Evaluation of Preparation for Virtual Reality by Creating a Three-Dimensional Model of Tarsus St. Paul Church with Terrestrial Laser Scanning Techniques

Abstract

Turkey is located on a geography that has hosted many civilizations in its history. Therefore, it is at the forefront of the world in works of cultural heritage. These cultural heritage values are important for the world and the civilization process. Preserving, renewing and transferring this heritage across generations is one of the important duties of humanity. In addition, it is necessary to bring the work closer by means of information processing technologies developed by using modern techniques and applications for those who do not have the opportunity to see it on site. In order to achieve this, it is important to produce a three-dimensional (3D) model of the object with terrestrial laser scanning (YLT) technique and to prepare it for virtual reality environments. In this study, the competence of 3D models produced by YLT technique in virtual reality environments was investigated. For this, Tarsus St. Paul Church, which has a great historical and cultural importance, has been determined as the study area. In Tarsus St. Paul Church, data collection studies were carried out with a terrestrial laser scanner, data sets were processed with appropriate software, and a 3D model of the work was created. The advantages and disadvantages of the competence of the produced 3D model in virtual reality applications were evaluated.

Keywords

• Tarsus St. Paul Church
• Terrestrial Laser Scanning
• 3D Modeling
• Virtual Reality

Tarsus Aziz Pavlus Kilisesinin Yersel Lazer Tarama Teknikleri ile Üç Boyutlu Modelinin Oluşturularak Sanal Gerçekliğe Hazırlamanın Değerlendirilmesi

Abstract

Türkiye uygarlık tarihi içerisinde birçok medeniyete ev sahipliği yapmış bir coğrafyanın üzerinde bulunmaktadır. Dolayısıyla kültürel miras niteliği taşıyan yapıtlarda Dünya’da en ön sıralarda gelmektedir. Bu kültürel miras değerleri Dünya ve uygarlık süreci açısından önem taşımaktadır. Bu mirasın korunması, yenilenmesi ve kuşaklar boyunca aktarılması insanlığın önemli görevlerinden biridir. Ayrıca tanıtılmasında, yerinde görme olanağı olmayanlar için modern teknik ve uygulamalar kullanılarak gelişen bilgi işlem teknolojileri aracılığı ile yapıtı yakına getirmek gerekmektedir. Bunu sağlayabilmek için objenin üç boyutlu (3B) modelinin yersel lazer tarama (YLT) tekniği ile üretilmesi ve sanal gerçeklik ortamlarına hazırlanması önem kazanmaktadır. Bu çalışmada YLT tekniği ile üretilen 3B modellerin sanal gerçeklik ortamlarında yetkinliği araştırılmıştır. Bunun için tarihi ve kültürel önemi çok büyük olan Tarsus Aziz Pavlus Kilisesi çalışma alanı olarak belirlenmiştir. Tarsus Aziz Pavlus Kilisesinde yersel lazer tarayıcı ile veri toplama çalışmaları yapılmış, veri setleri uygun yazılım ile işlenerek, yapıtın 3B modeli oluşturulmuştur. Üretilen 3B modelin sanal gerçeklik uygulamalarında yetkinliğinin avantaj ve dezavantajları değerlendirilmiştir.

Keywords

• Tarsus Aziz Pavlus Kilisesi,
• Yersel Lazer Tarama,
• 3B modelleme
• sanal gerçeklik

References

1. Abellán, A., Oppikofer, T., Jaboyedoff ,M., Rosser, N. J., Lim, M. & Lato, M. J. (2014). Terrestrial Laser Scanning of Rock Slope İnstabilities. Earth Surface Processes and Landforms, 39(1), 80-97.
2. Altuntas, C., Yildiz, F., Karabork, H., Yakar, M. & Karasaka, L. (2007, October). Surveying and documentation of detailed historical heritage by laser scanning. In XXI International CIPA Symposium, 1(6).
3. Atile, M, F. (2008). Tarsuslu Aziz Pavlus, Pozitif ambalaj basım, Tarsus – Mersin.
4. Baltsavias, E. P. (1999). A Comparison between Photogrammetry and Laser Scanning. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 54, 83-94.
5. Banfi, F. (2020). HBIM, 3D drawing and virtual reality for archaeological sites and ancient ruins. Virtual Archaeology Review, 11(23), 16-33.
6. Büyüksalih, G., Kan, T., Özkan, G. E., Meriç, M., Isın, L. & Kersten, T. P. (2020). Preserving the knowledge of the past through virtual visits: from 3D laser scanning to virtual reality visualisation at the Istanbul Çatalca İnceğiz Caves. PFG–Journal of Photogrammetry, Remote Sensing and Geoinformation Science, 88(2), 133-146.
7. Çelik, M. Ö., Hamal, S. N. G. & Yakar, İ. (2020). Yersel lazer tarama (YLT) yönteminin kültürel mirasın dokümantasyonunda kullanımı: Alman Çeşmesi örneği. Türkiye Lidar Dergisi, 2(1), 15-22.
8. Cheng, L., Chen, S., Liu, X., Xu, H., Wu, Y., Li, M. & Chen, Y. (2018). Registration of laser scanning point clouds: A review. Sensors, 18(5), 1641.

