• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Andra
    Laserskanning leder till 3D-rendering av Robbers Cave

    Medurs från vänster:Doktorand Yijun Liao, Biträdande professor Richard Wood och studentstudenten Dylan Downes använder ett stativ för att höja en laserutsändande enhet som hjälpte teamet att kartlägga det inre av Robber's Cave. Kredit:Craig Chandler | Universitetskommunikation

    När delar av Robber's Caves historia försvinner till folklore, de tusentals gravyrerna som trängs dess Dakotasandstensväggar som graffiti håller på att sönderfalla, omärkligt men oundvikligt, i miniatyrdyner vid basen av murarna.

    Dessa väggar kan prata – som ekar mer än ett sekel av besök från dem som har snidat namn och symboler och ansikten med finger eller pinne eller kniv – men några av de avlägsna rösterna närmar sig viskningar.

    Ett första projekt i sitt slag finansierat av History Nebraska och koordinerat av University of Nebraska–Lincolns Richard Wood bevarar dessa röster genom att digitalt kartlägga varje millimeter av grottans 5, 000 plus kvadratfot, gravyrer och allt.

    Wood och flera elever från Nebraska har producerat en 3D-rendering av Robber's Cave med hjälp av ljusdetektion och avståndsavstånd, eller lidar, som avfyrar nära infraröda laserstrålar mot en yta, mäter den tid de behöver för att reflektera och återvända från den ytan, beräknar sedan avståndet till en given punkt.

    Genom att upprepa processen på 92 platser i grottan för att generera ett 3D-moln av poäng – 3,1 miljarder av dem – har Woods team lyckats fånga varje kontur av grottans ojämna terräng, grentunnlar och flernivåarkitektur.

    "Detta är den största datainsamling som min forskargrupp någonsin har gjort, " sa biträdande professorn i civil- och miljöteknik, vars team använde två bärbara skannrar för att kartlägga grottan under ungefär 30 timmar i september.

    Ett isometriskt perspektiv på renderingen av Robber's Cave skapad av Nebraskas Richard Wood och hans team. Den grå tunneln till vänster rymmer fladdermöss, förhindrar användningen av vitt ljus och hindrar laget från att fånga tunnelns färg. Kredit:Richard Wood

    Vissa aspekter och områden visade sig vara särskilt knepiga, Sa Wood. Att få representativa medelvärden av tunnlarnas bredd innebar att man digitalt skar dem i mer cylindriska sektioner som kunde mätas mer objektivt. Kartläggning av två vertikala axlar, varav en fungerar som en de facto brunn, krävde ett specialiserat stativ som minskade de annars extrema vinklarna vid vilka skannern avfyrade sina strålar. Att skanna en kammare som hyser fladdermöss innebar att kämpa med skyddande skärmar och de svaga röda lamporna utformade för att rymma dess nattliga invånare.

    "Det var faktiskt en rolig utmaning, sade Wood, som fick mycket hjälp av doktoranden Yijun Liao, doktorand Dylan Downes och postdoktor M. Ebrahim Mohammadi.

    Den resulterande 3D-renderingen kommer att hjälpa History Nebraska att göra argument för att lägga till Robber's Cave till National Register of Historic Places, sa David Calease, som hjälper till att samordna sådana insatser för den statliga myndigheten. Såvitt Calease vet, Robber's Cave-applikationen rankas som den första som inkluderar en detaljerad digital rendering bland dess nomineringsmaterial.

    "I de flesta nomineringar, dess, 'Vi ska fotografera det här, det och det andra, "" sa Calease. "Men med en plats som denna, det är väldigt svårt. Du kan ta en bild, men det är verkligen svårt att få den känslan och förståelsen från det. Det här är en så unik plats att vi behövde göra något annorlunda för att verkligen fånga det."

    En spiralformad del av Robber's Cave som visar upp lidarens förmåga att fånga och återge det lokala landmärkets många gravyrer. Kredit:Richard Wood

    Skanningen representerar också en mer allmän strävan att digitalt bevara grottans nuvarande tillstånd mitt i fuktens subtila härjningar, temperatur och tid. När luftfuktigheten stiger, fukt kan arbeta sig fram mellan lagren av sandstenen, med även små temperaturfluktuationer driver sedan expansion och sammandragning. Över tid, att hävningen så småningom försvagar bindningarna mellan lagren och grundar sandstenen att flagna av.

    "När det torkar och krymper, ytan på väggarna blir skör, " sa John Rissetto, en konserveringsarkeolog med History Nebraska. "Så, om du har folk där nere ens bara går förbi, skakningar av marken kommer att orsaka tillräckligt med friktion för att bara lossna.

