

Hlavním cílem zpracování fotografií (a obrázků, kreseb, filmových políček) je rychlé a úplné vyhledávání všech takových, na kterých je dané místo zachycené. Výběr může být dále zpřesněn pomocí dalších kritérií, jako je směr pohledu a vzdálenost, ze které je dané místo zachycené.

Toho je dosaženo co nejpřesnějším určením pozice pořízení každé jednotlivé fotografie, včetně směru natočení objektivu a použité ohniskové vzdálenosti. Potom lze nejen dopočítat území zachycené na fotografii, ale zároveň z fotografie odečítat rozměry objektů.

Výpočet pozice pořízení fotografie

Výpočet pozice pořízení fotografie je naprogramován jako optimalizační úloha minimalizující odchylky mezi identickými body na fotografii a na referenčním modelu Prahy. Na následujícím obrázku vidíme spojnice mezi body, které na fotografii i na modelu představují stejné místo.

Po spuštění výpočtu optimalizační úlohy je hledána taková kombinace místa pořízení fotografie, natočení objektivu a ohniskové vzdálenosti objektivu, kdy se všechny označené identické body co nejlépe zarovnají. Čím více identických bodů je označeno (a nejlépe z různých míst na fotografii), tím je výpočet přesnější.

Na obrázku vidíme výsledek takového výpočtu. Pro tuto fotografii bylo jako místo jejího pořízení určena budova čp. 334 na Smetanově nábřeží, konkrétně pravé krajní okno ve druhém patře. Podle dostupných informací měl v tomto domě ateliér významný pražský fotograf W. Rupp. Přestože tedy u fotografie není autor uveden, tak jím patrně bude on.

Referenční model

Aby bylo možné výše uvedený postup použít, musí být nejprve k dispozici referenční 3D model. Nastává tedy paradox, kdy pro vytvoření 3D modelu potřebujeme znát pozice pořízení fotografií a k určení těchto pozic potřebujeme mít 3D model...

Tento paradox byl vyřešen tak, že jako prvotní referenční model byl použit Digitální model zástavby a zeleně (DMZZ) vytvářený od roku 2000 na IPR Praha (původně IMIP, potom ÚRM). Konkrétně verze modelu z roku 2010. To umožnilo určit pozice pořízení fotografií míst, která se příliš nezměnila. A také pro ne příliš staré fotografie míst, kde sice k nějaké změně došlo, ale stále bylo možné nalézt dostatek identických bodů na fotografii i v referenčním modelu.

Na základě i takto omezeného souboru prvních zpracovaných fotografií se však daří vytvářet pracovní 3D modely budov, které už nestojí, a dokonce i celých lokalit. Když je nový pracovní model vytvořen, může být okamžitě použit jako referenční při zpracování dalších fotografií. Na základě těchto fotografií je možné zase vytvořit nové pracovní modely, a tak stále dokola.

Postupně je tak vytvářen soubor referenčních 3D modelů zachycujících čím dál vzdálenější minulost. Pomocí nich je pak možné určovat pozice pořízení i fotografií míst, která se změnila naprosto k nepoznání.

Vyhledávání a filtrování fotografií

Po té, co bylo přesně určeno místo pořízení fotografie, lze už automaticky vyhledávat fotografie podle míst na nich zachycených. Pouhým označením místa na referenční mapě Prahy lze vyfiltrovat všechny fotografie, obrázky a filmová políčka, které toto místo zachycují.

Na následujícím obrázku jsou vybrány všechny fotografie, na kterých je věž Staroměstské radnice (označená žlutým zaměřovačem).

Každá tečka představuje jednu fotografii a čárka směr natočení objektivu. Modře jsou znázorněny letecké fotografie, hnědě fotografie pořízené z úrovně ulice a zeleně fotografie z vyvýšených míst (ze střechy nebo okna ve vyšším patře budovy, z věže, ze stromu, z jeřábu...).

Výběr lze dále zužovat pomocí dalších kritérií. Běžná jsou kritéria na rok pořízení, na autora a případně zdroj, ze kterého fotografie pochází. Dalším kritériem může být relativní výška nad terénem, ze které byla fotografie pořízena. Důležitá je možnost zúžení výběru na základě směru a vzdálenosti, ze které byla fotografie pořízena. Případně je možné zadat, jak musí být zájmový objekt na fotografii velký (kolik zabírá pixelů).

Na obrázku jsou fotografie radniční věže omezeny pouze na snímky pořízené přibližně od severu, a zachycující tedy severní stranu věže.

Zákres modelu do fotografie

Známe-li přesnou pozici pořízení fotografie, můžeme do ní zakreslit libovolný virtuální model. Při velkém časovém rozdílu mezi okamžikem pořízení fotografie a rokem, pro který byl vytvořen modelem, se mohlo místo změnit téměř k nepoznání. Prolnutí modelu a fotografie pak umožní lépe pochopit dřívější prostorové uspořádání.

Dokonce je možné pořídit z naprosto stejného místa další fotografii s časovým odstupem více než sto let a zákres modelu provést do obou fotografií.

Aplikace FotoCat a KOMÍN

Ukázky v odstavci Zpracování fotografií a Filtrování a vyhledávání fotografií jsou vytvořeny ve vlastními silami vytvořené aplikaci FotoCat (Catalog fotografií). V té byla naprogramována veškerá potřebná funkcionalita pro katalogizaci fotografií. I přes vysokou pracnost vlastního řešení je hlavní výhodou možnost si aplikaci uzpůsobit přesně podle potřeb.

Vyhledávání a filtrování fotografií, kreseb a filmových políček bylo v omezené funkcionalitě zpřístupněno online v podobě webové aplikace KOMÍN. Snadno si lze tak nechat vyhledat například výše zmíněné fotografie severní strany staroměstské radniční věže.

Součástí aplikace je i podrobná nápověda s ukázkami možností jejího použití.

 

---

Vytvořeno: 28. července 2010. Poslední aktualizace: 14. září 2022