9. Choromański, K., Łobodecki, J., Puchała, K. & Ostrowski, W. (2019). Development of Virtual Reality application for Cultural Heritage visualization from multi-source 3D data. The International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 42, 261-267.
10. Coates, G. (1992). Görünmez Siteden Program Bir Sanal Sho, George Coates Tarafından Sunulan Bir Multimedya Performans Çalışması Performansı İşler, San Francisco.
11. Dinis, FM, Sanhudo, L., Martins, J. P. & Ramos, N. M. (2020). Mimarlık, mühendislik ve inşaat endüstrisinde proje iletişiminin iyileştirilmesi: Sanal gerçeklik ve lazer taramanın birleştirilmesi. Yapı Mühendisliği Dergisi , 30 , 101287.
12. Doğan, Y. & Yakar, M. (2018). GIS and three-dimensional modeling for cultural heritages. International Journal of Engineering and Geosciences, 3(2), 50-55. DOI: 10.26833/ijeg.378257
13. Fidan, D. & Fidan, Ş. (2021). Yersel Lazer Tarama Teknolojileriyle Oluşturulan 3B Modellerin Akıllı Kent Uygulamalarında Kullanımı: Mersin Süslü Çeşme Örneği . Türkiye Lidar Dergisi , 3 (2) , 48-57 .
14. Fidan, D. (2021). Arkeolojik Yüzey Araştırması Tahmin Haritalarının Uzaktan Algılama ve Coğrafi Bilgi Sistemleri ile Oluşturulması: Mersin İli, Silifke İlçesi Örneği. Türkiye Coğrafi Bilgi Sistemleri Dergisi, 3(1), 10-23.
15. Fidan, D., Oruç, M. E. , Hamal, S. N. G. & Fidan, Ş. (2022). Tersine Mühendislik Uygulamalarında Yersel Lazer Tarayıcıların Kullanım Olanaklarının Araştırılması; Klasik Otomobiller Örneği . Türkiye Lidar Dergisi , 4 (1)
16. Güleç, K., A., Dülgerler, O. N. & Yakar, M. (2011). Kültürel Mirasın Belgelenmesinde Dijital Yaklaşımlar. Selçuk Üniversitesi Mühendislik, Bilim Ve Teknoloji Dergisi, 26(3), 67-83.
17. Kharroubi, A., Hajji, R., Billen, R. & Poux, F. (2019). Classification and integration of massive 3d points clouds in a virtual reality (VR) environment. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 42(W17).
18. Lambers, K., Remondino, F.(2009). Optical 3D Measurement Techniques in Archaeology: Recent Developments and Applications, Cultural Heritage.
19. Liu, X. (2008). Airborne LiDAR for DEM Generation: Some Critical İssues. Progress in Physical Geography, 32(1), 31–49.
20. Meng, X., Currit, N. & Zhao K (2010). Ground Filtering Algorithms for Airborne Lidar Data: A Review of Critical İssues. Remote Sensing, 2(12), 833–860.
21. Oruç, M. E. & Baş G. (2021). Kompleks Yapı ve Alanlarda Yersel Lazer Tarama Teknolojisinin Kullanımı. Türkiye Lidar Dergisi, 3(2), 39-47.
22. Oruç, M. E. & Öztürk, İ. L. (2021). Usability of Terrestrial Laser Technique in Forest Management Planning. Türkiye Lidar Dergisi, 3(1), 17-24.
23. Öz, H., 1998, Bilinmeyen Tarsus, Kültür Bakanlığı Yayınları: 2008, Başvuru Kitapları Dizisi: 75, Türk Tarih Kurumu Basımevi, Ankara.
24. Polat, N. (2022). Availability of Iphone 13 Pro Laser Data in 3D Modeling. Advanced LiDAR, 2(1), 10-14.
25. S. J. Alonso, J. I., Martínez, Rubio, J., Fernández, Martín, J. J. ve García Fernández, J. (2011, Mart). Uçuş süresi ve faz kaymasının karşılaştırılması. San Isidoro (León) Bazilikası'ndaki Kraliyet Pantheon'unun araştırması. ISPRS Çalıştayında “ 3D-ARCH .