    "Som (detta) fortsätter, det kommer att minska djupet på graveringarna till en punkt där de inte längre kommer att vara synliga."

    Dessa gravyrer och andra markeringar hjälper till att berätta historien om grottan, som började som en naturligt förekommande men ytlig formation som utökades till en lagringsgrotta 1869 av ägarna till Nebraskas första bryggeri, Pioneers Brewery. Obekräftad, ofta tvivelaktiga rapporter skryter om historiska besökare:en skadad Jesse James, slavar som flyr till friheten via den underjordiska järnvägen, Chuck Norris.

    En del av lagets rendering sett från sidan. Kredit:Richard Wood

    Men den tidigare ägaren Ed Scarborough Jr. behandlade en av grottans tunnlar som en skjutbana på 1970-talet, förklarar kulhålen som peppar dess väggar. brödraskap, sororities, kyrkliga grupper, litterära sällskap och andra organisationer höll initiationsceremonier i grottan. Band spelade där. Folk festade och spelade craps där. Och många lämnade bevis i form av namn, grekiska bokstäver, hjärtan, fredstecken eller andra symboler som inte passar för tryck.

    "Många människor vi pratade med i Lincoln sa, 'Åh, ja, Jag brukade hänga där när jag var yngre, ' eller, "Jag minns att jag besökte mina vänner, '" sa Rissetto om grottan, som fortfarande är öppen för rundturer. "Det är en del av Lincolns historia bland en specifik generation."

    Det stora antalet gravyrer som är klottrade in i väggarna kan nästan överväldiga ögonen, vilket Rissetto sa borde göra den digitala återgivningen av Robber's Cave särskilt värdefull för dem som vill avslöja mer av dess historia.

    "Svårigheten är att det finns så många, det är svårt att fokusera på enskilda, eftersom din hjärna ständigt växlar till nästa, " sa han. "I slutändan, vi skulle gärna vilja ha kulturantropologer, historiker, släktforskare kan analysera varje enskild gravyr så att de kan slå upp namnen på personer som var där. För att Willa Cather skulle vara där. John Neihardt skulle vara där. Varje känd person som bodde i Nebraska sägs ha besökt grottan vid ett eller annat tillfälle. Frågan är:Gjorde de det? Och lämnade de sitt namn där?"

    Ett ansikte etsat in i Dakotasandstenen i Robber's Cave. Kredit:Craig Chandler | Universitetskommunikation

    Att göra 3D-renderingen allmänt tillgänglig online, som laget så småningom hoppas kunna göra, kan också hjälpa till att driva turismen till platsen när du besöker Lincoln för en Husker-fotbollsmatch eller bor hos släktingar under semestern, sa Rissetto.

    "Det är på samma sätt som Frihetsgudinnan och Eiffeltornet också är i 3D på webben, och folk går fortfarande till dem hela tiden, " sa han. "Det är bara ytterligare ett intressant sätt att locka människor att hitta dessa platser och besöka dem. Det är en del av ett tillägg, men det är inte en ersättning."

    Sålänge, teamet håller på att lägga sista handen på National Register-ansökan och förväntar sig att National Park Service kommer att lämna sin dom i mitten av mars.

    Oavsett domen, Rissetto och Calease sa att History Nebraska hoppas kunna fortsätta att samarbeta med Woods team om framtida applikationer och andra projekt. Rissetto citerade Chimney Rock som en annan Nebraska-signatur som, bär den ständiga bördan av elementen, skulle kunna dra nytta av det digitala bevarandet av en lidar-skanning.

    Även om det inte längre är tillåtet att rista in i väggarna i Robber's Cave, tusentals besökare har satt sina spår. Kredit:Craig Chandler | Universitetskommunikation

    Och gruppen sa att den förutser en framtid där lidar-baserade renderingar blir vanliga komponenter i både nationella registernomineringar och historisk dokumentation mer allmänt.

    "National Park Service kommer att få en kopia av alla rådata så att de har det för sina register, för det är vad vi försöker fastställa, ", sade Rissetto. "Vi försöker fastställa en baslinje för hur vi gör detta framöver. Och om vi kan få en 3D-modell av varje enskild fastighet i folkregistret, det skulle vara målet.

    "För att till slut, enligt min åsikt, det handlar (om) att försöka göra historien relevant, och det här är det enklaste sättet för oss att göra det. Vi återskapar det så att folk kan se det och uppleva det."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com