La primera mitad de la fotogrametría
Todo comienza con imágenes estenopeicas. Se dice que hace más de 2.000 años, la gente descubrió que bloquear una tabla de madera con agujeros entre una pared y un objeto formaba un reflejo del objeto en la pared. Si el panel central se mueve hacia adelante y hacia atrás, el tamaño de la imagen en la pared cambia en consecuencia. Este pequeño descubrimiento se convirtió en el detonante del desarrollo de la historia de la fotografía.
Después de descubrir las imágenes estenopeicas, personas inteligentes diseñaron una cámara llamada caja negra (Figura 1) que puede proyectar imágenes en una pantalla. Específicamente, la caja negra es en realidad una caja sellada con un pequeño agujero en un lado. El paisaje fuera de la caja pasa a través del pequeño agujero, formando un reflejo en la pared interior completamente oscura de la caja. Los lectores inteligentes pueden descubrir que esta es en realidad la primera forma de cámara.
Debido a la necesidad de proyectar imágenes, el entorno debe ser relativamente oscuro para que la imagen sea clara, por lo que muchos experimentos con cajas negras en la historia se han llevado a cabo en cuartos oscuros. Más tarde, la propia caja negra se fue mejorando paso a paso, convirtiéndose en una caja más pequeña y portátil, y se convirtió en un buen asistente de amplia circulación en los círculos de pintura entre los pintores.
Debido a las limitaciones de la caja negra (al fin y al cabo, es incómodo llevar una caja grande cada vez...), algunos artistas han pensado en diferentes métodos de pintura que les permitan presentar mejor una obra. , como Al Betty. En 1435, Alberti viajó a Florencia con el Papa Eugenio IV. A través de sus contactos con artistas locales, escribió una obra de teoría del arte sobre la pintura como artista, completada en latín. En este libro, Alberti propuso un nuevo método para construir un espacio tridimensional en un plano bidimensional utilizando una perspectiva monocular: la perspectiva. De hecho, esto se ha desarrollado a partir de la aplicación de fenómenos naturales simples a una teoría científica (pensemos en el desarrollo científico de China, ¿lo que falta es el paso de las habilidades extrañas a la teoría científica? 0,0). Más tarde, Krupa utilizó la perspectiva para trazar un mapa de la topografía de las montañas suizas, y Botemps-Beaupre trazó un mapa de las islas Santa Cruz midiendo ángulos y distancias basándose en la perspectiva (Fig. 2).
Como todos sabemos, el gran Leonardo da Vinci resumió la experiencia de sus predecesores y trató de determinar la línea de visión del pintor a partir de la pintura en perspectiva (Figura 3), combinada con la caja negra. Leonardo da Vinci regresó a Florencia. Creó la "Mona Lisa" utilizando diversos métodos pictóricos, como la perspectiva.
Con el desarrollo de la teoría y la expansión de las aplicaciones, muchos investigadores han pensado en añadir varias lentes a la caja negra. En 1540, a Girolamo Cardano se le ocurrió la idea de añadir lentes. En 1568 d.C., el noble italiano Daniel Barba Ro modificó la caja de cámara sin lentes anterior e instaló una lente convexa, convirtiéndose en el inventor de la primera caja de cámara con lente de la historia. El principio de la caja de cámara con lente: atar una cuerda al pequeño orificio de la cámara. la caja de la cámara, y puede ampliar o reducir el pequeño orificio a voluntad. Después del ajuste, puede obtener una imagen muy clara.
Posteriormente, el matemático y astrónomo italiano Dante publicó en 1573 d.C. la idea de que las imágenes invertidas se pueden convertir en imágenes verticales en su "Ley de distancia euclidiana", que mejoró enormemente el método de fotografía (finalmente ya no me gusta). ! En 1611 d.C., Kepler utilizó por primera vez en Diaptria la transmisión de luz compuesta de lentes cóncavas y lentes convexas, lo que permitió que las imágenes de la caja negra mostraran una resolución fotográfica sin precedentes. El mundo lo respetaba como el antepasado de la óptica fotográfica. En el mismo año, apareció la estrella lúcida más brillante de la cámara (¿foto? 4). La gente puede obtener mejores trabajos a través de la estrella más brillante.