26. Sarı, B., Hamal, S. N. G. & Ulvi, A. (2020). Documentation of complex structure using Unmanned Aerial Vehicle (UAV) photogrammetry method and Terrestrial Laser Scanner (TLS). Turkey Lidar Journal, 2(2), 48-54.
27. Staiger, R. (2003). Terrestrial Laser Scanning Technology, Systems and Applications, FIG Regional Conference. Marrakech, Morocco, December 2-5, 2003.
28. Ulvi, A. (2021). Documentation, Three-Dimensional (3D) Modelling and visualization of cultural heritage by using Unmanned Aerial Vehicle (UAV) photogrammetry and terrestrial laser scanners. International Journal of Remote Sensing, 42(6), 1994-2021.
29. Ulvi, A., Yakar, M. (2014). Yersel Lazer Tarama Tekniği Kullanarak Kızkalesi’nin Nokta Bulutunun Elde Edilmesi ve Lazer Tarama Noktalarının Hassasiyet Araştırması, Harita Teknolojileri Elektronik Dergisi Cilt: 6, No: 1, 2014 (25-36)
30. Yastikli, N. (2007). Documentation of cultural heritage using digital photogrammetry and laser scanning. Journal of Cultural heritage, 8(4), 423-427.
31. Ulvi, A., Yakar, M., Toprak, A. S. & Mutluoglu, O. (2015). Laser Scanning and Photogrammetric Evaluation of Uzuncaburç Monumental Entrance. International Journal of Applied Mathematics Electronics and Computers, 3(1), 32-36. DOI: 10.18100/ijamec.41690
32. Ulvi, A., Yakar, M., Yiğit, A. Y. & Kaya, Y. (2020). İHA ve yersel fotogrametrik teknikler kullanarak Aksaray Kızıl Kilise’nin 3 Boyutlu nokta bulutu ve modelinin üretilmesi. Geomatik Dergisi, 5(1), 22-30.
33. Ulvi, A., Yakar, M., Yiğit, A. & Kaya, Y. (2019). The use of photogrammetric techniques in documenting cultural heritage: The Example of Aksaray Selime Sultan Tomb. Universal Journal Of Engineering Science, 7(3), 64-73.
34. Yakar, M. (2011). Using close range photogrammetry to measure the position of inaccessible geological features. Experimental Techniques, 35(1), 54-59.
35. Yakar, M., & Doğan, Y. (2017). Silifke Aşağı Dünya Obruğunun İHA Kullanılarak Üç Boyutlu Modellenmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 17(4), 94-101.
36. Yakar, M., Yıldız, F. & Yılmaz, H. M. (2005). Tarihi ve Kültürel Miraslarin Belgelenmesinde Jeodezi Fotogrametri Mühendislerinin Rolü. TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası, 10.
37. Yakar, M., Yılmaz, H. M. & Mutluoǧlu, Ö. (2010). Comparative evaluation of excavation volume by TLS and total topographic station based methods. Lasers in Eng., 19, 331-345.
38. Yakar, M., Yılmaz, H., Yıldız, F., Zeybek, M., Şentürk, H. & Çelik, H. (2010). Silifke-Mersin Bölgesinde Roma Dönemi Eserlerinin 3 Boyutlu Modelleme Çalışması ve Animasyonu. Jeodezi ve Jeoinformasyon Dergisi, (101).
39. Yılmaz, H. & Yakar, M. (2016). Lıdar (Light Detection And Ranging) Tarama Sistemi. Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi, 2(2), 23-33.
40. Yılmaz, H. & Yakar, M. (2016). Yersel Lazer Tarama Teknolojisi. Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi, 2(2), 43-48.
41. Yilmaz, H. M., Yakar, M., Yildiz, F., Karabork, H., Kavurmaci, M. M., Mutluoglu, O. & Goktepe, A. (2009). Monitoring of corrosion in fairy chimney by terrestrial laser scanning. Journal of International Environmental Application & Science, 4(1), 86-91.