Con el nacimiento de la cámara, la gente finalmente puede utilizar estas tecnologías para tomar fotografías. Por ejemplo, en 1825, el francés Niepce encargó al comerciante francés de instrumentos ópticos Charles Sever la fabricación de lentes ópticas para su casete fotográfico. Al año siguiente, introdujo en el casete el material fotosensible que inventó para registrar la primera fotografía de la historia (Fig. 5). Su trabajo fue fotografiado con éxito desde la ventana de su loft en Borgoña, Francia, con un tiempo de exposición de más de 8 horas.
En 1839, apareció la fotografía daguerrotipo. Daguerre (Fig. 6) fue inventado por Daguerre, el pintor paisajista jefe de una famosa ópera de París. Utiliza vapor de mercurio para revelar una capa de sal de plata expuesta. El tiempo de exposición de este método de fotografía es de unos 30 minutos, que es mucho más corto que el método de fotografía de endurecimiento a la luz del día de Nieps. Y las fotografías tomadas con este método tienen las características de finas líneas de sombra, tonos uniformes, no se desvanecen fácilmente, no se pueden copiar y las imágenes son opuestas. Este método de fotografía lleva el nombre del daguerrotipo, por lo que también se le llama daguerrotipo.
En esta época, la tecnología de la fotografía había avanzado mucho y la gente empezó a pensar si se podía medir con fotografías.
En 1851, A. Laussedat de Francia creó por primera vez instrumentos fotográficos y métodos de trabajo adecuados para la fotogrametría, y dibujó un mapa del castillo de Vincennes, lo que marcó el nacimiento de la fotogrametría. En 1881, Meidenbauer realizó el primer experimento de fotogrametría de edificios utilizando el método de intersección basándose en dos fotografías del edificio. En 1885, creó la Biblioteca de Imágenes de Topografía Prusiana como archivo de imágenes de edificios de Berlín. En 1889, se publicó el primer manual de fotogrametría elaborado por Popular Science, lo que puso a más personas en contacto con la fotogrametría y permitió que más personas comenzaran a comprender la fotogrametría. En 1901, el alemán C. Pulfrich creó el instrumento de medición de coordenadas estereoscópicas. La fotogrametría terrestre evolucionó hasta convertirse en estereofotogrametría terrestre, que es una tecnología que utiliza imágenes estereoscópicas tomadas desde el suelo para construir modelos en un estereomapa terrestre y luego realizar estudios y mapeos del terreno. Es adecuado para topografía y cartografía en zonas montañosas, pequeñas zonas montañosas y zonas montañosas, y también se puede utilizar para trabajos de exploración en geología, metalurgia, minería, conservación de agua, ferrocarriles, etc., y la tecnología de medición se ha mejorado aún más. .
El avance de la fotografía terrestre hace que la gente piense intuitivamente en la fotografía aérea. En ese momento, alguien pensó en instalar una cámara en miniatura en las palomas para tomar fotografías en el aire (¿fotos? ¿7 fotos? ¡8 fotos tomadas de esta manera pueden ser significativamente más ricas, más amplias y más fáciles de estudiar!).
El fotógrafo francés Nadar tomó la primera fotografía aérea del mundo en 1858 desde un globo aerostático a más de 80 metros de altura en las afueras de París. Posteriormente, Blake utilizó placas húmedas para tomar fotografías aéreas de Boston en 1860. Veinte años después, en 1885, los franceses tomaron fotografías aéreas de París desde un globo de 2000 pies. Luego, el terremoto de San Francisco de 1906 provocó un incendio y Lawrence tomó fotografías desde el aire con una cámara gigante suspendida de 17 cometas. Wei Siddall Shamflug inventó la ley de Sham (principio de Scheimpflug) para utilizar su trazador de perspectiva en fotografía aérea. A principios del siglo XX, los hermanos Wright inventaron el avión y la industria de fabricación de aviones comenzó a cobrar protagonismo, haciendo posible la fotogrametría aérea. En 1911, Wei Siddal Shamfrog logró la primera fotografía de fotogrametría aérea a página completa. El desarrollo de la fotogrametría aérea ha llevado la fotogrametría a un nuevo nivel.
Por supuesto, hay que decir que las matemáticas siempre se han utilizado en toda la fotogrametría, y su aparición ha resuelto muchos problemas, como la composición 3D, la geometría epipolar, la geometría trifocal, la estimación del movimiento y el modelado 3D de imágenes individuales, no calibradas, reconstrucción de imágenes en 3D, etc., la reconstrucción por proyección y la autocalibración de la cámara también promueven el progreso de la fotogrametría. El desarrollo de estas tecnologías se describirá en detalle en la segunda mitad de nuestro artículo.
Sigámoslos de cerca~